[发明专利]GaN基的MS栅增强型高电子迁移率晶体管及制作方法

摘要

本发明公开了一种GaN基的MS栅增强型高电子迁移率晶体管及制作方法，主要解决GaN基增强型器件电流密度低以及可靠性低的问题。该器件结构为：衬底(1)上依次设有过渡层(2)和GaN主缓冲层(3)，GaN主缓冲层中间刻蚀有凹槽(4)，凹槽两侧的GaN主缓冲层(3)上方为AlGaN主势垒层(5)，凹槽内壁以及凹槽两侧的AlGaN主势垒层(5)表面依次设有GaN次缓冲层(6)和AlGaN次势垒层(7)；AlGaN次势垒层(7)上为源级(8)、漏级(9)、栅极(11)和介质层(10)，源级(8)、漏级(9)分别位于AlGaN次势垒层(7)上方的两侧，栅极(11)位于AlGaN次势垒层(7)上方的中间，介质层(10)分布在源级、漏级、栅级之外的区域。本发明具有增强型特性好，电流密度高、击穿电压高，制作工艺简单成熟，可靠性高的优势，可用于高温开关器件和数字电路中。

主权项

一种GaN基的MS栅增强型高电子迁移率晶体管，自下而上包括：衬底(1)、过渡层(2)和GaN主缓冲层(3)，其特征在于：GaN主缓冲层(3)的中间刻蚀有凹槽(4)，该凹槽(4)的底面为0001极性面，凹槽(4)侧面为非0001面，凹槽(4)两侧的GaN主缓冲层(3)上方为AlGaN主势垒层(5)，GaN主缓冲层(3)和AlGaN主势垒层(5)界面上形成主二维电子气2DEG层(12)；凹槽(4)的底面和侧面方向上以及凹槽两侧的AlGaN主势垒层(5)表面，依次设有GaN次缓冲层(6)和AlGaN次势垒层(7)；凹槽底面上方的GaN次缓冲层(6)与AlGaN次势垒层(7)的界面上形成次二维电子气2DEG层(13)；凹槽侧面方向上的GaN次缓冲层(6)与AlGaN次势垒层(7)为非0001面的AlGaN/GaN异质结，该异质结界面处形成增强型的二维电子气2DEG层(15)；凹槽两侧的GaN次缓冲层(6)与AlGaN次势垒层(7)的界面上形成辅二维电子气2DEG层(14)；所述AlGaN次势垒层(7)上为源级(8)、漏级(9)、栅极(11)和介质层(10)，该源级(8)和漏级(9)分别位于AlGaN次势垒层(7)上方的两侧，栅极(11)位于AlGaN次势垒层(7)上方的中间，介质层(10)分布在源级、漏级、栅级之外的区域；所述的辅二维电子气2DEG层(14)、增强型的二维电子气层(15)以及次二维电子气2DEG层(13)，通过电子流经形成第一导电沟道(16)；所述的主二维电子气2DEG层(12)、增强型的二维电子气2DEG层(15)以及次二维电子气2DEG层(13)，通过电子流经形成第二导电沟道(17)，使凹槽(4)两侧的区域均为双沟道结构。