[发明专利]GaN基鳍栅增强型器件及其制作方法

摘要

本发明公开了一种GaN基鳍栅增强型器件及其制作方法，主要解决现有同类器件阈值电压正漂小的问题。其制作过程为：1.在已有外延基片的GaN缓冲层上制作源、漏电极；2.刻蚀有源区形成电隔离；3.在源、漏极之间的有源区刻蚀一条条的纳米线沟道；4.在AlGaN势垒层上生长SiN钝化层，并光刻和刻蚀栅区域，形成凹槽；5.通过ICP工艺，用氧离子氧化凹槽区的AlGaN势垒层，并制作栅电极；6.在凹槽栅电极和栅极区域外生长SiN保护层，并在其上光刻和刻蚀金属互联开孔区；7.在互联开孔和未开孔的保护层上制作金属互联层，完成器件制作。本发明增大了器件的阈值电压，提高了增强型效果，可用于增强/耗尽型数字集成电路。

主权项

1.一种氧离子处理凹槽栅的GaN基鳍栅增强型器件的制备方法，包括如下步骤：1)获取含有衬底、AlN成核层、GaN缓冲层和AlGaN势垒层的外延基片，并在该基片的GaN缓冲层上制作源电极和漏电极；2)在AlGaN势垒层上光刻出器件之间有源区的电隔离区域，并利用感应耦合等离子体刻蚀ICP工艺或离子注入工艺制作器件的电隔离区域；3)在AlGaN势垒层表面，用电子束光刻机光刻源极与漏极之间的有源区，形成由条状隔离区图形和条状纳米线沟道图形按周期性排列的图案；4)利用感应耦合等离子刻蚀ICP工艺，把隔离区条状图形中的二维电子气沟道刻断，形成一条条周期排列的纳米线沟道；5)在源极、漏极和有源区的AlGaN势垒层上，利用等离子增强化学气相沉积PECVD工艺生长SiN钝化层；6)在SiN钝化层上光刻将要制作槽栅的区域，并采用ICP工艺，使用CF₄气体对该区域内的SiN钝化层进行刻蚀；7)在刻蚀掉SiN钝化层的区域，采用ICP工艺，使用Cl₂气将AlGaN势垒层刻蚀5nm‑15nm，形成凹槽；8)采用ICP工艺，使用氧等离子体对AlGaN势垒层进行氧化，其工艺条件为：反应气体为O₂，O₂流量为5sccm‑25sccm，反应腔室压力为5mTorr‑10mTorr，上电极和下电极的射频功率分别为300W和0W；9)在凹槽上利用电子束蒸发工艺制作栅电极；10)在栅电极和栅电极区域以外的SiN钝化层上，利用PECVD工艺生长SiN保护层；11)在SiN保护层上光刻金属互联开孔区，并利用ICP工艺依次刻蚀掉互联开孔区的SiN保护层和SiN钝化层；12)在金属互联开孔区和未开孔区上光刻金属互联区域，并利用电子束蒸发工艺制作互联金属，引出源电极和漏电极，完成器件制作。