[发明专利]基于ICP‑F离子刻蚀注入一体化高频高阈值GaN基增强型器件的制备方法

摘要

本发明公开了一种基于ICP‑F离子刻蚀注入一体化的高频高阈值增强型器件的制备方法，主要解决现有工艺不能使用F基等离子体刻蚀AlGaN势垒层的问题。其制作过程包括在衬底上自下而上依次生长GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层和GaN帽层；在GaN帽层上制作源、漏电极；光刻出器件的有源区并对样品进行台面隔离；在源、漏电极之间的势垒层上光刻出凹槽栅区域；利用ICP‑F基等离子体刻蚀势垒层形成凹槽；在凹槽上方制作栅电极；将样品置于N2气氛中进行沉积后退火，完成器件制作。本发明能同时获得高的阈值电压和高的频率特性，可用于高速开关、射频集成电路和微波单片集成电路中。

主权项

一种基于ICP‑F离子刻蚀注入一体化的高频高阈值增强型器件的制备方法，包括如下步骤：1)在衬底(1)上，利用MOCVD工艺自下而上依次生长未掺杂的GaN缓冲层(2)、AlN插入层(3)、AlGaN势垒层(4)和GaN帽层(5)；2)在GaN帽层(5)的表面光刻源端(6)和漏端(7)的电极区域，利用电子束蒸发技术，在源端和漏端蒸上欧姆金属；3)将进行完步骤(2)的样品在N2气氛中进行快速热退火，形成源、漏电极的欧姆接触；4)在样品整个表面光刻出有源区，利用感应耦合等离子体ICP设备刻蚀非有源区的台面，形成台面隔离；5)在样品的整个表面利用PECVD技术淀积钝化层(8)，在钝化层(8)上光刻出凹槽栅区域(9)；6)利用ICP‑F基等离子体工艺刻蚀掉凹槽栅区域上方的钝化层，暴露出势垒层；7)改变ICP‑F基等离子体的工艺条件，继续刻蚀暴露出的势垒层，形成10‑25nm的凹槽，同时完成F离子(10)对势垒层的注入，实现刻蚀与注入的一体化；8)在样品的整个表面光刻出栅极区域(11)，利用电子束蒸发技术，淀积栅极金属，制作栅极；9)将样品放入退火炉中进行栅金属的沉积后退火，再去除样品表面剩余的光刻胶，完成器件的制作。