一种基于复合偶极层的AlGaN/GaNHEMT开关器件结构及制作方法
专利汇可以提供一种基于复合偶极层的AlGaN/GaNHEMT开关器件结构及制作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于复合偶极层的AlGaN/GaN HEMT 开关 器件结构及其制作方法，从下往上依次包括衬底、GaN 缓冲层 、AlN隔离层、GaN 沟道 层、AlGaN本征层和AlGaN掺杂层，所述AlGaN掺杂层上间隔设有源极、有机绝缘层和漏极，所述漏极与所述有机绝缘层之间设有 钝化 层，所述有机绝缘层与所述AlGaN掺杂层上设有ITO栅 电极 ，所述ITO栅电极与所述源极之间设有 钝化层 ，所述钝化层与所述源极之间淀积有LiF层，所述源极和LiF层上淀积有AL金属层。本发明使用了PTFE和ITO形成的偶极子层，降低了该区域场正下方的2DEG的浓度，改变了栅漏区域的 电场 分布，提高了器件的击穿 电压 。，下面是一种基于复合偶极层的AlGaN/GaNHEMT开关器件结构及制作方法专利的具体信息内容。
1.一种基于复合偶极层的AlGaN/GaN HEMT开关器件结构，其特征在于，从下往上依次包括衬底、GaN缓冲层、AlN隔离层、GaN沟道层、AlGaN本征层和AlGaN掺杂层，所述AlGaN掺杂层上间隔设有源极、有机绝缘层和漏极，所述漏极与所述有机绝缘层之间设有钝化层，所述有机绝缘层与所述AlGaN掺杂层上设有ITO栅电极，所述ITO栅电极与所述源极之间设有钝化层，所述钝化层与所述源极之间淀积有LiF层，所述源极和LiF层上淀积有AL金属层。
2.根据权利要求1所述的基于复合偶极层的AlGaN/GaN HEMT开关器件结构，其特征在于，所述衬底材料为蓝宝石、碳化硅、GaN或MgO。
3.根据权利要求1所述的基于复合偶极层的AlGaN/GaN HEMT开关器件结构，其特征在于，所述AlGaN掺杂层中Al的组分含量在0～1之间，Ga的组分含量与Al的组分含量之和为1。
4.根据权利要求1所述的基于复合偶极层的AlGaN/GaN HEMT开关器件结构，其特征在于，所述有机绝缘层为PTFE层。
5.根据权利要求1所述的基于复合偶极层的AlGaN/GaN HEMT开关器件结构，其特征在于，所述钝化层中包括Si3N4、Al2O3、HfO2和HfSiO中的一种或多种。
6.一种基于复合偶极层的AlGaN/GaN HEMT开关器件结构的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)对外延生长的AlGaN/GaN材料进行有机清洗，用流动的去离子水清洗并放入HCl:H2O＝1:1的溶液中进行腐蚀30～60s，最后用流动的去离子水清洗并用高纯氮气吹干；
(2)对清洗干净的AlGaN/GaN材料进行光刻和干法刻蚀，形成有源区台面；
(3)对制备好台面的AlGaN/GaN材料进行光刻，形成源漏区，放入电子束蒸发台中淀积欧姆接触金属Ti/Al/Ni/Au＝(20/120/45/50nm)并进行剥离,最后在氮气环境中进行
850℃35s的快速热退火，形成欧姆接触；
(4)对完成合金的器件进行光刻，形成有机绝缘介质PTFE淀积区域，然后放入氧等离子处理室中对AlGaN表面进行轻度氧化处理，然后放入电子束蒸发台中：反应室真空抽至-3
4.0*10 帕，缓慢加电压使控制PTFE蒸发速率为0.1nm/s,淀积200～300nm厚的PTFE薄膜；
(5)将淀积好PTFE介质的器件放入丙酮溶液中浸泡30-60min，进行超声剥离；
(6)对完成蒸发淀积的器件进行光刻，形成栅极刻蚀区域，放入ICP干法刻蚀反应室中，去除刻蚀残留物；
(7)对完成刻蚀的器件进行光刻，形成栅以及栅场板区，放入电子束蒸发台中淀积
200nm厚的ITO栅金属；
(8)将淀积好栅电极和栅场板的器件放入丙酮溶液中浸泡30～60min，进行超声剥离，形成栅场板结构；
(9)将完成栅极制备的器件进行光刻，形成绝缘介质LiF的淀积区域，然后放入电子束-3
反应室真空抽至4.0*10 帕，缓慢加电压使控制LiF蒸发速率为0.5nm/s,淀积100～200nm厚的LiF薄膜；
(10)将淀积好LiF介质的器件放入丙酮溶液中浸泡30～60min，进行超声剥离；
(11)再次对完成LiF制备的器件进行光刻，形成源场板区，放入电子束蒸发台中淀积
200nm厚的Al金属；
(12)将淀积好Al金属的器件放入丙酮溶液中浸泡30～60min，进行超声剥离，形成源场板结构；
(13)将完成的器件放入PECVD反应室淀积SiN钝化膜；
(14)将器件再次进行清洗、光刻显影，形成SiN薄膜的刻蚀区，并放入ICP干法刻蚀反应室中，将源极、漏极上面覆盖的SiN薄膜刻蚀掉；
(15)将器件进行清洗、光刻显影，并放入电子束蒸发台中淀积Ti/Au＝20/200nm的加厚电极，完成整体器件的制备。
7.根据权利要求6所述的一种基于复合偶极层的AlGaN/GaN HEMT开关器件结构的制作方法，其特征在于，所述步骤(6)ICP干法刻蚀反应室中的工艺条件为：上电极功率为
200W，下电极功率为20W，反应室压力为1.5Pa，Cl2的流量为10sccm,N2的流量为10sccm，将AlGaN势垒层刻蚀掉5～10nm，然后将器件放入HCl:H2O＝1:1溶液中处理30s。
8.根据权利要求6所述的一种基于复合偶极层的AlGaN/GaN HEMT开关器件结构的制作方法，其特征在于，所述步骤(13)PECVD反应室中的工艺条件为：SiH4的流量为40sccm，NH3的流量为10sccm，反应室压力为1～2Pa,射频功率为40W，淀积200nm～300nm厚的SiN钝化膜。
9.根据权利要求6所述的一种基于复合偶极层的AlGaN/GaN HEMT开关器件结构的制作方法，其特征在于，所述步骤(14)ICP干法刻蚀反应室中的工艺条件为：上电极功率为
200W，下电极功率为20W，反应室压力为1.5Pa，CF4的流量为20sccm,Ar气的流量为10sccm，刻蚀时间为10min。
一种基于复合偶极层的AlGaN/GaN HEMT开关器件结构及
制作方法
技术领域
背景技术
发明内容
200nm厚的LiF薄膜；
具体实施方式
2DEG浓度，改变了电场分布，增加了器件的击穿电压；二：在源极附近淀积LiF薄膜，LiF极化后的偶极子在其上表面产生负电荷，其下表面产生正电荷，对2DEG产生增强作用，增加了LiF绝缘 介质下方的2DEG浓度，减小了导通电阻；三：同时利用ITO以及Al分别形成栅场板和源场板结构，提高了器件的击穿电压；四：采用槽栅结构，增加了栅极电压对2DEG的控制作用，提高了器件的频率特性。
200nm厚的LiF薄膜；
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