1.一種GaN基鰭柵增強型器件,自下而上包括襯底(1)、AlN成核層(2)、GaN緩沖層(3)和AlGaN勢壘層(4),AlGaN勢壘層(4)的兩端設有源電極(9)和漏電極(10),源電極(9)和漏電極(10)上設有金屬互聯(lián)層(12),AlGaN勢壘層(4)和GaN緩沖層(3)上均設有多條納米線溝道(13),溝道之間通過隔離區(qū)(14)隔開,其特征在于AlGaN勢壘層(4)上設有垂直于納米線溝道的凹槽柵電極(11),凹槽柵電極(11)以外的區(qū)域為鈍化層(5),該SiN鈍化層(5)與凹槽柵電極(11)之上設有SiN保護層(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的器件,其特征在于凹槽柵電極(11)采用T型結構,該T型結構的橫條柵位于SiN保護層(6)的下部,豎條柵位于SiN鈍化層(5)和AlGaN勢壘層(4)的上部之中。
3.根據(jù)權利要求1所述的器件,凹槽柵電極(11)包裹在GaN緩沖層(3)和AlGaN勢壘層(4)異質結界面的每條納米線溝道(13)外部。
4.根據(jù)權利要求1所述的器件,其特征在于襯底(1)的厚度為400μm~500μm;AlN成核層(2)的厚度為180nm;GaN緩沖層(3)的厚度為1.3μm~2μm;AlGaN勢壘層(4)的厚度為22nm~27nm,鋁組分為22%~30%。
5.根據(jù)權利要求1所述的器件,其特征在于納米線溝道(13)的寬度為50nm-120nm;溝道隔離區(qū)(14)的寬度為100nm,深度為60nm-100nm;SiN鈍化層(5)的厚度為60nm,SiN保護層(6)的厚度為200nm;凹槽柵電極(11)的長度為0.25μm。
6.根據(jù)權利要求1所述的器件,其特征在于源電極(9)與漏電極(10)之間的間距為2μm;源電極(9)與凹槽柵電極(11)的間距為0.5μm。
7.根據(jù)權利要求1所述的器件,其特征在于襯底(1)采用SiC或藍寶石或Si。
8.一種氧離子處理凹槽柵的GaN基鰭柵增強型器件的制備方法,包括如下步驟:
1)獲取含有襯底、AlN成核層、GaN緩沖層和AlGaN勢壘層的外延基片,并在該基片的GaN緩沖層上制作源電極和漏電極;
2)在AlGaN勢壘層上光刻出器件之間有源區(qū)的電隔離區(qū)域,并利用感應耦合等離子體刻蝕ICP工藝或離子注入工藝制作器件的電隔離區(qū)域;
3)在AlGaN勢壘層表面,用電子束光刻機光刻源極與漏極之間的有源區(qū),形成由條狀隔離區(qū)圖形和條狀納米線溝道圖形按周期性排列的圖案;
4)利用感應耦合等離子刻蝕ICP工藝,把隔離區(qū)條狀圖形中的二維電子氣溝道刻斷,形成一條條周期排列的納米線溝道;
5)在源極、漏極和有源區(qū)的AlGaN勢壘層上,利用等離子增強化學氣相沉積PECVD工藝生長SiN鈍化層;
6)在SiN鈍化層上光刻將要制作槽柵的區(qū)域,并采用ICP工藝,使用CF4氣體對該區(qū)域內的SiN鈍化層進行刻蝕;
7)在刻蝕掉SiN鈍化層的區(qū)域,采用ICP工藝,使用Cl2氣將AlGaN勢壘層刻蝕5nm-15nm,形成凹槽;
8)采用ICP工藝,使用氧等離子體對AlGaN勢壘層進行氧化,其工藝條件為:
反應氣體為O2,O2流量為5sccm-25sccm,反應腔室壓力為5mTorr-10mTorr,上電極和下電極的射頻功率分別為300W和0W;
9)在凹槽上利用電子束蒸發(fā)工藝制作柵電極;
10)在柵電極和柵電極區(qū)域以外的SiN鈍化層上,利用PECVD工藝生長SiN保護層;
11)在SiN保護層上光刻金屬互聯(lián)開孔區(qū),并利用ICP工藝依次刻蝕掉互聯(lián)開孔區(qū)的SiN保護層和SiN鈍化層;
12)在金屬互聯(lián)開孔區(qū)和未開孔區(qū)上光刻金屬互聯(lián)區(qū)域,并利用電子束蒸發(fā)工藝制作互聯(lián)金屬,引出源電極和漏電極,完成器件制作。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法,其中步驟2)、4)和7)中利用感應耦合等離子體ICP刻蝕工藝刻蝕AlGaN勢壘層和GaN緩沖層,其工藝條件如下:
反應氣體為Cl2,
Cl2流量:25sccm
反應腔室壓力:5mTorr
上電極和下電極的射頻功率分別為100W和10W。
10.根據(jù)權利要求8所述的方法,其中步驟6)和11)中利用感應耦合等離子體ICP刻蝕工藝刻蝕SiN鈍化層和SiN保護層,其工藝條件如下:
反應氣體為CF4和O2,
CF4流量:25sccm
O2流量:5sccm
反應腔室壓力為10mTorr
上電極和下電極的射頻功率分別為100W和10W。