GaAsHEMT器件及其制造方法、电子设备与流程

本发明涉及半导体器件，具体涉及一种gaas hemt器件的制造方法、一种gaas hemt器件和一种电子设备。

背景技术：

1、作为新一代微波器件，gaas hemt（high electron mobility transistors，高电子迁移率晶体管）器件在频率、增益和效率方面均具有较大优势。gaas hemt的mmic（monolithic microwave integrated circuit，单片微波集成电路）工艺随着应用的频率的不断提高，需要不断微缩栅极的关键尺寸，同时不断降低栅极和沟道之间的寄生电容，因为随着栅极不断减少到远远小于100nm，例如50nm，而传统工艺中的氮化硅介质由于介电常数高，栅极和沟道之间的寄生电容带来的影响成为限制高频应用的重要因素。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提供了一种gaas hemt器件及其制造方法、电子设备，不仅能够降低t型栅极到gaas hemt器件沟道的寄生电容，从而提升gaas hemt器件的微波性能，而且能够大幅提高gaas hemt器件t型栅极的稳定性和良品率。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种gaas hemt器件的制造方法，包括以下步骤：s1，在gaas外延片上沉积多晶硅，形成第一半成品；s2，对所述第一半成品的有源区的预设位置处进行刻蚀，将所述预设位置处的多晶硅刻蚀掉后，继续向下刻蚀直至所述gaas外延片的势垒层，形成第二半成品；s3，在所述第二半成品的有源区上依次沉积氮化硅和二氧化硅，形成第三半成品；s4，对第三半成品的有源区上的二氧化硅进行抛光磨平处理，直至有源区非预设位置处氮化硅的上表面高度，保留所述预设位置处的二氧化硅，形成第四半成品；s5，在所述第四半成品的有源区上再次沉积多晶硅，形成第五半成品；s6，对所述第五半成品的栅极位置处进行刻蚀，依次刻蚀掉所述栅极位置处再次沉积的多晶硅、二氧化硅、氮化硅后，继续向下刻蚀直至所述gaas外延片的势垒层，形成第六半成品，其中，所述栅极位置处在所述预设位置处之内；s7，对所述第六半成品的栅极位置处进行进一步刻蚀，刻蚀掉所述gaas外延片的势垒层，停止在所述gaas外延片的停止层，形成第七半成品；s8，在所述第七半成品的栅极位置处制作t形栅极，并刻蚀掉再次沉积的多晶硅的剩余部分，形成第八半成品；s9，在所述第八半成品的有源区上再次沉积氮化硅，使所述t形栅极周围具有保护层，形成第九半成品；s10，在所述第九半成品的有源区非预设位置处进行源极和漏极的制作，形成第十半成品；s11，在所述第十半成品的有源区沉积绝缘介质，所述绝缘介质覆盖有源区，并在所述t形栅极之下的两侧均形成空气隔离腔。

4、步骤s10具体包括：对所述第九半成品的有源区源极位置处和漏极位置处进行刻蚀，直至所述gaas外延片的帽层，形成源极制作槽和漏极制作槽，其中，所述源极位置处和所述漏极位置处均在所述非预设位置处之内；在所述源极制作槽和所述漏极制作槽分别沉积源极金属和漏极金属，形成所述第十半成品。

5、步骤s2、步骤s6、步骤s10中的刻蚀均采用光刻工艺，在采用光刻工艺时还使用光刻胶。

6、所述gaas外延片包括7层结构，自顶层开始的第一、第二、第三层分别为帽层、势垒层和停止层。

7、所述绝缘介质的材料为氮化硅。

8、在执行步骤s2的同时，还执行以下步骤：对所述第一半成品的非有源区的预设电阻处周围进行刻蚀，将所述预设电阻处周围的多晶硅刻蚀掉，直至所述gaas外延片的高阻层，以在所述预设电阻处形成多晶硅凸起、在所述预设电阻处周围形成凹槽，在形成所述多晶硅凸起和所述凹槽之后，还包括：在所述多晶硅凸起上和所述凹槽侧壁沉积氮化硅，然后再在非有源区上沉积二氧化硅，在执行步骤s4时，还执行以下步骤：对非有源区上的二氧化硅进行抛光磨平处理，直至所述多晶硅凸起上氮化硅的上表面高度，保留所述凹槽中的二氧化硅，在对非有源区上的二氧化硅进行抛光磨平处理之后，还包括：向所述多晶硅凸起注入掺杂物，以使所述多晶硅凸起处形成高阻值多晶硅电阻，形成第十一半成品，在执行步骤s9时，还执行以下步骤：在所述第十一半成品的非有源区上再次沉积氮化硅，在执行步骤s11时，还执行以下步骤：在所述第十一半成品的非有源区上再次沉积氮化硅的基础上，在非有源区沉积绝缘介质。

9、所述掺杂物为p31。

10、一种gaas hemt器件，通过上述gaas hemt器件的制造方法制造而成。

11、一种电子设备，包括上述gaas hemt器件。

12、所述电子设备为射频设备。

13、本发明的有益效果：

14、本发明通过采用多晶硅和二氧化硅叠层工艺，形成半空气隔离沟道、半二氧化硅填充的栅极介质结构，不仅能够降低t型栅极到gaas hemt器件沟道的寄生电容，从而提升gaas hemt器件的微波性能，而且相比较于采用全空气隔离，能够大幅提高gaas hemt器件t型栅极的稳定性和良品率。

技术特征：

1. 一种gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2. 根据权利要求1所述的gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，步骤s10具体包括：

3. 根据权利要求2所述的gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，步骤s2、步骤s6、步骤s10中的刻蚀均采用光刻工艺，在采用光刻工艺时还使用光刻胶。

4. 根据权利要求3所述的gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，所述gaas外延片包括7层结构，自顶层开始的第一、第二、第三层分别为帽层、势垒层和停止层。

5. 根据权利要求1所述的gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，所述绝缘介质的材料为氮化硅。

6. 根据权利要求1-5中任一项所述的gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，在执行步骤s2的同时，还执行以下步骤：

7. 根据权利要求6所述的gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，所述掺杂物为p31。

8. 一种gaas hemt器件，其特征在于，通过权利要求1-7中任一项所述的gaas hemt器件的制造方法制造而成。

9. 一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求7所述的gaas hemt器件。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为射频设备。

技术总结本发明涉及半导体器件技术领域，为解决目前GaAs HEMT器件栅极和沟道之间的寄生电容高的技术问题，提出一种GaAs HEMT器件及其制造方法、电子设备，所述方法包括：在GaAs外延片上沉积多晶硅；对有源区的预设位置处进行刻蚀；在有源区上依次沉积氮化硅和二氧化硅；对有源区上的二氧化硅进行抛光磨平处理，直至有源区非预设位置处氮化硅的上表面高度；在有源区上再次沉积多晶硅；对栅极位置处进行刻蚀；在栅极位置处制作T形栅极，并刻蚀掉再次沉积的多晶硅的剩余部分；在有源区上再次沉积氮化硅，使T形栅极周围具有保护层；在有源区非预设位置处进行源极和漏极的制作；在有源区沉积绝缘介质，绝缘介质覆盖有源区，并在T形栅极之下的两侧均形成空气隔离腔。技术研发人员：卫路兵受保护的技术使用者：合肥欧益睿芯科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29