增强型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，具体涉及一种增强型gaas hemt器件的制造方法、一种增强型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，砷化镓gaas hemt（high electron mobilitytransistors，高电子迁移率晶体管）器件（包括gaas phemt（pseudomorphic highelectron mobility transistors，赝配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。

2、增强型gaas hemt器件可用以在gaas微波单片产品上实现逻辑功能。目前增强型gaas hemt器件通常的制造工艺流程是在栅极区域采用埋层的pt金属合金和极薄的gaalas势垒层的厚度，在栅极区域形成一层薄（例如，20nm）的低掺杂的势垒层区域，再采用pt的埋层合金，形成复杂pt-ga的合金层，进一步消耗势垒层厚度（有效厚度为10nm或者更小），栅极金属的pt肖特基势垒层在这样的小尺寸下耗尽异质结沟道（gaalas/gainas）的2维电子气，仅能实现0.2v的阈值电压。并且，这个工艺还有一个较大的缺陷是器件的工艺窗口小，在薄的势垒层上的pt金属合金的任何波动都会造成阈值电压的漂移，对于0.2v的阈值电压而言，漂移往往是芯片产品数字逻辑的失误，是最终产品良品率的重要影响因素。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提供了一种增强型gaas hemt器件及其制造方法、电子设备，能够明显增大阈值电压，并提高阈值电压的稳定性，从而大大提高增强型gaashemt器件的良品率。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种增强型gaas hemt器件的制造方法，包括以下步骤：s1，在gaas衬底上生长外延层，形成gaas外延片，其中，所述外延层为多层结构，自上至下的四层分别为p型帽层、停止层、势垒层和沟道层，所述gaas外延片分为栅极区、源极区和漏极区；s2，对所述源极区和所述漏极区的p型帽层进行刻蚀，并进行介质的沉积，在所述栅极区形成p型凸起和介质层，其中，所述介质层覆盖所述p型凸起的顶面和侧壁；s3，在所述源极区和所述漏极区沉积n型帽层；s4，在所述栅极区形成位于所述p型凸起之上的栅极金属。

4、所述的增强型gaas hemt器件的制造方法还包括：s5，在所述源极区和所述漏极区分别形成位于所述n型帽层之上的源极金属和漏极金属。

5、步骤s2具体包括：在所述gaas外延片上沉积介质层；对所述源极区和所述漏极区的介质层和p型帽层进行刻蚀，停止在停止层，得到第一半成品；在所述第一半成品上沉积介质层；对所述源极区和所述漏极区的介质层进行刻蚀，停止在停止层。

6、步骤s2还包括：对所述源极区和所述漏极区的停止层进行刻蚀，停止在势垒层。

7、对所述停止层采用湿法刻蚀工艺刻蚀。

8、执行步骤s3后得到第二半成品，在执行步骤s3之后、步骤s4之前，还包括：在所述第二半成品上沉积介质层。

9、所述p型帽层采用低掺杂p型gaalas，所述n型帽层采用高掺杂n型gaas。

10、每次沉积的介质层均采用氮化硅。

11、一种增强型gaas hemt器件，基于上述增强型gaas hemt器件的制造方法制造而成。

12、一种电子设备，包括上述增强型gaas hemt器件。

13、本发明的有益效果：

14、本发明通过在gaas衬底上生长p型帽层，并在包含p型帽层的外延片上进行制造，使得p型凸起与其上的栅极金属共同构成增强型gaas hemt器件的栅极结构，这种p型栅极所形成的能带，可以耗尽势垒层中的电子，并耗尽异质结（势垒层与沟道层之间）的2维电子气，由于势垒层厚度没有被消耗，并且不会因为合金的影响而出现阈值电压漂移，因此，能够明显增大阈值电压，并提高阈值电压的稳定性，从而大大提高增强型gaas hemt器件的良品率。

技术特征：

1. 一种增强型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所述的增强型gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，还包括：

3. 根据权利要求1或2所述的增强型gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，步骤s2具体包括：

4. 根据权利要求3所述的增强型gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，步骤s2还包括：

5. 根据权利要求4所述的增强型gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，对所述停止层采用湿法刻蚀工艺刻蚀。

6. 根据权利要求5所述的增强型gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，执行步骤s3后得到第二半成品，在执行步骤s3之后、步骤s4之前，还包括：

7. 根据权利要求1或2所述的增强型gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，所述p型帽层采用低掺杂p型gaalas，所述n型帽层采用高掺杂n型gaas。

8. 根据权利要求6所述的增强型gaas hemt器件的制造方法，其特征在于，每次沉积的介质层均采用氮化硅。

9. 一种增强型gaas hemt器件，其特征在于，基于权利要求1-8中任一项所述的增强型gaas hemt器件的制造方法制造而成。

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

技术总结本发明涉及半导体器件技术领域，为解决目前增强型GaAs HEMT器件阈值电压小且易漂移的技术问题，提出一种增强型GaAs HEMT器件及其制造方法、电子设备，所述方法包括以下步骤：在GaAs衬底上生长外延层，形成GaAs外延片，其中，外延层为多层结构，自上至下的四层分别为P型帽层、停止层、势垒层和沟道层，GaAs外延片分为栅极区、源极区和漏极区；对源极区和漏极区的P型帽层进行刻蚀，并进行介质的沉积，在栅极区形成P型凸起和介质层，其中，介质层覆盖P型凸起的顶面和侧壁；在源极区和漏极区沉积N型帽层；在栅极区形成位于P型凸起之上的栅极金属。技术研发人员：王飞腾,刘栋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