專利名稱：帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域中的帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管及制作方法。本發(fā)明提供的晶體管可應(yīng)用于微波功放電路，提高電路的功率密度和增益。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)大功率微波應(yīng)用的需求日益迫切。近年來(lái)，金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管在微波頻段通信和雷達(dá)器件中獲得了廣泛的應(yīng)用，電路與系統(tǒng)的性能得以不斷的提升。目前，在高工作頻率例如S波段(3GHz)和X波段(8GHz)實(shí)現(xiàn)高功率、高增益成為金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的主流方向。當(dāng)前提高器件功率密度的和工作頻率的方法主要有兩種一種采取終端處理技術(shù)，改善電極邊緣區(qū)域的電場(chǎng)分布，使器件具有更大的耐高壓能力，進(jìn)而提升器件的輸出功率。例如，帶場(chǎng)板結(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管就是在形成柵電極時(shí)通過引入柵場(chǎng)板來(lái)提高器件的擊穿電壓。第二種方法是在通過對(duì)溝道層的結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化來(lái)改善耗盡層在溝道層中的分布，進(jìn)而減小溝道層的電阻和柵電容，提高器件的輸出電流和工作頻率。M/A-C0M公司申請(qǐng)的專利“雙場(chǎng)板金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管及其形成方法”(申請(qǐng)?zhí)?006100643M. 8，公開號(hào)CN 101005096A)提供了一種雙場(chǎng)板金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管和形成金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的方法。該結(jié)構(gòu)引入柵極場(chǎng)板和漏極場(chǎng)板可以改善電極邊緣的電場(chǎng)分布，從而提高了器件的擊穿電壓，并且能在一定程度上抑制表面陷阱對(duì)載流子的俘獲作用，提高輸出電流。但是，該專利申請(qǐng)存在的不足是柵極場(chǎng)板和漏極場(chǎng)板會(huì)引入額外的柵漏電容，使器件的特征頻率和最高震蕩頻率下降，影響器件的在高頻段工作時(shí)的增 ο美商克立股份有限公司申請(qǐng)的專利“具有源極連接的場(chǎng)板的寬帶隙場(chǎng)效應(yīng)晶體管”(申請(qǐng)?zhí)?00580014866. 7，公開號(hào)CN 1998089Α)公開了一種改進(jìn)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)， 該結(jié)構(gòu)通過與源電極相連的場(chǎng)板調(diào)制了柵極邊緣的電場(chǎng)分布，提高了器件的耐壓，并且避免了引入較大的柵漏電容。該技術(shù)存在的不足是該結(jié)構(gòu)提出場(chǎng)板電極在版圖布局上需要繞開柵電極來(lái)實(shí)現(xiàn)連接，增加了版圖的復(fù)雜程度，進(jìn)而降低了大柵寬器件的成品率；另一方面，該結(jié)構(gòu)中有多個(gè)金屬電極與介電材料存在電學(xué)連接關(guān)系，降低了器件的可靠性。電子科技大學(xué)申請(qǐng)的專利“源漏雙凹結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管”(申請(qǐng)?zhí)?200710048733. 2，公開號(hào)CN 101022129Α)提出了一種應(yīng)用在高頻、大功率領(lǐng)域的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)。通過對(duì)柵源和柵漏之間的有源層進(jìn)行刻蝕形成多個(gè)凹槽來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)耗盡層的控制，并對(duì)漂移區(qū)的電場(chǎng)分布進(jìn)行調(diào)制。該技術(shù)的不足是在溝道層中引入了多個(gè)細(xì)線條的圖形，破壞了原先溝道層平整的結(jié)構(gòu)，使溝道層中的電勢(shì)和電場(chǎng)分布變得復(fù)雜。對(duì)于近年來(lái)主流應(yīng)用的場(chǎng)效應(yīng)器件，難以進(jìn)行復(fù)雜小圖形的精確刻蝕，其結(jié)構(gòu)與當(dāng)前工藝水平的矛盾制約了該結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管及制作方法，該結(jié)構(gòu)與制作方法在可工藝上簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明能提高微波射頻電路的功率密度和增益。帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括半絕緣襯底、緩沖層、溝道層、反型隔離層、源極帽層、漏極帽層、源電極、漏電極、柵電極。半絕緣襯底之上依次形成緩沖層、溝道層。溝道層之上依次形成反型隔離層、源極帽層、漏極帽層。反型隔離層的雜質(zhì)類型與溝道層的雜質(zhì)類型相反，反型隔離層與溝道層產(chǎn)生的耗盡層能實(shí)現(xiàn)溝道層中載流子與表面陷阱的隔離。反型隔離層的雜質(zhì)濃度比溝道層的雜質(zhì)濃度低2個(gè)數(shù)量級(jí)，以確保反型隔離層與溝道層產(chǎn)生的耗盡層主要擴(kuò)展在反型隔離層中而對(duì)溝道層無(wú)負(fù)面影響。反型隔離層中形成一個(gè)與柵電極長(zhǎng)度相等的凹槽，凹槽深至溝道層的上表面，使得柵電極能直接制作于溝道層上；源電極、漏電極分別形成于源極帽層、漏極帽層之上。柵電極形成于凹槽內(nèi)的溝道層之上。本發(fā)明晶體管的半絕緣襯底、緩沖層、溝道層、反型隔離層、源極帽層、漏極帽層的材料均為半導(dǎo)體材料，包括但不限于硅、鍺、砷化鎵、氮化鎵、碳化硅、金剛石。本發(fā)明的制作方法包括如下步驟(1)襯底預(yù)處理la)依次使用丙酮、甲醇、去離子水對(duì)半絕緣襯底樣片進(jìn)行清洗；lb)采用微電子工藝中的標(biāo)準(zhǔn)RCA清洗工藝去除樣片表面的雜質(zhì)和氧化層；(2)生長(zhǎng)緩沖層采用金屬氧化物化學(xué)氣相淀積方法在半絕緣襯底樣片正面生長(zhǎng)同質(zhì)P型的緩沖層，摻雜雜質(zhì)采用硼；(3)生長(zhǎng)溝道層采用金屬氧化物化學(xué)氣相淀積方法在緩沖層上生長(zhǎng)同質(zhì)N型的溝道層，摻雜雜質(zhì)采用磷；(4)生長(zhǎng)反型隔離層采用金屬氧化物化學(xué)氣相淀積方法在溝道層上生長(zhǎng)同質(zhì)P 型的反型隔離層，厚度為0. 05 0. 15微米，摻雜雜質(zhì)采用硼，摻雜濃度為3X IO15CnT3 7 X IO15CnT3 ；(5)形成源極、漏極帽層采用高濃度磷離子注入的方法對(duì)反型隔離層兩端對(duì)應(yīng)于源電極和漏電極位置區(qū)域進(jìn)行高濃度摻雜，形成源極帽層和漏極帽層；(6)刻蝕柵下緩沖采用電感耦合等離子體刻蝕的方法刻蝕反型隔離層對(duì)應(yīng)于柵電極位置的部分，在反型隔離中形成一個(gè)凹槽，凹槽的寬度等于柵電極長(zhǎng)度，凹槽的深度等于反型隔離層厚度；(7)制作源、漏電極7a)采用等離子濺射的方法在源極帽層和漏極帽層上制作源電極和漏電極，7b)在900 1200°C的氮?dú)夥諊羞M(jìn)行3 10分鐘的退火，形成歐姆接觸；(8)制作柵電極采用電子束蒸發(fā)的方法在反型隔離層凹槽內(nèi)的溝道層上制作柵電極，柵電極是由鎳/鈦/金三層金屬構(gòu)成的多金屬層結(jié)構(gòu)，多層金屬層的厚度為 500A/1000A/1OOOA0本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)第一，本發(fā)明通過在溝道層表面引入反型隔離層，抑制了表面陷阱對(duì)溝道層內(nèi)載流子的俘獲效應(yīng)，進(jìn)而增大了溝道電導(dǎo)，克服了現(xiàn)有技術(shù)通過引入場(chǎng)板來(lái)抑制陷阱俘獲效應(yīng)而引起其它負(fù)面效應(yīng)，由此使得本發(fā)明在不引入額外的柵漏電容的情況下提高了器件的輸出電流。第二，本發(fā)明的反型隔離層與溝道層產(chǎn)生的耗盡層引入了新的耗盡層電場(chǎng)，改善了原先柵電極邊緣單一電場(chǎng)峰值的分布情況，不需要引入額外的場(chǎng)板電極連接，克服了現(xiàn)有技術(shù)中通過柵極場(chǎng)板來(lái)調(diào)制電場(chǎng)分布而引入了寄生電容的和通過源極場(chǎng)板來(lái)調(diào)制電場(chǎng)分布而增加了電極連接路徑的缺點(diǎn)，由此使得本發(fā)明在不引入額外的電容并且不增加版圖的復(fù)雜程度的前提下提高器件的擊穿電壓。第三，本發(fā)明的溝道層為平整結(jié)構(gòu)，規(guī)避了現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)溝道層進(jìn)行多次細(xì)線條刻蝕以改變溝道形狀的復(fù)雜工藝，由此使得本發(fā)明在不增加制造工藝難度的情況下改善器件的直流和交流特性。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的制作方法流程圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖1所示的本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖中，包括半絕緣襯底；緩沖層；溝道層；反型隔離層；源極帽層；漏極帽層；源電極；漏電極；柵電極。半絕緣襯底之上依次形成緩沖層、溝道層。溝道層之上依次形成反型隔離層、源極帽層、漏極帽層。反型隔離層的雜質(zhì)類型與溝道層的雜質(zhì)類型相反，反型隔離層與溝道層產(chǎn)生的耗盡層能實(shí)現(xiàn)溝道層中載流子與表面陷阱的隔離，反型隔離的厚度為0.05 0. 15微米，以較好地實(shí)現(xiàn)其隔離作用。反型隔離層的雜質(zhì)濃度為3 X IO15CnT3 7 X IO15Cm-3,低于溝道層的雜質(zhì)濃度2個(gè)數(shù)量級(jí)，以確保反型隔離層與溝道層產(chǎn)生的耗盡層主要擴(kuò)展在反型隔離層中而對(duì)溝道層無(wú)負(fù)面影響。反型隔離層中形成一個(gè)與柵電極長(zhǎng)度相等的凹槽，凹槽深度等于反型隔離層的厚度，使得柵電極能直接制作于溝道層上；源電極、漏電極分別形成于源極帽層、漏極帽層之上。柵電極形成于凹槽內(nèi)的溝道層之上。本發(fā)明晶體管的半絕緣襯底、緩沖層、溝道層、反型隔離層、源極帽層、漏極帽層的材料均為半導(dǎo)體材料，包括但不限于硅、鍺、砷化鎵、氮化鎵、碳化硅、金剛石。參照?qǐng)D2，對(duì)本發(fā)明的制作方法通過以下三種實(shí)施例予以說(shuō)明。實(shí)施例1，包括如下步驟步驟1，襯底預(yù)處理。依次采用丙酮、甲醇、去離子水對(duì)半絕緣襯底樣片進(jìn)行清洗，再用微電子工藝中的標(biāo)準(zhǔn)RCA清洗工藝對(duì)去除樣片表面的雜質(zhì)和氧化層。步驟2，生長(zhǎng)緩沖層。在經(jīng)過預(yù)處理的襯底樣片正面通過金屬氧化物半導(dǎo)體化學(xué)氣相淀積的方法生長(zhǎng)同質(zhì)P型的緩沖層，緩沖層厚度為0. 4微米，摻雜雜質(zhì)采用硼，摻雜濃度為4X 1015cnT3。步驟3，生長(zhǎng)溝道層。在緩沖層上通過金屬氧化物半導(dǎo)體化學(xué)氣相淀積的方法生長(zhǎng)同質(zhì)N型的溝道層，厚度為0. 2微米，摻雜雜質(zhì)采用磷，摻雜濃度為IX 1017cnT3。步驟4，生長(zhǎng)反型隔離沖層。在緩沖層上通過金屬氧化物半導(dǎo)體化學(xué)氣相淀積的方法生長(zhǎng)同質(zhì)P型的反型隔離層，厚度為0. 05微米，摻雜雜質(zhì)采用硼，摻雜濃度為3X 1015cnT3。步驟5，形成源極、漏極帽層。在反型隔離層兩端用以制作源電極和漏電極的區(qū)域進(jìn)行高濃度磷離子注入，形成高摻雜濃度的源極帽層和漏極帽層。注入能量為50KeV，注入劑量為2X1018cm_2。步驟6，刻蝕反型隔離層。采用電感耦合等離子體刻蝕的方法刻蝕掉反型隔離層對(duì)應(yīng)于柵電極位置的部分， 形成一個(gè)凹槽，刻蝕深度等于0. 05微米，使溝道層露出于表面。步驟7，制作源、漏電極。采用等離子濺射的方法分別在源極帽層、漏極帽層上制作源電極和漏電極，電極材料選用鎳，厚度為1000A，并在1200°C的溫度下在氮?dú)夥諊羞M(jìn)行3分鐘的退火，使電極與帽層之間形成歐姆接觸。步驟8，制作柵電極。采用電子束蒸發(fā)的方法在反型隔離層上形成鎳/鈦/金的多層金屬層的柵電極結(jié)構(gòu)。柵電極包括直接與反型隔離層接觸的肖特基接觸層，肖特基接觸層材料為鈦，柵電極還還包括肖特基接觸層之上的第一覆蓋層，第一覆蓋層材料為鉬，柵電極還進(jìn)一步包括第一覆蓋層之上的第二覆蓋層，第二覆蓋層材料為金。鎳/鈦/金多層金屬層的厚度為 500A/ 1000A/IOOOAc實(shí)施例2，包括如下步驟步驟1，襯底預(yù)處理。依次采用丙酮、甲醇、去離子水對(duì)半絕緣襯底樣片進(jìn)行清洗，再用微電子工藝中的標(biāo)準(zhǔn)RCA清洗工藝對(duì)去除樣片表面的雜質(zhì)和氧化層。步驟2，生長(zhǎng)緩沖層。在經(jīng)過預(yù)處理的襯底樣片正面通過金屬氧化物半導(dǎo)體化學(xué)氣相淀積的方法生長(zhǎng)同質(zhì)P型的緩沖層，緩沖層厚度為0. 5微米，摻雜雜質(zhì)采用硼，摻雜濃度為5X 1015cnT3。步驟3，生長(zhǎng)溝道層。在緩沖層上通過金屬氧化物半導(dǎo)體化學(xué)氣相淀積的方法生長(zhǎng)同質(zhì)N型的溝道層， 厚度為0. 25微米，摻雜雜質(zhì)采用磷，摻雜濃度為2X 1017cnT3。步驟4，生長(zhǎng)反型隔離層。在緩沖層上通過金屬氧化物半導(dǎo)體化學(xué)氣相淀積的方法生長(zhǎng)同質(zhì)P型的反型隔離層，厚度為0. 1微米，摻雜雜質(zhì)采用硼，摻雜濃度為5X1015cnT3。步驟5，形成源極、漏極帽層。在反型隔離層兩端用以制作源電極和漏電極的區(qū)域進(jìn)行高濃度磷離子注入，形成高摻雜濃度的源極帽層和漏極帽層。注入能量為50KeV，注入劑量為2X1018cm_2。步驟6，刻蝕反型隔離層。采用電感耦合等離子體刻蝕的方法刻蝕掉反型隔離層對(duì)應(yīng)于柵電極位置的部分， 形成一個(gè)凹槽，刻蝕深度等于0.1微米，使溝道層露出于表面。
步驟7，制作源、漏電極。采用等離子濺射的方法分別在源極帽層、漏極帽層上制作源電極和漏電極，電極材料選用鎳，厚度為1000A,并在950°c的溫度下在氮?dú)夥諊羞M(jìn)行5分鐘的退火，使電極與帽層之間形成歐姆接觸。步驟8，制作柵電極。采用電子束蒸發(fā)的方法在反型隔離層上形成鎳/鈦/金的多層金屬層的柵電極結(jié)構(gòu)。柵電極包括直接與反型隔離層接觸的肖特基接觸層，肖特基接觸層材料為鈦，柵電極還還包括肖特基接觸層之上的第一覆蓋層，第一覆蓋層材料為鉬，柵電極還進(jìn)一步包括第一覆蓋層之上的第二覆蓋層，第二覆蓋層材料為金。鎳/鈦/金多層金屬層的厚度為 500A/ 1000A/lOOOAc實(shí)施例3，包括如下步驟步驟1，襯底預(yù)處理。依次采用丙酮、甲醇、去離子水對(duì)半絕緣襯底樣片進(jìn)行清洗，再用微電子工藝中的標(biāo)準(zhǔn)RCA清洗工藝對(duì)去除樣片表面的雜質(zhì)和氧化層。步驟2，生長(zhǎng)緩沖層。在經(jīng)過預(yù)處理的襯底樣片正面通過金屬氧化物半導(dǎo)體化學(xué)氣相淀積的方法生長(zhǎng)同質(zhì)P型的緩沖層，緩沖層厚度為0. 6微米，摻雜雜質(zhì)采用硼，摻雜濃度為6X 1015cnT3。步驟3，生長(zhǎng)溝道層。在緩沖層上通過金屬氧化物半導(dǎo)體化學(xué)氣相淀積的方法生長(zhǎng)同質(zhì)N型的溝道層， 厚度為0. 3微米，摻雜雜質(zhì)采用磷，摻雜濃度為3X 1017cnT3。步驟4，生長(zhǎng)反型隔離層。在緩沖層上通過金屬氧化物半導(dǎo)體化學(xué)氣相淀積的方法生長(zhǎng)同質(zhì)P型的反型隔離層，厚度為0. 15微米，摻雜雜質(zhì)采用蹦，摻雜濃度為7X1015cnT3。步驟5，形成源極、漏極帽層。在反型隔離層兩端用以制作源電極和漏電極的區(qū)域進(jìn)行高濃度磷離子注入，形成高摻雜濃度的源極帽層和漏極帽層。注入能量為50KeV，注入劑量為2X1018cm_2。步驟6，刻蝕反型隔離層。采用電感耦合等離子體刻蝕的方法刻蝕掉反型隔離層對(duì)應(yīng)于柵電極位置的部分， 形成一個(gè)凹槽，刻蝕深度等于0. 15微米，使溝道層露出于表面。步驟7，制作源、漏電極。采用等離子濺射的方法分別在源極帽層、漏極帽層上制作源電極和漏電極，電極材料選用鎳，厚度為1000A，并在900°c的溫度下在氮?dú)夥諊羞M(jìn)行10分鐘的退火，使電極與帽層之間形成歐姆接觸。步驟8，制作柵電極。采用電子束蒸發(fā)的方法在反型隔離層上形成鎳/鈦/金的多層金屬層的柵電極結(jié)構(gòu)。柵電極包括直接與反型隔離層接觸的肖特基接觸層，肖特基接觸層材料為鈦，柵電極還還包括肖特基接觸層之上的第一覆蓋層，第一覆蓋層材料為鉬，柵電極還進(jìn)一步包括第一覆蓋層之上的第二覆蓋層，第二覆蓋層材料為金。鎳/鈦/金多層金屬層的厚度為 500A/1000A/1000Ao
本發(fā)明的晶體管在實(shí)際應(yīng)用中，反型隔離層與溝道層之間產(chǎn)生的耗盡層能實(shí)現(xiàn)對(duì)溝道層中的載流子與表面陷阱的隔離，抑制表明陷阱的俘獲作用；并且由于反型隔離層的雜質(zhì)濃度比溝道層的雜質(zhì)濃度2個(gè)數(shù)量級(jí)，因此它們之間產(chǎn)生的耗盡層主要擴(kuò)展在反型隔離層中而不是溝道層中，使得本發(fā)明在不引入負(fù)面效應(yīng)的情況下對(duì)表面陷阱起到了良好的隔離效果，本發(fā)明的晶體管能提高微波功放電路增益。此外，本發(fā)明的晶體管在工作時(shí)，反型隔離層與溝道層之間產(chǎn)生的耗盡層能引入新的電場(chǎng)，改善了原先柵電極邊緣單一電場(chǎng)峰值的分布情況，進(jìn)而提高了器件的擊穿電壓，使得本發(fā)明的晶體管在應(yīng)用中能提高微波功放電路的功率密度。
權(quán)利要求
1.帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，包括半絕緣襯底、緩沖層、溝道層、 反型隔離層、源極帽層、漏極帽層、源電極、漏電極和柵電極，其特征在于，所述半絕緣襯底之上依次形成緩沖層、溝道層；溝道層之上依次形成反型隔離層、源極帽層、漏極帽層；反型隔離層中形成一個(gè)與柵電極長(zhǎng)度相等的凹槽，凹槽深至溝道層的上表面；源電極、漏電極分別形成于源極帽層、漏極帽層之上；柵電極形成于凹槽內(nèi)的溝道層之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述反型隔離層的雜質(zhì)類型與溝道層的雜質(zhì)類型相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，反型隔離層的雜質(zhì)濃度比溝道層的雜質(zhì)濃度低2個(gè)數(shù)量級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征在于，所述半絕緣襯底、緩沖層、溝道層、反型隔離層、源極帽層、漏極帽層的材料均為半導(dǎo)體材料。
5.帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管制作方法，包括如下步驟(1)襯底預(yù)處理la)依次使用丙酮、甲醇、去離子水對(duì)半絕緣襯底樣片進(jìn)行清洗；lb)采用微電子工藝中的標(biāo)準(zhǔn)RCA清洗工藝去除樣片表面的雜質(zhì)和氧化層；(2)生長(zhǎng)緩沖層采用金屬氧化物化學(xué)氣相淀積方法在半絕緣襯底樣片正面生長(zhǎng)同質(zhì) P型的緩沖層，摻雜雜質(zhì)采用硼；(3)生長(zhǎng)溝道層采用金屬氧化物化學(xué)氣相淀積方法在緩沖層上生長(zhǎng)同質(zhì)N型的溝道層，摻雜雜質(zhì)采用磷；(4)生長(zhǎng)反型隔離層采用金屬氧化物化學(xué)氣相淀積方法在溝道層上生長(zhǎng)同質(zhì)P型的反型隔離層，厚度為0. 05 0. 15微米，摻雜雜質(zhì)采用硼，摻雜濃度為3X IO15CnT3 7 X IO15CnT3 ；(5)形成源極、漏極帽層采用高濃度磷離子注入的方法對(duì)反型隔離層兩端對(duì)應(yīng)于源電極和漏電極位置區(qū)域進(jìn)行高濃度摻雜，形成源極帽層和漏極帽層；(6)刻蝕柵下緩沖采用電感耦合等離子體刻蝕的方法刻蝕反型隔離層對(duì)應(yīng)于柵電極位置的部分，在反型隔離中形成一個(gè)凹槽，凹槽的寬度等于柵電極長(zhǎng)度，凹槽的深度等于反型隔離層厚度；(7)制作源、漏電極7a)采用等離子濺射的方法在源極帽層和漏極帽層上制作源電極和漏電極，7b)在900 1200°C的氮?dú)夥諊羞M(jìn)行3 10分鐘的退火，形成歐姆接觸；(8)制作柵電極采用電子束蒸發(fā)的方法在反型隔離層凹槽內(nèi)的溝道層上制作柵電極，所述的柵電極是由鎳/鈦/金三層金屬構(gòu)成的多金屬層結(jié)構(gòu)，多層金屬層的厚度為 500A/1000A/1000Ao
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管制作方法， 其特征在于步驟⑵所述的緩沖層厚度為0. 4 0. 6微米，摻雜濃度為4X IO15cnT3 6X1015cnT3。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管制作方法， 其特征在于步驟⑶所述的溝道層厚度為0.2 0.3微米，摻雜濃度為IXlO17cnT3 SXio1W3O
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管制作方法，其特征在于步驟(5)所述離子注入的注入能量為50eV，注入劑量為2X1018cm_2。
全文摘要
一種應(yīng)用于微波射頻電路的帶反型隔離層結(jié)構(gòu)的金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管及制作方法，晶體管包括半絕緣襯底、緩沖層、溝道層與依次形成于溝道層之上的反型隔離層、源極帽層、漏極帽層以及源、漏、柵電極。其制作過程是在半絕緣襯底上依次生長(zhǎng)同質(zhì)P型的緩沖層和同質(zhì)N型的溝道層。在溝道層上生長(zhǎng)同質(zhì)P型的反型隔離層。對(duì)反型隔離層兩端對(duì)應(yīng)于源電極和漏電極位置的區(qū)域進(jìn)行高濃度N型離子注入，形成源極帽層和漏極帽層?？涛g掉反型隔離層對(duì)應(yīng)于柵電極位置的部分，形成一個(gè)凹槽，使溝道層露出于表面。在源極帽層、漏極帽層上制作源電極和漏電極，在凹槽內(nèi)的溝道層上制作柵電極。本發(fā)明的晶體管能提高微波射頻電路的功率密度和增益。
文檔編號(hào)H01L29/06GK102339868SQ20111025757
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者宋坤, 楊銀堂, 柴常春, 賈護(hù)軍 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)