本發(fā)明屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種凹槽柵mis增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，可用于作為需要較大閾值電壓的開(kāi)關(guān)器件。

背景技術(shù)：

gan具有大的禁帶寬度、高的臨界場(chǎng)強(qiáng)、高熱導(dǎo)率、高載流子飽和速率等特點(diǎn)，在高溫高頻以及微波功率器件方面有廣泛的應(yīng)用。而algan/gan異質(zhì)結(jié)構(gòu)中高的二維電子氣密度和高的電子遷移率，使其在大功率微波器件方面有非常好的應(yīng)用前景。

由于較高的二維電子氣密度，algan/gan通常都是耗盡型器件，表現(xiàn)出常開(kāi)的特性。而從簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)以及安全的角度考慮，增強(qiáng)型器件具有更好的潛力。作為功率開(kāi)關(guān)的應(yīng)用，增強(qiáng)型algan/gan高電子遷移率晶體管hemt器件也備受關(guān)注，因而增強(qiáng)型algan/ganhemt的研制具有很高的價(jià)值。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)增強(qiáng)型algan/ganhemt都有許多的研究和報(bào)道，這些報(bào)道中主要采用了以下幾種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型algan/ganhemt:

1.槽柵技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在傳統(tǒng)的耗盡型algan/ganhemt器件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)。即在做完歐姆接觸之后，并沒(méi)有直接用電子束蒸發(fā)形成柵極。而是在柵極區(qū)域通過(guò)cl2等離子體刻蝕形成一個(gè)凹槽，在凹槽上再制作ni/au肖特基柵。槽柵刻蝕的原理是通過(guò)對(duì)柵下algan勢(shì)壘層的刻蝕，可以調(diào)整甚至耗盡柵下區(qū)域的二維電子氣，從而實(shí)現(xiàn)器件的增強(qiáng)。用槽柵技術(shù)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型在工藝上比較容易實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)于閾值電壓的可控性不是很好，并且在刻蝕過(guò)程中伴隨的刻蝕損傷是很難避免的，會(huì)導(dǎo)致柵漏電增大以及跨導(dǎo)降低。

2.氟注入技術(shù)。香港科技大學(xué)陳敬等人研制出一種將f離子注入到algan/ganhemt柵下勢(shì)壘層中，利用f離子的電負(fù)性耗盡柵下區(qū)域溝道中的二維電子氣從而實(shí)現(xiàn)器件增強(qiáng)的方法。但是f注入技術(shù)會(huì)引入不可避免的材料損傷，并且閾值的可控性也較差。同時(shí)，在高溫下f的穩(wěn)定性不太好，會(huì)造成閾值的漂移和器件的退化等問(wèn)題。

3.薄勢(shì)壘技術(shù)。從外延生長(zhǎng)的角度考慮，將常規(guī)的勢(shì)壘層長(zhǎng)的更薄，從而調(diào)控溝道二維電子氣的密度使之降低。當(dāng)勢(shì)壘層厚度減小到一定程度時(shí)，其極化效應(yīng)減弱，從而由極化產(chǎn)生的二維電子氣濃度降低，可以實(shí)現(xiàn)閾值電壓的正向漂移。但是由于整個(gè)勢(shì)壘層厚度同時(shí)變薄，導(dǎo)致整個(gè)溝道的二維電子氣濃度減少，使得溝道方阻增高，且電流密度也相應(yīng)的下降。

4.半極性或者非極性gan技術(shù)。與傳統(tǒng)的c面藍(lán)寶石襯底不同，在r面或者a面藍(lán)寶石襯底生長(zhǎng)外延層，使得gan材料變?yōu)榘霕O性或者非極性，削弱algan/ganhemt的極化強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)。但是這樣實(shí)現(xiàn)的增強(qiáng)型由于材料的極化強(qiáng)度很弱，會(huì)因此導(dǎo)致其二維電子氣濃度很低，因此器件方阻較大。同時(shí)，用半極性或者非極性材料制作的器件遷移率較低。

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外實(shí)現(xiàn)algan/ganhemt增強(qiáng)的方法主要采用槽柵技術(shù)和氟離子注入技術(shù)，但是兩者均有相應(yīng)的不足之處：

首先，存在器件柵下區(qū)域的損傷問(wèn)題。無(wú)論是凹槽刻蝕還是氟離子注入，都會(huì)對(duì)器件以及材料造成一定程度的損傷。雖然可以通過(guò)一些方法降低或者修復(fù)損傷，但是并不能完全消除，這種刻蝕和離子注入造成的損傷會(huì)對(duì)器件的特性以及可靠性造成一定程度的影響。

其次，是閾值的可控性較差。由于刻蝕的速率以及氟離子注入的劑量與閾值并沒(méi)有一個(gè)穩(wěn)定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，造成工藝的可重復(fù)性不好，且導(dǎo)致閾值的可控性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述增強(qiáng)型器件的不足，提出一種基于負(fù)電容介質(zhì)的gan基凹槽絕緣柵增強(qiáng)型高電子遷移率晶體管，以提高器件的性能和可靠性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于負(fù)電容介質(zhì)的gan基凹槽絕緣柵增強(qiáng)型高電子遷移率晶體管，自下而上包括襯底1、aln成核層2、gan緩沖層3、aln插入層4、algan勢(shì)壘層5、gan帽層6、sin鈍化層7，gan緩沖層3上的兩端設(shè)有源電極10和漏電極11，源電極10和漏電極11上設(shè)有金屬互聯(lián)層13，sin鈍化層7中設(shè)有凹型結(jié)構(gòu)，凹型結(jié)構(gòu)內(nèi)壁及sin鈍化層7表面設(shè)有柵介質(zhì)層8，凹型柵介質(zhì)層上設(shè)有柵電極12，柵電極12和鈍化層7表面的柵介質(zhì)層8上覆蓋有sin保護(hù)層9，其特征在于：

柵電極(12)的下方設(shè)深度至aln插入層(4)的一個(gè)凹槽(14)，以形成閾值電壓更正的增強(qiáng)型器件。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明制作一種基于負(fù)電容介質(zhì)的gan基凹槽絕緣柵增強(qiáng)型高電子遷移率晶體管的方法，包括如下步驟：

1)選用已形成襯底1、aln成核層2、gan緩沖層3、aln插入層4、algan勢(shì)壘層5和gan帽層6的外延基片

2)在外延基片的gan緩沖層3的兩端制作源電極10和漏電極11；

3)在外延基片的gan帽層6上光刻有源區(qū)的電隔離區(qū)域，利用感應(yīng)耦合等離子刻蝕icp工藝或離子注入工藝制作器件有源區(qū)的電隔離；

4)在源電極10、漏電極11和有源區(qū)的gan帽層6上，利用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積pecvd工藝生長(zhǎng)sin鈍化層7；

5)在sin鈍化層7上光刻?hào)挪蹍^(qū)域，并利用icp工藝對(duì)該柵槽區(qū)域內(nèi)的sin鈍化層7、gan帽層6和algan勢(shì)壘層5進(jìn)行刻蝕，刻蝕深度至aln插入層4；

6)在柵槽區(qū)域的aln插入層4和柵槽區(qū)域以外的sin鈍化層7上，利用原子層沉積ald工藝制備柵介質(zhì)層8；

7)在柵介質(zhì)層8上光刻?hào)烹姌O區(qū)域，并利用電子束蒸發(fā)工藝制作柵電極12；

8)在柵電極12和柵電極區(qū)域以外的sin鈍化層7上，利用pecvd工藝生長(zhǎng)sin保護(hù)層9；

9)在sin保護(hù)層9上光刻金屬互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)，并利用icp工藝依次刻蝕掉互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)的sin保護(hù)層9、柵介質(zhì)層8和sin鈍化層7；

10)在金屬互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)和未開(kāi)孔刻蝕的sin保護(hù)層9上光刻金屬互聯(lián)區(qū)域，并利用電子束蒸發(fā)工藝制作金屬互聯(lián)層13，用于把源電極10和漏電極11引到器件表面，完成器件制作。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明的柵介質(zhì)層由于采用具有負(fù)電容特性的hfzro介質(zhì)，能在介質(zhì)厚度為20nm～30nm的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)器件性能的增強(qiáng)。

2.本發(fā)明由于利用等離子增強(qiáng)原子層沉積peald工藝生長(zhǎng)hfzro介質(zhì)，提高了介質(zhì)的結(jié)晶質(zhì)量，同時(shí)生長(zhǎng)所需的溫度較低，即僅有300℃左右，可以有效避免高溫條件對(duì)器件的損傷。

3.本發(fā)明由于利用凹槽柵技術(shù)，將柵下的勢(shì)壘層減薄，相比未刻蝕的柵介質(zhì)增強(qiáng)型器件，可實(shí)現(xiàn)更正的閾值電壓。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的基于負(fù)電容介質(zhì)的gan基凹槽絕緣柵增強(qiáng)型高電子遷移率晶體管的橫截面示意圖；

圖2是本發(fā)明制作基于負(fù)電容介質(zhì)的gan基凹槽絕緣柵增強(qiáng)型高電子遷移率晶體管的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，本發(fā)明基于負(fù)電容介質(zhì)的gan基凹槽絕緣柵增強(qiáng)型高電子遷移率晶體管，其結(jié)構(gòu)自下而上依次包括的襯底1、aln成核層2、gan緩沖層3、aln插入層4、algan勢(shì)壘層5、gan帽層6和sin鈍化層7，sin鈍化層7中設(shè)有凹型結(jié)構(gòu)，凹型結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁及sin鈍化層7表面設(shè)有柵介質(zhì)層8，該柵介質(zhì)層的凹型結(jié)構(gòu)上設(shè)有柵電極12，柵電極12和鈍化層7表面上的柵介質(zhì)層8上覆蓋有sin保護(hù)層9，源電極10和漏電極11上設(shè)有金屬互聯(lián)層13，柵電極(12)的下方設(shè)有深度至aln插入層(4)的一個(gè)凹槽(14)，該凹槽位于algan勢(shì)壘層5中，其中：

襯底1采用絕緣的藍(lán)寶石或si或sic材料，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；aln插入層4的厚度為1nm；algan勢(shì)壘層5的鋁組分為22％～30％；gan帽層6的厚度為2nm；sin鈍化層7的厚度為60～80nm；柵介質(zhì)層8采用hfzro材料，厚度為20nm～30nm；凹槽14的深度為15nm～23nm；sin保護(hù)層9的厚度為200nm。

參照?qǐng)D2，本發(fā)明的基于負(fù)電容介質(zhì)的gan基凹槽絕緣柵增強(qiáng)型高電子遷移率晶體管，按照不同的襯底材料、不同的有源區(qū)電隔離工藝、不同的柵介質(zhì)層材料厚度和不同的凹槽深度，給出如下三種實(shí)施例。

實(shí)施例一，在藍(lán)寶石襯底上制作凹槽深度為15nm和hfzro柵介質(zhì)厚度為20nm的gan基增強(qiáng)型凹槽mis-hemt。

本發(fā)明的采用基于負(fù)電容介質(zhì)的gan基凹槽絕緣柵增強(qiáng)型高電子遷移率晶體管的初始材料是購(gòu)買(mǎi)的外延基片上進(jìn)行，該外延基片由下而上依次包括襯底1、aln成核層2、gan緩沖層3、aln插入層4、algan勢(shì)壘層5和gan帽層6。

步驟1，在外延基片的gan緩沖層3上制作源電極10和漏電極11。

1a)在gan帽層6上光刻源電極區(qū)域和漏電極區(qū)域：

1a1)將外延基片放在200℃的熱板上烘烤5min；

1a2)在gan帽層6上進(jìn)行剝離膠的涂膠和甩膠，其甩膠厚度為0.35μm，并將樣品放在200℃的熱板上烘烤5min；

1a3)在剝離膠上進(jìn)行光刻膠的涂膠和甩膠，其甩膠厚度為0.77μm，并將樣品放在90℃的熱板上烘烤1min；

1a4)將完成涂膠和甩膠的樣品放入光刻機(jī)中對(duì)已涂膠的表面進(jìn)行曝光，并將完成曝光的樣品放入顯影液中移除光刻膠和剝離膠，再對(duì)其進(jìn)行超純水沖洗和氮?dú)獯岛笮纬稍措姌O區(qū)域和漏電極區(qū)域；

1b)在源電極區(qū)域和漏電極區(qū)域內(nèi)的gan帽層6上以及源電極區(qū)域和漏電極區(qū)域外的光刻膠上蒸發(fā)源電極10和漏電極11：

1b1)將有源電極和漏電極光刻圖形的樣品放入等離子去膠機(jī)中進(jìn)行底膜處理，其處理的時(shí)間為5min；

1b2)將樣品放入電子束蒸發(fā)臺(tái)中，待電子束蒸發(fā)臺(tái)的反應(yīng)腔室真空度達(dá)到2×10^-6torr之后在源電極區(qū)域和漏電極區(qū)域內(nèi)的gan帽層6上以及源電極區(qū)域和漏電極區(qū)域外的光刻膠上蒸發(fā)歐姆金屬形成源電極10和漏電極11，該歐姆金屬是自下向上依次由ti、al、ni和au四層金屬組成的金屬堆棧結(jié)構(gòu)；

1b3)對(duì)完成歐姆金屬蒸發(fā)的樣品進(jìn)行剝離，以移除源電極10和漏電極11外的歐姆金屬、光刻膠和剝離膠，再用超純水沖洗樣品并用氮?dú)獯蹈桑?/p>

1c)將完成歐姆金屬蒸發(fā)和剝離的樣品放入快速熱退火爐中進(jìn)行退火處理，以使源電極10和漏電極11內(nèi)gan帽層6上的歐姆金屬下沉至gan緩沖層3，從而形成歐姆金屬與異質(zhì)結(jié)溝道之間的歐姆接觸，其退火的工藝條件為：退火氣氛為n2，退火溫度為830℃，退火時(shí)間為30s。

步驟2，在gan帽層6上光刻有源區(qū)的電隔離區(qū)域，利用icp工藝制作器件有源區(qū)的電隔離。

2a)在gan帽層6上光刻電隔離區(qū)域：

2a1)將樣品放在200℃的熱板上烘烤5min；

2a2)進(jìn)行光刻膠的涂膠和甩膠，其甩膠轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/mim，并將樣品放在90℃的熱板上烘烤1min；

2a2)將樣品放入光刻機(jī)中對(duì)電隔離區(qū)域內(nèi)的光刻膠進(jìn)行曝光，再將完成曝光后的樣品放入顯影液中以移除電隔離區(qū)域內(nèi)的光刻膠，并對(duì)其進(jìn)行超純水沖洗和氮?dú)獯蹈桑?/p>

2b)在gan帽層6上刻蝕電隔離區(qū)域：

2b1)利用icp工藝依次刻蝕電隔離區(qū)域的gan帽層6、algan勢(shì)壘層5、aln插入層4和gan緩沖層3，以實(shí)現(xiàn)有源區(qū)的臺(tái)面隔離，其總的刻蝕深度為100nm；

2b2)將樣品依次放入丙酮溶液、剝離液、丙酮溶液和乙醇溶液中進(jìn)行清洗，以移除電隔離區(qū)域外的光刻膠，再用超純水沖洗樣品并用氮?dú)獯蹈伞?/p>

步驟3，在源電極10、漏電極11和有源區(qū)的gan帽層6上，利用pecvd工藝生長(zhǎng)sin鈍化層7。

3a)對(duì)完成有源區(qū)電隔離的樣品進(jìn)行表面清洗：

3a1)將樣品放入丙酮溶液中超聲清洗3mim，其超聲強(qiáng)度為3.0；

3a2)將樣品放入溫度為60℃的剝離液中水浴加熱5min；

3a3)將樣品依次放入丙酮溶液和乙醇溶液中超聲清洗3min，其超聲強(qiáng)度為3.0；

3a3)用超純水沖洗樣品并用氮?dú)獯蹈桑?/p>

3b)在源電極10、漏電極11和有源區(qū)的gan帽層6上，利用pecvd工藝生長(zhǎng)厚度為60nm的sin鈍化層，其生長(zhǎng)的工藝條件為：采用nh3和sih4作為反應(yīng)氣體，襯底溫度為250℃，反應(yīng)腔室壓力為600mtorr，rf功率為22w。

步驟4，在sin鈍化層7上光刻?hào)挪蹍^(qū)域，并利用icp工藝對(duì)該柵槽區(qū)域內(nèi)的sin鈍化層7和algan勢(shì)壘層5進(jìn)行刻蝕。

4a)在sin鈍化層7上光刻?hào)挪蹍^(qū)域：

4a1)將樣品放在200℃的熱板上烘烤5min；

4a2)進(jìn)行光刻膠的涂膠和甩膠，其甩膠轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/mim，并將樣品放在90℃的熱板上烘烤1min；

4a3)將樣品放入光刻機(jī)中對(duì)柵槽區(qū)域內(nèi)的光刻膠進(jìn)行曝光；

4a4)將完成曝光后的樣品放入顯影液中以移除柵槽區(qū)域內(nèi)的光刻膠，并對(duì)其進(jìn)行超純水沖洗和氮?dú)獯蹈桑?/p>

4b)利用icp刻蝕工藝移除柵槽區(qū)域內(nèi)的sin鈍化層7、gan帽層6和algan勢(shì)壘層5，凹槽刻蝕深度為15nm，其刻蝕的條件為：反應(yīng)氣體為cf4和o2，反應(yīng)腔室壓力為10mtorr，上電極和下電極的射頻功率分別為100w和10w，刻蝕的深度為60nm。

步驟5，在柵槽區(qū)域內(nèi)的aln插入層4和柵槽區(qū)域外的sin鈍化層7上，利用peald設(shè)備制備hfzro柵介質(zhì)層8。

5a)對(duì)完成柵槽刻蝕的樣品進(jìn)行表面清洗：

5a1)將樣品放入丙酮溶液中超聲清洗3mim，其超聲強(qiáng)度為3.0；

5a2)將樣品放入溫度為60℃的剝離液中水浴加熱5min；

5a3)將樣品依次放入丙酮溶液和乙醇溶液中超聲清洗3min，其超聲強(qiáng)度為3.0；

5a4)用超純水沖洗樣品并用氮?dú)獯蹈桑?/p>

5b)將完成表面清洗的樣品放入等離子增強(qiáng)原子層沉積peald設(shè)備中，對(duì)柵槽區(qū)域的aln插入層4和柵槽區(qū)域外的sin鈍化層7表面進(jìn)行原位預(yù)處理，其處理的工藝條件為：反應(yīng)氣體為nh3和n2混合氣體，襯底溫度為300℃，rf功率設(shè)置為200w，處理時(shí)間為5min；

5c)在柵槽區(qū)域內(nèi)的aln插入層4和柵槽區(qū)域外的sin鈍化層7上，利用peald設(shè)備沉積厚度為20nm的hfzro柵介質(zhì)層8，其沉積的工藝條件為：采用h2o、hf[n(c2h5)2]4(tmah)和tdmaz作為反應(yīng)前驅(qū)體源，襯底溫度為300℃，rf功率設(shè)置為50w，反應(yīng)腔室壓力為0.3torr；

5d)將完成柵介質(zhì)層8的樣品放入快速熱退火爐中進(jìn)行退火處理，其退火的工藝條件為：退火氣體為n2，退火溫度為500℃，退火時(shí)間為5min。

步驟6，在柵介質(zhì)層8上光刻?hào)烹姌O區(qū)域，并利用電子束蒸發(fā)工藝制作柵電極12。

6a)在柵介質(zhì)層8上光刻?hào)烹姌O區(qū)域：

6a1)將完成柵介質(zhì)層8的樣品放在200℃的熱板上烘烤5min；

6a2)在柵介質(zhì)層8上進(jìn)行剝離膠的涂膠和甩膠，其甩膠厚度為0.35μm，并將樣品放在200℃的熱板上烘烤5min；

6a3)在剝離膠上進(jìn)行光刻膠的涂膠和甩膠，其甩膠厚度為0.77μm，并將樣品放在90℃的熱板上烘烤1min；

6a4)將完成涂膠和甩膠的樣品放入光刻機(jī)中對(duì)柵電極區(qū)域內(nèi)的光刻膠進(jìn)行曝光；

6a5)將完成曝光的樣品放入顯影液中移除柵電極區(qū)域內(nèi)的光刻膠和剝離膠，并對(duì)其進(jìn)行超純水沖洗和氮?dú)獯蹈桑?/p>

6b)在柵電極區(qū)域內(nèi)的柵介質(zhì)層8和柵電極區(qū)域外的光刻膠上蒸發(fā)柵電極12：

6b1)將柵電極區(qū)域有光刻圖形的樣品放入等離子去膠機(jī)中進(jìn)行底膜處理，其處理的時(shí)間為5min；

6b2)將樣品放入電子束蒸發(fā)臺(tái)中，待電子束蒸發(fā)臺(tái)的反應(yīng)腔室真空度達(dá)到2×10^-6torr之后，再在柵電極區(qū)域內(nèi)的柵介質(zhì)層8和柵電極區(qū)域外的光刻膠上蒸發(fā)柵金屬，該柵金屬是自下向上依次由ni、au和ni三層金屬組成的金屬堆棧結(jié)構(gòu)；

6b3)對(duì)完成柵金屬蒸發(fā)的樣品進(jìn)行剝離，以移除柵電極區(qū)域外的柵金屬、光刻膠和剝離膠，用超純水沖洗樣品并用氮?dú)獯蹈珊笮纬蓶烹姌O12。

步驟7，在柵電極12和柵電極以外的sin鈍化層7上，利用pecvd工藝生長(zhǎng)sin保護(hù)層9。

7a)對(duì)完成柵電極12制作的樣品進(jìn)行表面清洗：

7a1)將樣品放入丙酮溶液中超聲清洗3mim，其超聲強(qiáng)度為3.0；

7a2)將樣品放入溫度為60℃的剝離液中水浴加熱5min；

7a3)將樣品依次放入丙酮溶液和乙醇溶液中超聲清洗3min，其超聲強(qiáng)度為3.0；

7a4)用超純水沖洗樣品并用氮?dú)獯蹈桑?/p>

7b)在柵電極12和柵電極以外的sin鈍化層7上，利用pecvd工藝生長(zhǎng)厚度為200nm的sin保護(hù)層9，其生長(zhǎng)的工藝條件為：采用nh3和sih4作為反應(yīng)氣體，襯底溫度為250℃，反應(yīng)腔室壓力為600mtorr，rf功率為22w。

步驟8，在sin保護(hù)層9上光刻金屬互聯(lián)層開(kāi)孔區(qū)，并利用icp工藝依次刻蝕掉互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)的sin保護(hù)層9、柵介質(zhì)層8和sin鈍化層7。

8a)在sin保護(hù)層9上光刻金屬互聯(lián)層開(kāi)孔區(qū)：

8a1)將樣品放在200℃的熱板上烘烤5min；

8a2)進(jìn)行光刻膠的涂膠和甩膠，其甩膠轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/mim，并將樣品放在90℃的熱板上烘烤1min；

8a3)將樣品放入光刻機(jī)中對(duì)金屬互聯(lián)層開(kāi)孔區(qū)域內(nèi)的光刻膠進(jìn)行曝光；

8a4)將完成曝光后的樣品放入顯影液中以移除互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)域內(nèi)的光刻膠，并對(duì)其進(jìn)行超純水沖洗和氮?dú)獯蹈桑?/p>

8b)利用icp刻蝕工藝在反應(yīng)氣體為cf4和o2，反應(yīng)腔室壓力為10mtorr，上電極和下電極的射頻功率分別為100w和10w的條件下，先移除互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)域內(nèi)的200nm厚的sin保護(hù)層9，再刻蝕掉20nm厚的hfzro柵介質(zhì)8，最后刻蝕掉60nm厚的sin鈍化層7。

步驟9，在金屬互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)的源電極10和漏電極11以及未開(kāi)孔刻蝕的sin保護(hù)層9上光刻金屬互聯(lián)區(qū)域，并利用電子束蒸發(fā)工藝制作金屬互聯(lián)層13。

9a)在金屬互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)的源電極10和漏電極11以及未開(kāi)孔刻蝕的sin保護(hù)層9上光刻金屬互聯(lián)層13：

9a1)將完成金屬互聯(lián)開(kāi)孔刻蝕的樣品放在200℃的熱板上烘烤5min；

9a2)在金屬互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)的源電極10和漏電極11以及未開(kāi)孔刻蝕的sin保護(hù)層9上進(jìn)行剝離膠的涂膠和甩膠，其甩膠厚度為0.35μm，并將樣品放在200℃的熱板上烘烤5min；

9a3)在剝離膠上進(jìn)行光刻膠的涂膠和甩膠，其甩膠厚度為0.77μm，并將樣品放在90℃的熱板上烘烤1min；

9a4)將完成涂膠和甩膠的樣品放入光刻機(jī)中對(duì)金屬互連區(qū)域內(nèi)的光刻膠進(jìn)行曝光，再將完成曝光的樣品放入顯影液中移除金屬互聯(lián)區(qū)域內(nèi)的光刻膠和剝離膠，并對(duì)其進(jìn)行超純水沖洗和氮?dú)獯蹈桑?/p>

9b)在金屬互連區(qū)域內(nèi)的電極和sin保護(hù)層9以及金屬互連區(qū)域外的光刻膠上蒸發(fā)金屬互連層13：

9b1)將有金屬互連區(qū)域的樣品放入等離子去膠機(jī)中進(jìn)行底膜處理，其處理的時(shí)間為5min；

9b2)將樣品放入電子束蒸發(fā)臺(tái)中，待電子束蒸發(fā)臺(tái)的反應(yīng)腔室真空度達(dá)到2×10^-6torr之后，再在金屬互連區(qū)域內(nèi)的電極和sin保護(hù)層9以及金屬互連區(qū)域外的光刻膠上蒸發(fā)互聯(lián)金屬，形成金屬互聯(lián)層13，該金屬互聯(lián)層是自下向上依次由ti和au兩層組成的金屬堆棧結(jié)構(gòu)，以引出電極；

9b3)對(duì)完成互聯(lián)金屬蒸發(fā)的樣品進(jìn)行剝離，以移除金屬互聯(lián)區(qū)層13以外的金屬、光刻膠和剝離膠，并用超純水沖洗樣品并用氮?dú)獯蹈?，完成器件制作?/p>

實(shí)施例二，在sic襯底上制作凹槽刻蝕深度為20nm和hfzro柵介質(zhì)層8厚度為25nm的gan基增強(qiáng)型凹槽mis-hemt。

步驟一，在外延基片的gan緩沖層3上制作源電極10和漏電極11。

1.1)在gan帽層6上光刻源電極區(qū)域和漏電極區(qū)域：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟1a)相同；

1.2)在源電極區(qū)域和漏電極區(qū)域內(nèi)的gan帽層6上以及源電極區(qū)域和漏電極區(qū)域外的光刻膠上蒸發(fā)源電極10和漏電極11：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟1b)相同；

1.3)將完成歐姆金屬蒸發(fā)和剝離的樣品放入快速熱退火爐中進(jìn)行退火處理，以使源電極10和漏電極11內(nèi)gan帽層6上的歐姆金屬下沉至gan緩沖層3，從而形成歐姆金屬與異質(zhì)結(jié)溝道之間的歐姆接觸，其退火的工藝條件為：退火氣氛為n2，退火溫度為850℃，退火時(shí)間為30s。

步驟二，在gan帽層6上光刻有源區(qū)的電隔離區(qū)域，利用離子注入工藝制作器件有源區(qū)的電隔離。

2.1)在gan帽層6上光刻電隔離區(qū)域：首先將樣品放在200℃的熱板上烘烤5min，然后進(jìn)行光刻膠的涂膠和甩膠，其甩膠厚度為2μm，并將樣品放在90℃的熱板上烘烤1min，接著將樣品放入光刻機(jī)中對(duì)電隔離區(qū)域內(nèi)的光刻膠進(jìn)行曝光，最后將完成曝光后的樣品放入顯影液中以移除電隔離區(qū)域內(nèi)的光刻膠，并對(duì)其進(jìn)行超純水沖洗和氮?dú)獯蹈桑?/p>

2.2)在gan帽層6上制作有源區(qū)的電隔離：利用離子注入工藝依次將n離子注入到電隔離區(qū)域的gan帽層6、algan勢(shì)壘層5、aln插入層4和gan外延層3，以實(shí)現(xiàn)有源區(qū)的電隔離，其注入的深度為100nm，然后將樣品依次放入丙酮溶液、剝離液、丙酮溶液和乙醇溶液中進(jìn)行清洗，以移除電隔離區(qū)域外的光刻膠，最后用超純水沖洗樣品并用氮?dú)獯蹈伞?/p>

步驟三，在源電極10、漏電極11和有源區(qū)的gan帽層6上，利用pecvd工藝生長(zhǎng)sin鈍化層7。

3.1)對(duì)完成有源區(qū)電隔離的樣品進(jìn)行表面清洗：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟3a相同。

3.2)在源電極10、漏電極11和有源區(qū)的gan帽層6上，利用pecvd工藝生長(zhǎng)厚度為70nm的sin鈍化層，其生長(zhǎng)的工藝條件為：采用nh3和sih4作為反應(yīng)氣體，襯底溫度為250℃，反應(yīng)腔室壓力為600mtorr，rf功率為22w。

步驟四，在sin鈍化層7上光刻?hào)挪蹍^(qū)域，并利用icp工藝刻蝕掉該柵槽區(qū)域內(nèi)的sin鈍化層7、gan帽層6和algan勢(shì)壘層5。

4.1)在sin鈍化層7上光刻?hào)挪蹍^(qū)域：

4.1.1)將樣品放在200℃的熱板上烘烤5min；

4.1.2)進(jìn)行光刻膠的涂膠和甩膠，其甩膠轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/mim，并將樣品放在90℃的熱板上烘烤1min；

4.1.3)將樣品放入光刻機(jī)中對(duì)柵槽區(qū)域內(nèi)的光刻膠進(jìn)行曝光；

4.1.4)將完成曝光后的樣品放入顯影液中以移除柵槽區(qū)域內(nèi)的光刻膠，并對(duì)其進(jìn)行超純水沖洗和氮?dú)獯蹈桑?/p>

4.2)利用icp刻蝕工藝移除柵槽區(qū)域內(nèi)的sin鈍化層7、gan帽層6和algan勢(shì)壘層5，凹槽刻蝕深度為20nm，其刻蝕的條件為：反應(yīng)氣體為cf4和o2，反應(yīng)腔室壓力為10mtorr，上電極和下電極的射頻功率分別為100w和10w，刻蝕的深度為70nm。

步驟五，在柵槽區(qū)域內(nèi)的aln插入層4和柵槽區(qū)域外的sin鈍化層7上，利用ald工藝制備hfzro柵介質(zhì)層8。

5.1)對(duì)完成柵槽刻蝕的樣品進(jìn)行表面清洗：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟5a)相同；

5.2)將完成表面清洗的樣品放入等離子增強(qiáng)原子層沉積peald設(shè)備中進(jìn)行原位表面預(yù)處理：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟5b)相同；

5.3)在柵槽區(qū)域內(nèi)的aln插入層4和柵槽區(qū)域外的sin鈍化層7上，利用等離子增強(qiáng)原子層沉積peald工藝厚度為25nm的hfzro柵介質(zhì)層8，其生長(zhǎng)的工藝條件為：采用h2o、hf[n(c2h5)2]4(tmah)和tdmaz作為反應(yīng)前驅(qū)體源，襯底溫度為350℃，rf功率設(shè)置為50w，反應(yīng)腔室壓力為0.3torr；

5.4)將完成柵介質(zhì)層8生長(zhǎng)的樣品放入快速熱退火爐中進(jìn)行退火處理：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟5d)相同。

步驟六，在柵介質(zhì)層8上光刻?hào)烹姌O區(qū)域，并利用電子束蒸發(fā)工藝制作柵電極12。

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟6相同。

步驟七，在柵電極12和柵電極以外的sin鈍化層7上，利用pecvd工藝生長(zhǎng)sin保護(hù)層9。

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟7相同。

步驟八，在sin保護(hù)層9上光刻金屬互聯(lián)層開(kāi)孔區(qū)，并利用icp工藝依次刻蝕掉互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)的sin保護(hù)層9、柵介質(zhì)層8和sin鈍化層7。

8.1)在sin保護(hù)層9上光刻金屬互聯(lián)層開(kāi)孔區(qū)：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟8a)相同；

8.2)利用icp刻蝕工藝在反應(yīng)氣體為cf4和o2，反應(yīng)腔室壓力為10mtorr，上電極和下電極的射頻功率分別為100w和10w的條件下，先移除互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)域內(nèi)的200nm厚的sin保護(hù)層9，再刻蝕掉25nm厚的hfzro柵介質(zhì)層8，最后刻蝕掉70nm厚的sin鈍化層7。

步驟九，在金屬互聯(lián)層開(kāi)孔區(qū)的源電極10和漏電極11以及未開(kāi)孔刻蝕的sin保護(hù)層9上光刻金屬互聯(lián)層區(qū)域，并利用電子束蒸發(fā)工藝制作金屬互聯(lián)層13，用于將源電極10和漏電極11引到表面。

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟9相同。

實(shí)施例三，在si襯底上制作凹槽刻蝕深度為23nm和hfzro柵介質(zhì)層8厚度為30nm的gan基增強(qiáng)型凹槽mis-hemt。

步驟a，在外延基片的gan緩沖層3上制作源電極10和漏電極11。

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟1相同。

步驟b，在gan帽層6上光刻有源區(qū)的電隔離區(qū)域，利用離子注入工藝制作器件有源區(qū)的電隔離。

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例二中的步驟二相同。

步驟c，在源電極10、漏電極11和有源區(qū)的gan帽層6上，利用pecvd工藝生長(zhǎng)sin鈍化層7。

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟3相同。

c1)對(duì)完成有源區(qū)電隔離的樣品進(jìn)行表面清洗：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟3a相同。

c2)在源電極10、漏電極11和有源區(qū)的gan帽層6上，利用pecvd工藝生長(zhǎng)厚度為80nm的sin鈍化層，其生長(zhǎng)的工藝條件為：采用nh3和sih4作為反應(yīng)氣體，襯底溫度為250℃，反應(yīng)腔室壓力為600mtorr，rf功率為22w。

步驟d，在sin鈍化層7上光刻?hào)挪蹍^(qū)域，并利用icp工藝刻蝕掉該柵槽區(qū)域內(nèi)的sin鈍化層7。

d1)在sin鈍化層7上光刻?hào)挪蹍^(qū)域：

d1.1)將樣品放在200℃的熱板上烘烤5min；

d1.2)進(jìn)行光刻膠的涂膠和甩膠，其甩膠轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/mim，并將樣品放在90℃的熱板上烘烤1min；

d1.3)將樣品放入光刻機(jī)中對(duì)柵槽區(qū)域內(nèi)的光刻膠進(jìn)行曝光；

d1.4)將完成曝光后的樣品放入顯影液中以移除柵槽區(qū)域內(nèi)的光刻膠，并對(duì)其進(jìn)行超純水沖洗和氮?dú)獯蹈桑?/p>

d2)利用icp刻蝕工藝移除柵槽區(qū)域內(nèi)的sin鈍化層7、gan帽層6和algan勢(shì)壘層5，凹槽刻蝕深度為23nm，其刻蝕的條件為：反應(yīng)氣體為cf4和o2，反應(yīng)腔室壓力為10mtorr，上電極和下電極的射頻功率分別為100w和10w，刻蝕的深度為80nm。

步驟e，在柵槽區(qū)域內(nèi)的aln插入層4和柵槽區(qū)域外的sin鈍化層7上，利用ald工藝制備hfzro柵介質(zhì)層8。

e1)對(duì)完成柵槽刻蝕的樣品進(jìn)行表面清洗：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟5a)相同；

e2)將完成表面清洗的樣品放入等離子增強(qiáng)原子層沉積peald設(shè)備中進(jìn)行原位表面預(yù)處理：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟5b)相同；

e3)在柵槽區(qū)域內(nèi)的aln插入層4和柵槽區(qū)域外的sin鈍化層7上，利用等離子增強(qiáng)原子層沉積peald工藝生長(zhǎng)厚度為30nm的hfzro柵介質(zhì)層8，其生長(zhǎng)的工藝條件為：采用h2o、hf[n(c2h5)2]4(tmah)和tdmaz作為反應(yīng)前驅(qū)體源，襯底溫度為300℃，rf功率設(shè)置為50w，反應(yīng)腔室壓力為0.3torr；

e4)將完成柵介質(zhì)層8生長(zhǎng)的樣品放入快速熱退火爐中進(jìn)行退火處理：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟5d)相同。

步驟f，在柵介質(zhì)層8上光刻?hào)烹姌O區(qū)域，并利用電子束蒸發(fā)工藝制作柵電極12。

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟6相同。

步驟g，在柵電極12和柵電極以外的sin鈍化層7上，利用pecvd工藝生長(zhǎng)sin保護(hù)層9。

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟7相同。

步驟h，在sin保護(hù)層9上光刻金屬互聯(lián)層開(kāi)孔區(qū)，并利用icp工藝依次刻蝕掉互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)的sin保護(hù)層9、柵介質(zhì)層8和sin鈍化層7。

h1)在sin保護(hù)層9上光刻金屬互聯(lián)層開(kāi)孔區(qū)：

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟8a)相同；

h2)利用icp刻蝕工藝在反應(yīng)氣體為cf4和o2，反應(yīng)腔室壓力為10mtorr，上電極和下電極的射頻功率分別為100w和10w的條件下，先移除互聯(lián)開(kāi)孔區(qū)域內(nèi)的200nm厚的sin保護(hù)層9，再刻蝕掉30nm厚的hfzro柵介質(zhì)層8，最后刻蝕掉80nm厚的sin鈍化層7。

步驟i，在金屬互聯(lián)層開(kāi)孔區(qū)的源電極10和漏電極11以及未開(kāi)孔刻蝕的sin保護(hù)層9上光刻金屬互聯(lián)層區(qū)域，并利用電子束蒸發(fā)工藝制作金屬互聯(lián)層13，用于將源電極10和漏電極11引到表面。

本步驟的具體實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例一中的步驟9相同。

以上描述僅是本發(fā)明的三個(gè)具體實(shí)例，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，顯然對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來(lái)說(shuō)，在了解了本發(fā)明內(nèi)容和原理后，都可能在不背離本發(fā)明原理、結(jié)構(gòu)的情況下，進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變，但是這些基于本發(fā)明思想的修正和改變?nèi)栽诒景l(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。