1.一种同时优化击穿特性和反向特性的GaN HEMT器件,其特征在于,包括最下层厚度为1um-5um的衬底(18),衬底(18)之上是厚度为1-3nm的AlN层二(17),AlN层二(17)之上是厚度为500nm-3um的GaN缓冲层(16),GaN缓冲层(16)之上是厚度为厚度1-3nm的AlN层一(15)、源电极(1)和漏电极(11),AlN层一(15)之上是厚度为10-30nm 的AlxGa1-xN势垒层(14),所述源电极(1)和漏电极(11)位于AlN层一(15)和AlxGa1-xN势垒层(14)的两侧,源电极(1)之上为倒凹型的源极场板(2),漏电极(11)之上为L型的漏极场板一(9),所述源极场板(2)与漏极场板一(9)之间从左到右依次为插入氧化层一(6)、插入氧化层二(7)和钝化层二(13),所述源极场板(2)下方是钝化层一(12),钝化层一(12)内设有栅电极(4),所述栅电极(4)与AlxGa1-xN势垒层(14)之间的连接处设有氧化隔离层二(5),所述源极场板(2)与AlxGa1-xN势垒层(14)之间的连接处设有氧化隔离层一(3)。
2.根据权利要求1所述的一种同时优化击穿特性和反向特性的GaN HEMT器件,其特征在于:所述衬底(18)材料为蓝宝石、碳化硅或硅,所述AlxGa1-xN势垒层(14)中0.2< x<
0.35,所述氧化隔离层一(3)和氧化隔离层二(5)的材质都为氧化物Al2O3 ,且厚度都在5-
30nm之间。
3. 根据权利要求1所述的一种同时优化击穿特性和反向特性的GaN HEMT器件,其特征在于:所述插入氧化层一(6)的材质为氧化物Al2O3 ,其高度与源极场板高度一致,宽度为
0.3um-2um,所述插入氧化层二(7)的材质为氧化物SiO2 ,其高度与源极场板高度一致,宽度0.3um-2um。
4. 根据权利要求1所述的一种同时优化击穿特性和反向特性的GaN HEMT器件,其特征在于:所述源电极(1)由金属Ti、Al、Ni和Au制成,四种金属的厚度分别为20nm、100nm、20nm和150nm,所述栅电极(4)由金属Ni和Au制成,两种金属的厚度分别为20nm和150nm,所述漏电极(11)、漏极场板一(9)和源极场板(2)的材质与源电极(1)相同。
5. 根据权利要求1所述的一种同时优化击穿特性和反向特性的GaN HEMT器件,其特征在于:所述钝化层一(12)和钝化层二(13)都由氧化物Si3N4制成,且二者的结构空隙处以及金属部分均进行钝化覆盖。
6. 制作权利要求1所述的一种同时优化击穿特性和反向特性的GaN HEMT器件的工艺,其特征在于:包括如下步骤:
第一步:器件清洗
清洗方法是先依次采用丙酮、 酒精、去离子水各超声5分钟,去除部分油脂;然后采用1号液APM:NH4OH:H2O2:DI=1:5:30 ,超声清洗10分钟,然后用2号液HPM:HCl:H2O2:DI=1:4:20,超声清洗10分钟,然后再次依次采用丙酮、酒精、去离子水各超声清洗5分钟,最后氮气吹干后立即在110℃热台上烘烤5分钟备用;
第二步:欧姆接触
在器件上使用物理气相淀积蒸镀源电极(1)、漏电极(11);
第三步:台面刻蚀
先做光刻,然后RIE去残胶,然后采用ICP刻蚀,刻蚀时间20秒,刻蚀深度100- 500nm,然后RIE去残胶,再用盐酸对表面进行处理1分钟,再氮气吹干后立刻在110 ℃热台上烘烤5分钟;
第四步:栅凹槽刻蚀
刻蚀方式与第三步相同,在第三步之后再刻蚀一个栅凹槽,栅凹槽的刻蚀深度在5-
30nm之间;
第五步:氧化层淀积
包括氧化隔离层一(3)和氧化隔离层二(5),材料是Al2O3,采用磁控溅射法淀积,其厚度在5-30nm之间;
第六步:二次欧姆接触
器件上使用物理气相淀积蒸镀栅电极(4);
第七步:钝化
将后三次欧姆接触所在的位置进行开窗刻蚀,使其露出,钝化使用PECVD进行Si3N4淀积,钝化厚度为100-500 nm,刻蚀方法与第三步相同;
第八步:三次欧姆接触
在上一步开窗露出的位置制备漏、源场板,使用物理气相淀积,单层场板厚度为50-
150nm;
第九步:二次钝化
将后一步氧化层淀积所在的位置进行开窗刻蚀,使其露出,钝化使用PECVD进行Si3N4淀积,钝化厚度为100-500 nm,刻蚀方法与第三步相同;
第十步:氧化层淀积
在上一步开窗露出的地方制备插入氧化层一(6),采用磁控溅射法淀积Al2O3,高度与源极场板高度一致,宽度0.3um-2um;
第十一步:开窗淀积
在插入层一旁边再次开窗,然后淀积插入氧化层二(7),采用PECVD进行SiO2淀积,高度与源极场板高度一致,宽度0.3um-2um;
第十二步:保护钝化
将有源区以下区域全部进行钝化保护,使用PECVD进行Si3N4钝化,钝化厚度约为100-
300 nm。
7. 根据权利要求6所述的制作一种同时优化击穿特性和反向特性的GaN HEMT器件的工艺,其特征在于:第三步还可采用离子注入的方式,采用离子注入的方式不需要做台面刻蚀,能够减少器件的表面损伤。
8. 一种双漏极场板的优化击穿特性和反向特性的GaN HEMT器件,其特征在于,包括最下层厚度为1um-5um的第二衬底(18a),第二衬底(18a)之上是厚度为1-3nm的第二AlN层二(17a),第二AlN层二(17a)之上是厚度为500nm-3um的第二GaN缓冲层(16a),第二GaN缓冲层(16a)之上是厚度为厚度1-3nm的第二AlN层一(15a)、第二源电极(1a)和第二漏电极(11a),第二AlN层一(15a)之上是厚度为10-30nm 的第二AlxGa1-xN势垒层(14a),所述第二源电极(1a)和第二漏电极(11a)位于第二AlN层一(15a)和第二AlxGa1-xN势垒层(14a)的两侧,第二源电极(1a)之上为倒凹型的第二源极场板(2a),第二漏电极(11a)之上为L型的第二漏极场板一(9a)和第二漏极场板二(10a),所述第二源极场板(2a)与第二漏极场板一(9a)之间从左到右依次为第二插入氧化层一(6a)、第二插入氧化层二(7a)和第二钝化层二(13a),所述第二源极场板(2a)下方是第二钝化层一(12a),第二钝化层一(12a)内设有第二栅电极(4a),所述第二栅电极(4a)与第二AlxGa1-xN势垒层(14a)之间的连接处设有第二氧化隔离层二(5a),所述第二源极场板(2a)与第二AlxGa1-xN势垒层(14a)之间的连接处设有第二氧化隔离层一(3a)。
9. 根据权利要求8所述的一种双漏极场板的优化击穿特性和反向特性的GaN HEMT器件,其特征在于:所述第二氧化隔离层一(3a)的材质为氧化物Al2O3 ,厚度为3-20nm,第二氧化隔离层二(5a)的材质为氧化物Al2O3,厚度为5-30nm。