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专利号: 2024100423940
申请人: 苏州科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种GaNHEMT环形振荡器的制作方法,其特征在于,其方法包括如下步骤:

S1:提前准备好GaN基片、金属电极材料和绝缘层材料,并将GaN基片进行清洗和平整度处理;

S2:选择金属有机分解物,将金属有机分解物注入反应炉中,让反应炉的温度保持在

800℃到1100℃之间,气体流量在60到400立方厘米每分钟,再加入金属电极材料,使得金属有机分解物在GaN基片表面成核和生成高质量的GaNHEMT晶体管层,接着对GaNHEMT晶体管层进行化学、物理处理;

S3:采用MA6光刻机对形成HEMT器件的源极和漏极进行光刻,再取出残余胶体,加入绝缘层材料,便于后续操作的进行,随后,采用ICP干法刻蚀方法对源极和漏极等电机结构进行刻蚀,设定ICP刻蚀气体为三氯化硼和二氧化氯,流量均为15到25sccm,腔室压强为0.6到

1Pa,ICP功率比偏置功率为150:50W,在光刻处理后,形成的金属沉积与GaN基片形成电子迁移通道,进而实现对GaNHEMT振荡器芯片的制备;

S4:将GaNHEMT振荡器芯片封装在封装材料中,并进行测试,用于检测GaNHEMT环形振荡器接触效果如何,主要的考量器件的因素为:接触电阻R和方块电阻P,采用传输线模型法测量TLM,图形每个电极都具有相同的尺寸,图形的宽度为W,相邻两个电极间距d也需要保持一定的规律性,TLM测试时,采用四探针法进行测试,可以消除探针与导线电阻的影响,提高测量精度,其中相邻两个电极之间的测试电阻R1为:R1=Pd/W+2R/W。

2.根据权利要求1所述的一种GaNHEMT环形振荡器的制作方法,其特征在于:所述步骤S1中,金属电极材料包含有铝、镍;绝缘层材料包含有硅氧化物和氧化硅。

3.根据权利要求1所述的一种GaNHEMT环形振荡器的制作方法,其特征在于:所述步骤S2中,化学、物理处理如下:S2.1:脱火处理,向GaNHEMT晶体管层引入氨气保护气氛,防止晶体管层表面受到外界环境的污染和氧化,还可以降低晶体管层的热应力和应力影响,提高晶体管层的可控性和稳定性,考虑到GaN基片的热稳定性和材料特性,将退火温度调至600℃到900℃;

S2.2:清洁处理,向GaNHEMT晶体管层表面喷洒氢氧化铵溶液和表面活性剂溶液,首先氢氧化铵溶液,可以综合GaNHEMT晶体管层表面的有机物、杂质和氧化物,接着表面活性剂溶液,用于去除GaNHEMT晶体管层表面油脂和有机污染物,用于提高GaNHEMT晶体管层表面的电学性能和界面质量;

S2.3:金属化,金属有机分解物在作用时,也能采用金属沉淀的方式,形成HEMT器件的源极和漏极有源区,以形成电极连接和导电功能;

S2.4:使用光刻胶机,在晶体管层上形成掩膜图案,用于定义电路结构和器件连接,进一步采用刻蚀方式,对HEMT器件进行电气隔离,使其用于独立的器件功能,为了保证彻底性,也可采用刻蚀方式,将HEMT源漏区上方的SiN钝化层去掉。

4.根据权利要求3所述的一种GaNHEMT环形振荡器的制作方法,其特征在于:所述步骤S2.4中,在进行掩膜制备前,将晶体管层进行平整化处理,提高晶体管层表面质量,以便更好保证掩膜的制备质量。

5.根据权利要求1所述的一种GaNHEMT环形振荡器的制作方法,其特征在于:所述步骤S2中,气体包含有三甲基氮化铝、氨气和混合气体等。

6.根据权利要求1所述的一种GaNHEMT环形振荡器的制作方法,其特征在于:所述步骤S3中,使用氧离子体取出残留胶体,通过氧离子与胶体反应,使其转化为易于清除的气体。

7.根据权利要求1所述的一种GaNHEMT环形振荡器的制作方法,其特征在于:所述步骤S4中,测试电阻R1和电机宽度W呈正比,并随着GaNHEMT环形振荡器中的方块电阻P、金属电极与接触电阻R、量电极间距d增加而增加。

8.一种GaNHEMT环形振荡器,其特征在于:所述环形振荡器包括GaN基片(1)、金属电极层(2)、GaNHEMT晶体管层(3)、保护层(4)、绝缘层(5)、源极(6)和漏极有源区(7),所述金属电极层(2)形成于GaN基片(1)的上层,所述GaNHEMT晶体管层(3)形成于金属电极层(2)的上层,所述保护层(4)形成于GaNHEMT晶体管层(3)的上层,所述绝缘层(5)形成于保护层(4)的上层,且绝缘层(5)由硅氧化物和氧化硅制成,所述(6)和漏极有源区(7)形成于环形振荡器的内部,且(6)和漏极有源区(7)嵌入延伸至GaN基片(1)的内部。