西安电子科技大学薛军帅获国家专利权
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龙图腾网获悉西安电子科技大学申请的专利氮化物声表面波器件与场效应晶体管的单片集成电路及制作方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116054774B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211607565.7,技术领域涉及:H03H9/02;该发明授权氮化物声表面波器件与场效应晶体管的单片集成电路及制作方法是由薛军帅;吴冠霖;姚佳佳;郭壮;李泽辉;袁金渊;张进成;郝跃设计研发完成,并于2022-12-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本氮化物声表面波器件与场效应晶体管的单片集成电路及制作方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种氮化物声表面波器件与场效应晶体管的单片集成电路,主要解决氮化物声表面波器件与场效应晶体管难外延集成的问题。其自下而上包括衬底、成核层、沟道层、插入层、势垒层、压电铁电层。势垒层为钪铟铝镓氮材料,压电铁电层为连续外延单晶钪铝氮材料。沟道层至压电铁电层中的刻蚀凹槽形成分隔区,并填充钝化层;该分隔区一侧的压电铁电层与其上叉指电极构成声表面波器件;另一侧设置欧姆接触区及源、漏电极,并与沟道层至压电铁电层、钝化层、栅电极构成场效应晶体管。本发明在外延单晶材料上制备氮化物声表面波器件与场效应晶体管的单片集成电路,提高了电路性能及频段、带宽的匹配性能,可用于通信射频前端的信号处理系统。
本发明授权氮化物声表面波器件与场效应晶体管的单片集成电路及制作方法在权利要求书中公布了:1.一种氮化物声表面波器件与场效应晶体管的单片集成电路的制作方法,其特征在于,包括如下步骤: 1)使用金属有机物化学气相淀积技术或分子束外延技术,在衬底(1)基片上生长3nm-1000nm的AlN成核层(2); 2)使用金属有机物化学气相淀积方法或分子束外延技术,在AlN成核层(2)上生长500nm-4000nm的GaN沟道层(3); 3)使用金属有机物化学气相淀积方法或分子束外延技术,在GaN沟道层(3)上生长厚度为1nm-2nm的AlN插入层(4); 4)使用金属有机物化学气相淀积方法或分子束外延技术,在AlN插入层(4)上生长厚度为6nm-30nm的势垒层(5); 5)使用金属有机物化学气相淀积方法或分子束外延技术,在势垒层(5)上生长厚度为500nm-1500nm的压电铁电层(6); 6)在压电铁电层(6)上以光刻胶为掩膜,选定场效应晶体管制作区域,使用干法刻蚀工艺,对压电铁电层(6)进行部分减薄至30nm~80nm; 7)在减薄的压电铁电层(6)上以光刻胶为掩膜,选定场效应晶体管的源漏欧姆接触区域,采用干法刻蚀方法,对减薄的压电铁电层(6)进行刻蚀直至沟道层(3)的上部,形成源漏欧姆接触区凹槽; 8)使用金属有机物化学气相淀积方法或分子束外延方法在源漏欧姆接触区凹槽中生长Si掺杂n型GaN层,Si的剂量为0.5-5×1020cm-3,形成欧姆接触区; 9)以光刻胶为掩膜,采用电子束蒸发工艺,在欧姆接触区先淀积欧姆接触金属TiAlNiAu,再在830oC氮气气氛下退火,形成源电极和漏电极; 10)以光刻胶为掩膜,选定声表面波器件制作区域,采用电子束蒸发工艺,在未减薄的压电铁电层(6)上淀积金属TiAu,形成声表面波器件的叉指电极; 11)以光刻胶为掩膜,在场效应晶体管区域减薄的压电铁电层(6)上设定栅电极区域,并采用电子束蒸发工艺在该区域淀积金属NiAu,形成栅电极; 12)以栅电极金属为掩膜,采用感应耦合等离子体刻蚀方法,使用BCl3Cl2气体源,完全刻蚀场效应晶体管制作区域栅电极之外的压电铁电层(6),形成凹槽; 13)以光刻胶为掩膜,使用干法刻蚀工艺刻蚀压电铁电层(6)至GaN沟道层(3)底部,形成分隔区; 14)采用等离子体增强化学气相淀积法或原子层淀积工艺,在声表面波器件制作区、场效应晶体管制作区和分隔区中淀积厚度为50nm-200nm的钝化层; 15)以光刻胶为掩膜,采用反应离子刻蚀方法,使用SF6气体源,刻蚀钝化层形成栅电极通孔、源电极通孔、漏电极通孔与叉指电极通孔; 16)采用传统光学光刻工艺,在声表面波器件制作区形成叉指电极Pad图形,在场效应晶体管制作区形成栅电极、源电极和漏电极Pad图形,再以光刻胶为掩膜,采用电子束蒸发工艺在各电极Pad图形上蒸发Au金属层,分别形成各电极Pad图形与各电极之间的金属引线,完成单片集成电路制备。
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