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针对0.5 μm氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)自对准T型栅工艺，提出一种优化的解决方案。在感应耦合等离子体设备中引入两段法完成氮化硅栅足的干法刻蚀，其中，主刻蚀部分形成具备一定倾斜角度的氮化硅斜面，从而减小栅下沟道电场强度并提高栅金属对氮化硅槽填充的完整性；软着陆部分则以极低的偏置功率对氮化硅进行过刻蚀，确保完全清除氮化硅的同时尽量减小沟道损伤。通过器件优化前后各项特性的测试结果对比发现：优化后的器件关态击穿电压从140 V提升至200 V以上，3.5 GHz下输出功率密度从5.8 W/mm提升至8.7 W/mm，功率附加效率(PAE)从55.5%提升至66.7%。无偏置高加速应力试验96 h后，工艺优化后的器件外观无明显变化，最大电流变化<5%，表明器件可靠性良好。
氮化镓高电子迁移率晶体管 栅工艺 电感耦合等离子体刻蚀 性能提升 可靠性 GaN High Electron Mobility Transistor gate process Inductive Coupled Plasma(ICP) 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(2): 318
