技术特征：
1.一种gan hemt器件与p型金刚石mosfet的集成器件，其特征在于，包括：金刚石衬底层(10)、gan缓冲层(20)、algan势垒层(30)、介质层(40)、p型金刚石层(50)和栅介质层(60)；所述金刚石衬底层(10)上一侧设置有所述gan缓冲层(20)，另一侧设置有所述p型金刚石层(50)；所述gan缓冲层(20)和所述p型金刚石层(50)连接；所述algan势垒层(30)位于所述gan缓冲层(20)上；所述介质层(40)位于所述algan势垒层(30)上；所述algan势垒层(30)上设置有第一源电极(71)和第一漏电极(72)以及第一栅电极(73)；所述第一源电极(71)和所述第一漏电极(72)位于所述介质层(40)的两侧，所述第一栅电极(73)延伸至所述介质层(40)的上方；所述栅介质层(60)位于所述p型金刚石层(50)上；所述p型金刚石层(50)上设置有第二源电极(81)和第二漏电极(82)，所述栅介质层(60)上还设置有第二栅电极(83)；所述第二源电极(81)和所述第二漏电极(82)位于所述栅介质层(60)的两侧。2.根据权利要求1所述的一种gan hemt器件与p型金刚石mosfet的集成器件，其特征在于，所述介质层(40)的材料为sin；所述栅介质层(60)的材料为al2o3；所述第二源电极(81)和所述第二漏电极(82)的材料为au；所述第二栅电极(83)的材料为al；所述第一源电极(71)和所述第一漏电极(72)均为ti、al、ni和au自下而上层叠的堆栈结构；所述第一栅电极(73)为由ni和au自下而上层叠的堆栈结构。3.一种gan hemt器件与p型金刚石mosfet的集成器件制备方法，其特征在于，包括：步骤一、在由下至上由金刚石衬底层(10)、gan缓冲层(20)和algan势垒层(30)构成的外延产品的所述algan势垒层(30)上生长介质层(40)；步骤二、自上而下对所述介质层(40)、所述algan势垒层(30)、所述gan缓冲层(20)的一侧刻蚀至所述金刚石衬底(10)；步骤三、在所述介质层(40)制备hemt器件的第一源电极(71)和第一漏电极(72)；步骤四、在所述所述金刚石衬底层(10)表面制备一层p型金刚石层(50)；步骤五、在所述金刚石衬底层(10)上的p型金刚石层(50)上制作mosfet器件的第二源电极(81)和第二漏电极(82)；步骤六、在所述p型金刚石层(50)上的第二源电极(81)和第二漏电极(82)之间的区域制备栅介质层(60)；步骤七、在所述介质层(40)上制备hemt器件的第一栅电极(73)；步骤八、在所述栅介质层(60)上制备mosfet器件的第二栅电极(83)，制备得到如权利要求1或2所述的集成器件。4.根据权利要求3所述的一种gan hemt器件与p型金刚石mosfet的集成器件制备方法，其特征在于，所述步骤三的具体步骤包括：将步骤二制备的产品放在热板上烘烤；在介质层(40)上进行剥离胶的涂胶和甩胶，并放在热板上烘烤；在剥离胶上进行光刻胶的涂胶和甩胶，并放在热板上烘烤；
将完成涂胶和甩胶的产品放入光刻机中对介质层(40)上的源电极区域和漏电极区域内的光刻胶进行曝光；将完成曝光的产品放入显影液中，移除源电极区域和漏电极区域内的光刻胶和剥离胶，对其进行超纯水冲洗和氮气吹干；将有源电极和漏电极光刻图形的产品放入等离子去胶机中进行底膜处理；将有源电极和漏电极光刻图形的产品放入刻蚀机中进行图形区域sin的刻蚀；将产品放入电子束蒸发台中，在产品表面上蒸发欧姆金属，该欧姆金属是自下而上依次由ti、al、ni和au四层金属组成的金属堆栈结构，形成所述第一源电极(71)和所述第一漏电极(72)；对完成欧姆金属蒸发的产品进行剥离，以移除源电极区域和漏电极区域外的欧姆金属、光刻胶和剥离胶；最后，用超纯水冲洗产品并用氮气吹干；将完成欧姆金属蒸发和剥离的产品放入快速热退火炉中进行退火处理，以使第一源电极区域(71)和第一漏电极区域(72)内的欧姆金属下沉至gan缓冲层(20)，从而形成欧姆金属与异质结沟道之间的欧姆接触。5.根据权利要求3所述的一种gan hemt器件与p型金刚石mosfet的集成器件制备方法，其特征在于，步骤四的具体步骤包括：使用0.3％的ch4提供c源，并用h2稀释，向气相中添加b(ch3)3，同时用h2稀释b(ch3)3，使得b:c＝1000ppm，在所述步骤三制备的产品表面生长一层p型金刚石层(50)；其中，气压为25torr，气体总流量为400sccm，微波功率750w，基底温度750-800℃，沉积速率0.13-0.2μm/h。放在热板上烘烤5min；在所生长的p型金刚石层上进行光刻胶的涂胶和甩胶，并将产品放在热板上烘烤；将完成涂胶和甩胶的产品放入光刻机中，对第一源电极(71)、第一漏电极(72)和介质层(40)上p型金刚石层区域的光刻胶进行曝光；将完成曝光的产品放入显影液中，以移除第一源电极(71)、第一漏电极(72)和介质层(40)上p型金刚石层区域的光刻胶，对其进行超纯水冲洗和氮气吹干；利用icp刻蚀工艺移除第一源电极(71)、第一漏电极(72)和介质层(40)上p型金刚石层区域的p型金刚石层区域。6.根据权利要求3所述的一种gan hemt器件与p型金刚石mosfet的集成器件制备方法，其特征在于，所述步骤五的具体步骤包括：将步骤四制备的产品放在热板上烘烤；进行剥离胶的涂胶和甩胶，并放在热板上烘烤；在剥离胶上进行光刻胶的涂胶和甩胶，并放在热板上烘烤；将完成涂胶和甩胶的产品放入光刻机中对所述金刚石衬底层(10)上的p型金刚石层(50)表面源电极区域和漏电极区域内的光刻胶进行曝光；将完成曝光的产品放入显影液中移除p型金刚石层(50)表面的源电极区域和漏电极区域内的光刻胶和剥离胶，并对其进行超纯水冲洗和氮气吹干；将有源电极区域和漏电极区域光刻图形的产品放入等离子体去胶机中进行底膜处理；
将产品放入电子束蒸发台中，在产品表面上蒸发au金属；对完成金属蒸发的样品进行剥离，以移除p型金刚石层(50)表面源电极区域和漏电极区域外的金属、光刻胶和剥离胶，得到所述第二源电极(81)和所述第二漏电极(82)；最后，用超纯水冲洗产品并用氮气吹干。7.根据权利要求3所述的一种gan hemt器件与p型金刚石mosfet的集成器件制备方法，其特征在于，所述步骤六的具体步骤，包括：使用ald工艺，使用h2o作为氧化剂，三甲基铝作为铝源，在生长的过程中以脉冲的方式交替通入h2o和三甲基铝，生长一层栅介质层(60)；放在热板上烘烤5min；在栅介质层(60)上进行光刻胶的涂胶和甩胶，并将产品放在热板上烘烤；将完成涂胶和甩胶的产品放入光刻机中对mosfet有源区之外区域内的光刻胶进行曝光；将完成曝光的产品放入显影液中移除mosfet有源区之外区域的光刻胶，对其进行超纯水冲洗和氮气吹干；利用icp刻蚀工艺移除mosfet有源区之外区域的栅介质层(60)。8.根据权利要求3所述的一种gan hemt器件与p型金刚石mosfet的集成器件制备方法，其特征在于，所述步骤七的具体步骤包括：将步骤六制备的产品放在热板上烘烤；进行光刻胶的涂胶和甩胶，并放在热板上烘烤；将产品放入光刻机中对所述第一源电极(71)和所述第一漏电极(72)之间的栅槽区域内的光刻胶进行曝光；将完成曝光后的产品放入显影液中以移除栅槽区域内的光刻胶，并对其进行超纯水冲洗和氮气吹干；利用icp刻蚀工艺移除栅槽区域内的介质层(40)。将产品放入电子束蒸发台中，在产品表面上蒸发栅金属，该栅金属是自下而上依次由ni和au两层金属组成的金属堆栈结构，形成第一栅电极；对完成栅金属蒸发的产品进行剥离，以移除栅电极区域外的栅金属、光刻胶和剥离胶；用超纯水冲洗产品并用氮气吹干。9.根据权利要求3所述的一种gan hemt器件与p型金刚石mosfet的集成器件制备方法，其特征在于，所述步骤八的具体步骤包括：将步骤七制备的产品放在热板上烘烤；在栅介质层(60)上进行剥离胶的涂胶和甩胶，并放在热板上烘烤；在剥离胶上进行光刻胶的涂胶和甩胶，并放在热板上烘烤；将完成涂胶和甩胶的产品放入光刻机中对栅电极区域内的光刻胶进行曝光；将完成曝光的产品放入显影液中，移除栅电极区域内的光刻胶和剥离胶，对其进行超纯水冲洗和氮气吹干；将有栅电极光刻图形的产品放入等离子去胶机中进行底膜处理；放入电子束蒸发台中，在产品表面上上蒸发栅金属；对完成栅金属蒸发的产品进行剥离，以移除栅电极区域外的金属、光刻胶和剥离胶，得
到第二栅电极(83)；最后，对其进行超纯水冲洗和氮气吹干，制备得到如权利要求1或2所述的集成器件。
技术总结
本发明公开了一种GaN HEMT器件与p型金刚石MOSFET的集成器件及其制备方法，包括：金刚石衬底层、GaN缓冲层、AlGaN势垒层、介质层、p型金刚石层和栅介质层；AlGaN势垒层上设置有第一源电极和第一漏电极以及第一栅电极；栅介质层位于p型金刚石层上；p型金刚石层上设置有第二源电极和第二漏电极，栅介质层上还设置有第二栅电极。本发明通过金刚石衬底上集成了GaN HEMT器件，并在金刚石衬底上生长p型金刚石层，制作了基于p型金刚石的MOSFET器件，从而实现了两种器件结构的异质集成。实现了器件结温的有效降低，减小了集成器件的体积，提高了器件的集成度的同时进一步提高了GaN HEMTs在微波大功率场景下的散热能力。大功率场景下的散热能力。大功率场景下的散热能力。
技术研发人员：马晓华 武玫 李仕明 杨凌 张濛 侯斌 郝跃
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2022.01.25
技术公布日：2022/5/17