1.一种金属极性与氮极性结合的gan基cmos器件,其特征在于:该cmos器件由金属极性pmos器件与氮极性nmos器件组成,金属极性pmos器件从下至上依次由衬底(1)、金属极性aln准备层(2)、金属极性aln缓冲层(4)、金属极性高阻gan层(6)、金属极性algan势垒层(8)、金属极性gan沟道层(10)、金属极性极化诱导层(12)和钝化层(14)组成;将钝化层(14)和金属极性极化诱导层(12)沿中间区域进行刻蚀,露出金属极性gan沟道层(10),形成pmos栅电极凹槽;在刻蚀后的钝化层(14)表面和露出的金属极性gan沟道层(10)表面制备绝缘层(15);将绝缘层(15)和钝化层(14)再沿左右两端区域进行刻蚀,露出金属极性极化诱导层(12),形成pmos源电极凹槽和pmos漏电极凹槽;在pmos源电极凹槽和pmos漏电极凹槽中分别制备pmos源电极(16)和pmos漏电极(17),在pmos栅电极凹槽中制备pmos栅电极(20);氮极性nmos器件结构从下至上依次由衬底(1)、氮极性aln缓冲层(5)、氮极性高阻gan层(7)、氮极性algan势垒层(9)、氮极性gan沟道层(11)、氮极性极化诱导层(13)和钝化层(14)组成;将钝化层(14)和氮极性极化诱导层(13)沿中间区域进行刻蚀,露出氮极性gan沟道层(11),形成nmos栅电极凹槽;在刻蚀后的钝化层(14)表面和露出的氮极性gan沟道层(11)表面制备绝缘层(15);将绝缘层(15)和钝化层(14)再沿左右两端区域进行刻蚀,露出氮极性极化诱导层(13),形成nmos源电极凹槽和nmos漏电极凹槽;在nmos源电极凹槽和nmos漏电极凹槽中分别制备nmos源电极(18)和nmos漏电极(19),在nmos栅电极凹槽中制备nmos栅电极(21);金属极性pmos器件与氮极性nmos器件共用同一衬底(1),其结构间由隔离层(3)分隔开。
2.一种金属极性与氮极性结合的gan基cmos器件,其特征在于:该cmos器件由金属极性nmos器件与氮极性pmos器件组成,金属极性nmos器件从下至上依次由衬底(1)、金属极性aln准备层(2)、金属极性aln缓冲层(4)、金属极性高阻gan层(6)、金属极性gan沟道层(10)、金属极性algan势垒层(8)、金属极性极化诱导层(12)和钝化层(14)组成;将钝化层(14)和金属极性极化诱导层(12)沿中间区域进行刻蚀,露出金属极性algan势垒层(8),形成nmos栅电极凹槽;在刻蚀后的钝化层(14)和露出的金属极性algan势垒层(8)表面制备绝缘层(15);将绝缘层(15)和钝化层(14)沿左右两端区域进行刻蚀,露出金属极性极化诱导层(12)形成nmos源电极凹槽和nmos漏电极凹槽;在nmos源电极凹槽和nmos漏电极凹槽中制备nmos源电极(18)和nmos漏电极(19),在nmos栅电极凹槽中制备nmos栅电极(21);氮极性pmos器件结构从下至上依次由衬底(1)、氮极性aln缓冲层(5)、氮极性高阻gan层(7)、氮极性gan沟道层(11)、氮极性algan势垒层(9)、氮极性极化诱导层(13)和钝化层(14)组成;将钝化层(14)和氮极性极化诱导层(13)沿中间区域进行刻蚀,露出氮极性algan势垒层(9),形成pmos栅电极凹槽;在刻蚀后的钝化层(14)和露出的氮极性algan势垒层(9)表面制备绝缘层(15);将绝缘层(15)和钝化层(14)沿左右两端区域进行刻蚀,露出氮极性极化诱导层(13)形成pmos源电极凹槽和pmos漏电极凹槽;在ppmos源电极凹槽和pmos漏电极凹槽中制备pmos源电极(16)和pmos漏电极(17),在pmos栅电极凹槽中制备pmos栅电极(20);金属极性nmos器件与氮极性pmos器件共用同一衬底(1),其结构间由隔离层(3)分隔开。
3.如权利要求1或2所述的一种金属极性与氮极性结合的gan基cmos器件,其特征在于:衬底(1)是蓝宝石衬底、碳面sic衬底或si衬底;在经过预溅射aln缓冲层及高温退火的蓝宝石、碳面sic衬底或si衬底上获得金属极性pmos或nmos结构;在经过高温、高v/iii比条件氨气氮化处理的蓝宝石、碳面sic衬底或si衬底上获得氮极性pmos或nmos结构。
4.如权利要求1或2所述的一种金属极性与氮极性结合的gan基cmos器件,其特征在于:金属极性aln准备层(2)的厚度为10~200nm,金属极性aln缓冲层(4)的厚度为100~200nm;氮极性aln缓冲层(5)的厚度为100~200nm;金属极性高阻gan层(6)和氮极性高阻gan层(7)采用fe补偿型受主元素掺杂以形成高阻特性,方块电阻为105~109ω/□,厚度为1~2μm;金属极性algan势垒层(8)和氮极性algan势垒层(9)的al组分为15%~40%,厚度为15~30nm;金属极性gan沟道层(10)和氮极性gan沟道层(11)的厚度为20~30nm。
5.如权利要求1或2所述的一种金属极性与氮极性结合的gan基cmos器件,其特征在于:由金属极性pmos和氮极性nmos组成的cmos器件中,金属极性pmos的金属极性极化诱导层(12)的组分渐变inxga1-xn的in组分x沿外延生长方向从x1渐变至x2,满足0≤x1<x2≤1,厚度为50~150nm;氮极性nmos的氮极性极化诱导层(13)的组分渐变inxga1-xn的in组分x沿外延生长方向从x1渐变至x2,满足0≤x1<x2≤1,厚度为50~150nm;由金属极性nmos和氮极性pmos组成的cmos器件中,金属极性nmos的金属极性极化诱导层(12)的组分渐变inxga1-xn的in组分x沿外延生长方向从x1渐变至x2,满足1≥x1>x2≥0,厚度为50~150nm;氮极性pmos氮极性极化诱导层(13)的组分渐变inxga1-xn的in组分x沿外延生长方向从x1渐变至x2,满1≥x1>x2≥0,厚度为50~150nm。
6.权利要求1所述的一种金属极性与氮极性结合的gan基cmos器件的制备方法,其步骤如下:
7.权利要求2所述的一种金属极性与氮极性结合的gan基cmos器件的制备方法,其步骤如下: