[實用新型]一種AlGaN/GaN HEMT壓力傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520205686.8
• 申請日: 2015-04-07
• 公開（公告）號: CN204607576U
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王凱;程知群;董志華;劉國華;周濤;柯華杰
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種AlGaN/GaN?HEMT壓力傳感器。

背景技術(shù)

傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，其中壓力傳感器是應(yīng)用最為廣泛的一類。隨著對寬禁帶半導(dǎo)體的研究深入，發(fā)現(xiàn)寬禁帶半導(dǎo)體GaN（禁帶寬度3.4eV）傳感器可以不用冷卻在高溫下探測化學(xué)、氣體、生物、輻射以及發(fā)送信號給中央控制器。AlGaN/GaN?HEMT已經(jīng)被證明具有高頻、耐高壓、耐高溫和抗輻射特性，是高功率及電力電子器件最具潛力的器件，也是可以工作在惡劣條件下最具潛力的壓力傳感器。目前AlGaN/GaN?HEMT中最先進(jìn)的生長技術(shù)是MOCVE和MBE，藍(lán)寶石，碳化硅和硅襯底作為外延生長的襯底，但是卻無法在多晶體或非晶襯底上。目前碳化硅散熱性好，大多作為AlGaN/GaN?HEMT功率器件的襯底，但價格太高，且晶體質(zhì)量難以達(dá)到Al₂O₃和Si那么好，機(jī)械加工性能比較差；硅價格最低廉，而且校對容易腐蝕，但硅襯底與GaN外延層之間巨大的晶格失配和熱失配，這使Si襯底上的GaN材料產(chǎn)生大量的位錯及裂紋，成為Si襯底上生長GaN材料的障礙；藍(lán)寶石襯底上生長AlGaN/GaN?HEMT結(jié)構(gòu)質(zhì)量較好，大多采用，但其硬度非常高，在自然材料中其硬度僅次于金剛石，不容易對其進(jìn)行刻蝕，因此在刻蝕過程中需要較好的設(shè)備，這將會增加生產(chǎn)成本。綜上所述，由于AlGaN/GaN?HEMT壓力傳感器需要對襯底腐蝕而留出敏感膜，一般采用硅襯底，而以犧牲外延材料質(zhì)量為代價。如果不需要腐蝕襯底就可以形成敏感膜，就可以采用藍(lán)寶石襯底，不僅外延材料質(zhì)量得到保證，而且由于不需要通過腐蝕襯底形成敏感膜，敏感膜的厚度也能夠精確的保證。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種AlGaN/GaN?HEMT壓力傳感器。

一種AlGaN/GaN?HEMT壓力傳感器；包括襯底、h-BN移除層、AlN緩沖層、?GaN溝道層、隔離層AlN、非摻雜Al_0.3Ga_0.7N勢壘層和帽層GaN；

h-BN移除層下方粘貼有開有孔洞的金屬銅襯底，h-BN移除層上生長AlN緩沖層；接著在AlN緩沖層上面外延生長GaN溝道層；之后在溝道層GaN上外延生長隔離層AlN，接著在隔離層AlN上外延生長非摻雜Al_0.3Ga_0.7N勢壘層和帽層GaN；帽層上設(shè)有AlGaN/GaN?HEMT的柵極、源極和漏極；

所述的h-BN移除層厚度為3nm；

所述的AlN緩沖層厚度為100nm；

所述的GaN溝道層厚度為1.9μm；

所述的AlN隔離層厚度為1nm；

所述的Al_0.3Ga_0.7N勢壘層厚度為20nm；

所述的GaN帽層厚度為2nm；

所述的柵極金屬為Ni或者Au，源極和漏極金屬為鈦、鋁、鎳、金中的一種，所述的源極為一個圓形結(jié)構(gòu)，直徑50μm；柵極與源極為同心的開口圓環(huán)，內(nèi)徑和外徑分別為150和200μm；漏極與源極為同心的開口圓環(huán)，內(nèi)徑和外徑分別為250和300μm。

有益效果：本實用新型通過h-BN移除層可以轉(zhuǎn)移器件的襯底，避免腐蝕工藝，使得器件可以生長在除外延材料質(zhì)量硬度高的藍(lán)寶石襯底上。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為銅襯底的AlGaN/GaN?HEMT器件的源極、漏極、柵極俯視圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種AlGaN/GaN?HEMT壓力傳感器；包括襯底、h-BN移除層、AlN緩沖層、?GaN溝道層、隔離層AlN、非摻雜Al_0.3Ga_0.7N勢壘層和帽層GaN；

h-BN移除層下方粘貼有開有孔洞的金屬銅襯底，h-BN移除層上生長AlN緩沖層；接著在AlN緩沖層上面外延生長GaN溝道層；之后在溝道層GaN上外延生長隔離層AlN，接著在隔離層AlN上外延生長非摻雜Al_0.3Ga_0.7N勢壘層和帽層GaN；帽層上設(shè)有AlGaN/GaN?HEMT的柵極、源極和漏極；

所述的h-BN移除層厚度為3nm；

所述的AlN緩沖層厚度為100nm；

所述的GaN溝道層厚度為1.9μm；

所述的AlN隔離層厚度為1nm；