[發明專利]一種極化摻雜增強型HEMT器件

有效

• 申請號: 201710222890.4
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN107093628B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 羅小蓉;彭富;楊超;魏杰;鄧思宇;歐陽東法;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/06;H01L29/205;H01L29/423
• 代理公司: 51232 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 葛啟函<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種極化摻雜增強型HEMT器件，包括從下至上依次疊層設置的襯底(1)、緩沖層(2)、勢壘層(3)和帽層(4)；其特征在于：所述勢壘層(3)由相互接觸的第一勢壘層(31)和第二勢壘層(32)，所述第二勢壘層(32)位于第一勢壘層(31)上表面；所述第一勢壘層(31)中Al組份的百分比含量自其下表面到上表面由0線性或非線性遞的遞增至x；所述第二勢壘層(32)中Al組份的百分比含量自其下表面到上表面由x線性或非線性遞的遞減至0,其中0＜x≤1，勢壘層內部由于極化差分別誘導產生三維電子氣和三維空穴氣，三維空穴氣夾斷源極與三維電子氣之間的縱向導電溝道，從而實現增強型；三維電子氣和三維空穴氣形成極化超結；所述第一勢壘層(31)上表面設置有歐姆接觸的金屬漏電極(5)；所述第二勢壘層(32)、帽層(4)與金屬漏電極(5)之間具有空穴阻斷區(9)；所述帽層(4)上表面設置有金屬源電極(6)，在所述金屬源電極(6)遠離金屬漏電極(5)一側形成凹槽絕緣柵結構，所述凹槽絕緣柵結構由位于凹槽壁的絕緣柵介質(7)及位于絕緣柵介質(7)內部的金屬柵電極(8)構成，且絕緣柵介質(7)與緩沖層(2)、勢壘層(3)、帽層(4)和金屬源電極(6)相接觸。

2.根據權利要求1中所述的一種極化摻雜增強型HEMT器件，其特征在于，所述空穴阻斷區(9)為采用刻槽方式去除部分第二勢壘層(32)及帽層(4)實現。

3.根據權利要求1中所述的一種極化摻雜增強型HEMT器件，其特征在于，所述空穴阻斷區(9)采用離子注入實現，且所述帽層(4)中位于源極和漏極之間與空穴阻斷區(9)接觸的部分區域采用P型摻雜。

4.根據權利要求1-3任意一項所述的一種極化摻雜增強型HEMT器件，其特征在于，所述帽層(4)及第二勢壘層(32)中位于源電極下方的區域采用N型摻雜。

5.根據權利要求4所述的一種極化摻雜增強型HEMT器件，其特征在于，所述帽層(4)上表面具有介質鈍化層(10)。

6.根據權利要求5所述的一種極化摻雜增強型HEMT器件，其特征在于，所述勢壘層(3)采用的材料為Al_xGa_1-xN，其中0≤x≤1。

7.根據權利要求6所述的一種極化摻雜增強型HEMT器件，其特征在于，所述絕緣柵介質(7)采用的材料為Al₂O₃、HfO₂和SiO₂中的一種或幾種的組合。

8.根據權利要求7所述的一種極化摻雜增強型HEMT器件，其特征在于，所述緩沖層(2)及帽層(4)采用的材料為GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InAlN中的一種或幾種的組合。

9.根據權利要求8所述的一種極化摻雜增強型HEMT器件，其特征在于，所述襯底(1)采用的材料為藍寶石、Si、SiC、AlN、GaN、AlGaN中的一種或幾種的組合。