[發(fā)明專利]一種增強型GaN基HEMT器件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711404647.0
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108231880B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉洪剛;常虎東;孫兵;袁志鵬;肖冬萍
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州聞頌智能科技有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335;H01L29/06
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi)

1.一種增強型GaN基HEMT器件，其特征在于：包括從下往上依次層疊的：

襯底層、由氮化鎵和氮化鋁構(gòu)成的緩沖層、氮化鎵溝道層、第一勢壘層、P型帽層、氮化硅鈍化層；

所述增強型GaN基HEMT器件還包括：

設(shè)于所述P型帽層和所述第一勢壘層中的N型擴散層；

設(shè)于所述第一勢壘層上表面的源電極和漏電極；

設(shè)于所述P型帽層上表面的柵電極，所述柵電極位于所述源電極和所述漏電極之間；

所述氮化硅鈍化層位于所述柵電極和所述源電極之間，以及所述柵電極和所述漏電極之間；

所述N型擴散層位于所述柵電極和所述漏電極之間，以及所述柵電極和所述源電極之間；

所述N型擴散層的上表面與所述P型帽層的上表面齊平，所述N型擴散層沿豎直方向穿透所述P型帽層且其下表面位于所述第一勢壘層中，所述第一勢壘層的厚度為3-40nm，所述N型擴散層深入所述第一勢壘層的距離大于0且小于等于30nm；

所述柵電極和所述漏電極之間兩兩間隔的設(shè)有多個所述N型擴散層，所述柵電極和所述漏電極之間的距離為2-50000nm，所述N型擴散層的寬度為200nm-20000nm；

所述第一勢壘層的材料為AlGaN材料、AlInN材料、AlScN材料、AlN材料、AlInGaN材料、AlInScN材料、AlGaScN材料中的一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型GaN基HEMT器件，其特征在于：所述N型擴散層兩兩之間的間隔為200nm-20000nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型GaN基HEMT器件，其特征在于：所述柵電極和所述漏電極之間所述N型擴散層的個數(shù)大于1且小于等于25。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型GaN基HEMT器件，其特征在于：所述襯底層的材料為N型摻雜硅材料、氮化鎵材料、藍寶石材料中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強型GaN基HEMT器件，其特征在于：所述P型帽層為P型GaN層、P型InAlN層、P型AlGaN層、P型InAlGaN層中的一種。

6.一種增強型GaN基HEMT器件的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）準備襯底層；

（2）在所述襯底層上生長由氮化鎵和氮化鋁構(gòu)成的緩沖層；

（3）在所述緩沖層上生長氮化鎵溝道層；

（4）在所述氮化鎵溝道層上生長厚度為10-100納米的第一勢壘層；

（5）在所述第一勢壘層上生長厚度為40-200納米的P型帽層；

（6）在所述P型帽層上沉積厚度為30-50納米的氮化硅鈍化層；

（7）在所述P型帽層和所述第一勢壘層上利用光刻膠為掩膜，采用離子注入工藝，通過退火激活工藝，在柵源之間的區(qū)域和柵漏之間的區(qū)域制作N型擴散層；所述N型擴散層在所述P型帽層和所述第一勢壘層中；

（8）通過掩膜刻孔工藝刻蝕掉部分所述氮化硅鈍化層和部分所述P型帽層，在所述第一勢壘層上形成源電極和漏電極；

（9）通過掩膜刻孔工藝刻蝕掉部分所述氮化硅鈍化層，在所述P型帽層上形成柵電極；

所述第一勢壘層的材料為AlGaN材料、AlInN材料、AlScN材料、AlN材料、AlInGaN材料、AlInScN材料、AlGaScN材料中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種增強型GaN基HEMT器件的制備方法，其特征在于：在步驟（5）中，所述P型帽層的摻雜濃度為1*10¹⁸-5*10¹⁹cm^-3，摻雜雜質(zhì)為C、Mg中的一種或兩種。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種增強型GaN基HEMT器件的制備方法，其特征在于：在步驟（7）中，注入的離子為Si離子，能量為20-100KeV；劑量為2*10¹⁵-1*10¹⁶cm^-2。