[發明專利]一種高耐壓高導通性能P型柵極常關型HEMT器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201810609679.2
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108807509A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 劉揚;陳佳;李柳暗
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01L29/20
• 分類號: H01L29/20;H01L29/43;H01L21/336;H01L29/778
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳偉斌

1.一種高耐壓高導通性能P型柵極常關型HEMT器件，其特征在于，由下往上依次包括襯底（1），應力緩沖層（2），GaN外延層（3），AlGaN外延層（4），兩端形成源極（5）和漏極（6），低溫合成柵極區域P型氧化物材料層（7）、與漏極相連的P型氧化物材料層（7）以及柵漏之間的場限環（7）。

2.根據權利要求1所述的一種高耐壓高導通性能P型柵極常關型HEMT器件，其特征在于：在柵極區域、漏極區域及柵漏電極間沉積可低溫合成、無刻蝕損傷的P型氧化物材料。

3.根據權利要求1所述的一種高耐壓高導通性能P型柵極常關型HEMT器件，其特征在于：所述的襯底（1）為Si、Sapphire和SiC。

4.根據權利要求1所述的一種高耐壓高導通性能P型柵極常關型HEMT器件，其特征在于：所述的應力緩沖層（2）為AlGaN、GaN的任一種或組合；應力緩沖層厚度為100 nm到4 μm。

5.根據權利要求1所述的一種高耐壓高導通性能P型柵極常關型HEMT器件，其特征在于：所述的一次生長GaN外延層（3）為非故意摻雜的GaN外延層或摻雜高阻GaN外延層， GaN外延層厚度為100 nm到3μm。

6.根據權利要求1所述的一種高耐壓高導通性能P型柵極常關型HEMT器件，其特征在于：所述的外延層（4）為高質量的AlGaN層，其厚度為5-20nm，鋁組分濃度可變化。

7.根據權利要求1所述的一種高耐壓高導通性能P型柵極常關型HEMT器件，其特征在于：所述的P型氧化物材料層（7）為P型NiO材料或是其他可作為柵極材料的P型氧化物材料，厚度為80-120 nm，P型材料摻雜濃度可變化。

8.根據權利要求1所述的一種高耐壓高導通性能P型柵極常關型HEMT器件，其特征在于：所述的源極和漏極材料是需要能夠實現歐姆接觸的金屬或者合金，如Ti/Al/Ni/Au合金、Ti/Al/Mo/Au合金或Ti/Al/Ti/TiN合金。

9.權利要求1所述的一種高耐壓高導通性能P型柵極常關型HEMT器件的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、在Si襯底（1）上生長一層應力緩沖層（2）；

S2、在應力緩沖層上生長一層GaN外延層（3）；

S3、在GaN外延層上生長一層AlGaN外延層（4）；

S4、干法刻蝕實現器件隔離；

S5、在源極（5）和漏極（6）區域進行歐姆接觸金屬的蒸鍍；

S6、通過剝離工藝，形成源極和漏極電極的圖形；

S7、低溫合成柵極區域（7）、漏極區域（7）及柵漏電極間（7）無刻蝕損傷的P型氧化物材料；

S8、通過剝離工藝，形成柵極、柵漏電極間的場限環以及與漏極相連的P型材料的圖形。

10.根據權利要求9所述的一種高耐壓高導通性能P型柵極常關型HEMT器件的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中的應力緩沖層（2）、步驟S2中的GaN外延層（3）以及步驟S3中的AlGaN外延層（4）的生長方法為金屬有機化學氣相沉積法、分子束外延法等高質量成膜方法；所述步驟S7中的頂層P型氧化物材料層的生長方法為磁控濺射法、氧化法等高質量成膜方法。