[發(fā)明專利]基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810706771.0
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108962976A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉新宇;王成森;王鑫華;王澤衛(wèi);黃森;康玄武;魏珂;黃健
• 申請（專利權(quán)）人: 捷捷半導(dǎo)體有限公司;中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/417;H01L29/861;H01L29/872;H01L21/329;H01L21/28;B82Y40/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件，包括：

襯底；

形成于所述襯底上的薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)；

形成于所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)非陽極區(qū)域上的SiNx電荷恢復(fù)層；

形成于所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)陽極區(qū)域上的納米溝道陣列結(jié)構(gòu)；以及

形成于所述SiNx電荷恢復(fù)層通孔中的陰極金屬和形成于所述納米溝道陣列結(jié)構(gòu)上的陽極金屬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件，其中，所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括：形成于所述襯底上的GaN緩沖層以及形成于所述GaN緩沖層上的Al(In，Ga)N薄勢壘層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件，其中，在所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的所述Al(In，Ga)N薄勢壘層與所述GaN緩沖層之間產(chǎn)生二維電子氣2DEG。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件，其中，所述納米溝道占空比小于50％，納米溝道凹槽底部深度大于2DEG溝道深度，且兩者深度差在30nm以上，所述陽極金屬與所述2DEG溝道直接接觸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件，其中，所述納米溝道凹槽長邊延伸方向平行于所述薄勢壘GaN SBD器件的陽極與陰極的連線方向。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件，其中，采用LPCVD技術(shù)生長在Al(In，Ga)N薄勢壘層上方生長SiNx電荷恢復(fù)層，LPCVD-SiNx電荷恢復(fù)層的厚度＜20nm，應(yīng)力介于1GPa至5Gpa之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件，其中，所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)是采用MOCVD，MBE或HVPE方法再生長形成，所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)中勢壘層厚度介于3nm至6nm之間，Al組分不高于25％；所述陰極金屬為Ti/Al/Ni/Au歐姆接觸陰極金屬，所述陽極金屬為Ti/Au肖特基接觸陽極金屬。

8.一種基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件的制備方法，包括：

形成薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)；

在所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)上形成SiNx電荷恢復(fù)層；

去除所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)非陽極區(qū)域上的部分SiNx電荷恢復(fù)層，形成通孔；

在SiNx電荷恢復(fù)層的所述通孔中制備歐姆接觸類型的陰極金屬；

去除所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)陽極區(qū)域上的SiNx電荷恢復(fù)層；

在所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)陽極區(qū)域上形成納米溝道陣列結(jié)構(gòu)；以及

在所述陽極區(qū)域、納米溝道陣列結(jié)構(gòu)上制備肖特基接觸類型的陽極金屬。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件的制備方法，其中，所述納米溝道凹槽的長邊延伸方向平行于二極管陽極與陰極的連線方向，且納米溝道占空比小于50％，納米溝道凹槽底部深度大于2DEG溝道深度，且兩者深度差在30nm以上。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件的制備方法，其中，采用LPCVD技術(shù)生長在Al(In，Ga)N薄勢壘層上方生長SiNx電荷恢復(fù)層；LPCVD-SiNx電荷恢復(fù)層的厚度＜20nm，應(yīng)力介于1GPa至5Gpa之間。