[發明專利]一種高壓氮化鎵功率器件結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201911187139.0
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110890423A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 吳勇;陳興;王東;汪瓊;陸俊;何滇;嚴偉偉;曾文秀;張進成
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學蕪湖研究院
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/51;H01L21/335
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產權代理有限公司 34138
• 代理人: 房文亮

1.一種高壓氮化鎵功率器件結構，其特征在于，包括襯底層(101)、低溫氮化鋁/氮化鎵成核層(102)、氮化鎵緩沖層(103)、氮化鎵溝道層(104)、鋁鎵氮勢壘層(105)、分居兩端的漏電極(106)和源電極(107)以及兩者中間的柵電極(108)，上述各層從下至上依次排布，柵電極(108)與鋁鎵氮勢壘層(105)之間還設有介質層(110)以形成具有整流特性的金屬-介質層-半導體結構，介質層(110)的材質為高介電常數Ta₂O₅與SiO₂復合薄膜材料，采用等離子體化學氣相沉積方法制備而成，厚度為100-500nm，其中，所述Ta₂O₅薄膜厚度為50-150nm，SiO₂薄膜厚度為50-100nm，在氮化鎵溝道層(104)與鋁鎵氮勢壘層(105)之間形成有二維電子氣溝道(109)。

2.根據權利要求1所述的一種高壓氮化鎵功率器件結構，其特征在于，所述襯底層(101)尺寸大小為2-8inch，材質為硅、碳化硅、氮化鎵和金剛石中的任意一種。

3.根據權利要求1所述的一種高壓氮化鎵功率器件結構，其特征在于，所述低溫氮化鋁/氮化鎵成核層(102)的生長溫度350-900℃，薄膜厚度10-50nm。

4.根據權利要求1所述的一種高壓氮化鎵功率器件結構，其特征在于，所述氮化鎵緩沖層(103)采用金屬有機氣相外延沉積非故意摻雜生長形成的半絕緣高質量的氮化鎵薄膜層，薄膜厚度范圍為1um-5um。

5.根據權利要求1所述的一種高壓氮化鎵功率器件結構，其特征在于，所述氮化鎵溝道層(104)采用金屬有機氣相外延沉積非故意摻雜生長形成的半絕緣高質量的氮化鎵溝道薄膜層，薄膜厚度范圍為20-200nm。

6.根據權利要求1所述的一種高壓氮化鎵功率器件結構，其特征在于，所述鋁鎵氮勢壘層(105)的結構式為Al_xGa_1-xN，其中0<x<1，厚度為10-35nm。

7.根據權利要求1所述的一種高壓氮化鎵功率器件結構，其特征在于，頂端兩側的漏電極(106)和源電極(107)均采用鈦/鋁/鎳/金多層合金，經高溫退火后形成歐姆接觸。