[發(fā)明專利]混合柵p-GaN增強(qiáng)型氮化鎵基晶體管結(jié)構(gòu)及制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010198618.9
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111370472A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉亮;李巍;牛迪;王權(quán);肖紅領(lǐng);姜麗娟;馮春;王茜;劉宏新
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/778;H01L21/28;H01L21/335
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 吳夢圓

1.一種混合柵p-GaN增強(qiáng)型氮化鎵基晶體管結(jié)構(gòu)，其中，自下而上順次包括：襯底、成核層、高阻層、高遷移率層和勢壘層；還包括：

p型GaN帽層、源極和漏極，分別制作在所述勢壘層上面；

柵絕緣介質(zhì)層，制作在所述p型GaN帽層上面；

柵極，制作在所述柵絕緣介質(zhì)層和所述p型GaN帽層上面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合柵p-GaN增強(qiáng)型氮化鎵基晶體管結(jié)構(gòu)，其中，所述柵絕緣介質(zhì)層的厚度為1nm-500nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合柵p-GaN增強(qiáng)型氮化鎵基晶體管結(jié)構(gòu)，其中，所述柵絕緣介質(zhì)層的長度小于所述柵極的長度，所述柵極的長度為1nm-10000nm；所述柵絕緣介質(zhì)層設(shè)置在所述柵極和所述p型GaN帽層間的任一位置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合柵p-GaN增強(qiáng)型氮化鎵基晶體管結(jié)構(gòu)，其中，所述柵絕緣介質(zhì)層材料為SiN、SiO₂、Al₂O₃、HfO₂、ZrO₂、ZnO中一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合柵p-GaN增強(qiáng)型氮化鎵基晶體管結(jié)構(gòu)，其中，所述襯底材料為III-V族化合物半導(dǎo)體材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合柵p-GaN增強(qiáng)型氮化鎵基晶體管結(jié)構(gòu)，其中，所述p型GaN帽層是通過在勢壘層表面外延生長p型GaN層，然后刻蝕形成的。p型GaN帽層厚度為1nm-500nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合柵p-GaN增強(qiáng)型氮化鎵基晶體管結(jié)構(gòu)，其中，所述p型GaN帽層中的雜質(zhì)為鎂、鈣、碳中一種或多種，所述p型GaN帽層中的雜質(zhì)的摻雜濃度為10¹⁶cm^-3至10²⁰cm^-3。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合柵p-GaN增強(qiáng)型氮化鎵基晶體管結(jié)構(gòu)，其中，所述柵極與所述源極和/或所述漏極之間的接觸為歐姆接觸或肖特基接觸。

9.一種混合柵p-GaN增強(qiáng)型氮化鎵基晶體管結(jié)構(gòu)的制作方法，其中，包括：

自下而上順次生長襯底、成核層、高阻層、高遷移率層和勢壘層；

在勢壘層上生長p型GaN帽層；

采用刻蝕的方法，將待制備的柵極對應(yīng)的下方區(qū)域以外的p型GaN帽層刻蝕掉；

在勢壘層上制備歐姆接觸源極和歐姆接觸漏極；

在勢壘層和p型GaN帽層上生長一層?xùn)沤^緣介質(zhì)層；

采用刻蝕的方法，將部分柵極下方區(qū)域以外的柵絕緣介質(zhì)層刻蝕掉；

在柵絕緣介質(zhì)層和p型GaN帽層上制備柵極。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混合柵p-GaN增強(qiáng)型氮化鎵基晶體管結(jié)構(gòu)的制作方法，其中，所述自下而上順次生長襯底、成核層、高阻層、高遷移率層和勢壘層包括：

選擇一襯底；

在襯底上生長成核層；

在成核層上生長高阻層；

在高阻層上生長高遷移率層；

在高遷移率層上生長勢壘層。