[發(fā)明專利]基于氧化鎵與氮化鎵的集成式器件及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010492327.0
• 申請(qǐng)日: 2020-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN113823707A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉東;馬永健;何濤;張寶順
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所;廣東中科半導(dǎo)體微納制造技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H01L31/101
• 分類號(hào): H01L31/101;H01L31/0216;H01L31/18;H01L31/12
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種基于氧化鎵與氮化鎵的集成式器件，其特征在于包括依次疊設(shè)在溝道層上的勢(shì)壘層和日盲紫外功能層；所述勢(shì)壘層表面的局部區(qū)域從日盲紫外功能層中暴露出；所述勢(shì)壘層表面的局部區(qū)域上設(shè)置有第一電極、第二電極和第三電極，以配合形成功率電子器件單元；所述日盲紫外功能層上設(shè)置有第四電極和第五電極，以配合形成日盲紫外光電子器件單元。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氧化鎵與氮化鎵的集成式器件，其特征在于：所述溝道層的材質(zhì)包括GaN；和/或，所述溝道層的厚度為1nm-1μm；和/或，所述勢(shì)壘層的材質(zhì)包括AlGaN，優(yōu)選的，所述勢(shì)壘層中Al組分的濃度為10-50％；和/或，所述勢(shì)壘層的厚度為1-100nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氧化鎵與氮化鎵的集成式器件，其特征在于：所述溝道層和勢(shì)壘層之間還設(shè)置有空間層；優(yōu)選的，所述空間層的材質(zhì)包括AlN，優(yōu)選的，所述空間層的厚度為1-100nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氧化鎵與氮化鎵的集成式器件，其特征在于：所述日盲紫外功能層包括第一氧化鎵薄膜和第二氧化鎵薄膜，所述第二氧化鎵薄膜疊層設(shè)置在第一氧化鎵薄膜上，所述第一氧化鎵薄膜表面的局部區(qū)域從所述第二氧化鎵薄膜中暴露出，所述第一氧化鎵薄膜表面的局部區(qū)域上設(shè)置有所述第四電極，所述第五電極設(shè)置在所述第二氧化鎵薄膜上，

或者，所述日盲紫外功能層包括第一氧化鎵薄膜或第二氧化鎵薄膜，所述第四電極和第五電極均設(shè)置在所述第一氧化鎵薄膜或第二氧化鎵薄膜上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于氧化鎵與氮化鎵的集成式器件，其特征在于：所述第一氧化鎵薄膜的材質(zhì)包括N-Ga₂O₃，所述第二氧化鎵薄膜的材質(zhì)包括P-Ga₂O₃；優(yōu)選的，所述第一氧化鎵薄膜的電子濃度為1×10¹⁶-10²¹，所述第二氧化鎵薄膜的空穴濃度為1×10¹⁶-10²¹；優(yōu)選的，所述第一氧化鎵薄膜的厚度為1nm-1mm，所述第二氧化鎵薄膜的厚度為1nm-lmm；和/或，所述日盲紫外功能層與勢(shì)壘層之間還設(shè)置有第一緩沖層，優(yōu)選的，所述第一緩沖層的材質(zhì)包括GaNO；優(yōu)選的，所述第一緩沖層的厚度為0-2μm；優(yōu)選的，所述第一緩沖層中N組分的濃度為0-100％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于氧化鎵與氮化鎵的集成式器件，其特征在于：所述溝道層設(shè)置在第二緩沖層上，所述第二緩沖層設(shè)置在襯底上；優(yōu)選的，所述第二緩沖層的材質(zhì)包括AlGaN或AlN/GaN超晶格；優(yōu)選的，所述第二緩沖層的厚度為1μm-1mm；優(yōu)選的，所述襯底的材質(zhì)包括Si、SiC、GaN、藍(lán)寶石中的任意一種；優(yōu)選的，所述襯底的厚度為10μm-10mm。

7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述基于氧化鎵與氮化鎵的集成式器件的制備方法，其特征在于包括：

在襯底上依次形成溝道層、勢(shì)壘層，所述勢(shì)壘層表面具有第一區(qū)域和不同于第一區(qū)域的第二區(qū)域；

在所述勢(shì)壘層表面的第二區(qū)域形成日盲紫外功能層，

在所述勢(shì)壘層表面的第一區(qū)域制作第一電極、第二電極和第三電極，以構(gòu)建功率電子器件單元，以及

在所述日盲紫外功能層上制作第四電極和第五電極，以構(gòu)建日盲紫外光電子器件單元。