[發(fā)明專利]基于源場板的單片異質(zhì)集成Cascode結(jié)構(gòu)場效應(yīng)晶體管及制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010747894.6
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111863807A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春福;張葦杭;武毅暢;張家祺;楊國放;陳大正;張進(jìn)成;郝躍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L29/778;H01L29/78;H01L29/40;H01L21/336
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.一種基于源場板的單片異質(zhì)集成Cascode結(jié)構(gòu)場效應(yīng)晶體管，其自下而上包括：襯底(1)、GaN緩沖層(2)、AlGaN勢壘層(3)和SiN隔離層(4)，SiN隔離層(4)的中間刻有深至GaN緩沖層(2)的隔離槽(17)；該隔離槽(17)一側(cè)的SiN隔離層(4)上設(shè)有Si有源層(5)，Si有源層(5)上的兩邊設(shè)第一源電極(10)和第一漏電極(13)，該源、漏電極之間設(shè)有柵介質(zhì)層(11)，柵介質(zhì)層(11)上設(shè)有第一柵電極(12)，形成Si金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管；所述隔離槽(17)另一側(cè)的AlGaN勢壘層(3)上橫向依次設(shè)有第二源電極(6)、第二柵電極(7)和第二漏電極(8)，該源漏電極之間的區(qū)域上方設(shè)有鈍化層(16),形成GaN高電子遷移率晶體管，其特征在于：第二源電極(6)和鈍化層(16)上方沉積有源場板(9)，該源場板(9)與第二源電極(6)構(gòu)成接觸式場板結(jié)構(gòu)，以改善第二柵電極(7)邊緣電場分布，提升Cascode結(jié)構(gòu)場效應(yīng)晶體管的擊穿特性。

2.根據(jù)權(quán)利要1所述的晶體管，其特征在于：

第一漏電極(13)與第二源電極(6)通過第一金屬互聯(lián)條(14)進(jìn)行電氣連接；

第一源電極(10)與第二柵電極(7)通過第二金屬互聯(lián)條(15)進(jìn)行電氣連接。

3.根據(jù)權(quán)利要1所述的晶體管，其特征在于：

源場板(9)、第一金屬互連條(14)和第二金屬互連條(15)均采用相同的金屬材料；a

第一源電極(10)與第一漏電極(13)之間的柵介質(zhì)層(11)和第二源電極(6)與第二漏電極(8)之間的區(qū)域上的鈍化層(16)均采用相同的氧化物材料。

4.根據(jù)權(quán)利要1所述的晶體管，其特征在于：

源場板(9)、第一金屬互聯(lián)條(14)和第二金屬互聯(lián)條(15)的厚度均為200-300nm；

第一源電極(10)與第一漏電極(13)之間的柵介質(zhì)層(11)和第二源電極(6)與第二漏電極(8)之間區(qū)域上鈍化層(16)的厚度均為20-30nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的晶體管，其特征在于：

第二源電極(6)和第二漏電極(8)的厚度均為262nm；

第二柵電極(7)的厚度為150-270nm；

源場板(9)的有效長度為2.5-3.5μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的晶體管，其特征在于：

Si有源層(5)的厚度為100-200nm；

第一柵電極(12)的厚度為100-200nm；

第一源電極(10)和第一漏電極(13)的厚度均為30-100nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的晶體管，其特征在于：

襯底(1)的材料為藍(lán)寶石或碳化硅或硅，厚度為400-500μm；

GaN緩沖層(2)的厚度為1-2μm；

AlGaN勢壘層(3)的厚度為20-30nm；

SiN隔離層(4)的厚度為150-200nm。