[發明專利]基于肖特基-歐姆混合漏電極的單片異質集成Cascode晶體管及制作方法

在審

• 申請號: 202010747898.4
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111863808A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 張春福;陳大正;楊國放;張家祺;武毅暢;張葦杭;張進成;郝躍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L29/778;H01L29/78;H01L29/45;H01L29/47;H01L21/336
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.一種基于肖特基-歐姆混合漏電極的單片異質集成Cascode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(15)；該隔離槽(15)一側的SiN隔離層(4)上設有Si有源層(5)，Si有源層(5)上的兩邊設第一源電極(9)和第一漏電極(12)，該源、漏電極之間設有柵介質層(10)，柵介質層(10)上設有第一柵電極(11)，形成Si金屬氧化物半導體場效應晶體管的；所述隔離槽(15)另一側的AlGaN勢壘層(3)上橫向依次設有第二源電極(6)、第二柵電極(7)和第二漏電極(8)，形成GaN高電子遷移率晶體管，其特征在于：

第二漏電極(8)的部分區域采用鈦、鋁、鎳和金疊層結構，且鈦金屬與AlGaN勢壘層(3)形成歐姆接觸；

第二漏電極(8)的剩余區域采用鎳和金疊層，且鎳金屬與AlGaN勢壘層(3)形成肖特基接觸，且肖特基接觸區域的金屬覆蓋在整個歐姆接觸區域的金屬上，以降低歐姆接觸產生的金屬尖刺對器件擊穿特性的影響和肖特基勢壘對器件正向導通特性的影響，提高擊穿特性。

2.根據權利要求書1所述的晶體管，其特征在于：

第一漏電極(12)與第二源電極(6)通過第一金屬互聯條(13)進行電氣連接；

第一源電極(9)與第二柵電極(7)通過第二金屬互聯條(14)進行電氣連接。

3.根據權利要求書1所述的晶體管，其特征在于：

第二柵電極(7)和第二漏電極(8)的肖特基接觸區域采用相同的金屬；

第二源電極(6)和第二漏電極(8)的歐姆接觸區域采用相同的金屬。

4.根據權利要求書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)的歐姆接觸區域厚度均為262nm；

第二柵電極(7)和第二漏電極(8)的肖特基接觸區域厚度均為270-300nm。

5.根據權利要求書1所述的晶體管，其特征在于：

襯底(1)的材料為藍寶石或碳化硅或硅，厚度為500-600μm；

GaN緩沖層(2)的厚度為1.5-2.5μm；

AlGaN勢壘層(3)的厚度為30-40nm；

SiN隔離層(4)的厚度為200-250nm；

第一金屬互聯條(13)和第二金屬互聯條(14)的厚度均為300-400nm。

6.根據權利要求書1所述的晶體管，其特征在于：

Si有源層(5)的厚度為150-250nm；

第一柵電極(11)的厚度為150-250nm；

第一源電極(9)和第一漏電極(12)的厚度均為60-100nm；

第一源電極(9)和第一漏電極(12)之間的柵介質層(10)的厚度為10-20nm。