[發明專利]具有柵極靜電防護結構的高電子遷移率晶體管及制作方法

有效

• 申請號: 202010929206.8
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112054056B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 蔣苓利;曾凡明;于洪宇
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335;H01L29/20;H01L29/06;H01L27/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

1.一種具有柵極靜電防護結構的高電子遷移率晶體管，其特征在于，包括：

襯底；

設置于所述襯底一側依次層疊的應力緩沖層和外延層；

設置于所述外延層背離所述襯底一側的源極、漏極以及p型柵極層；

所述p型柵極層包括第一區域和第二區域，所述第一區域背離所述襯底一側依次層疊設置有p型表面蓋層以及柵極，所述第二區域背離所述襯底一側依次層疊設置有所述p型表面蓋層以及陰極，所述第二區域背離所述襯底一側還設置有與所述p型柵極層直接接觸的陽極；

所述陽極與所述源極電連接，所述陰極與所述柵極電連接，其中，所述陰極與所述柵極的原料相同，所述陽極與所述源極的原料相同。

2.根據權利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其特征在于，所述p型表面蓋層中摻雜物的摻雜濃度恒定且小于所述p型柵極層中摻雜物的摻雜濃度，或者

所述p型表面蓋層中摻雜物的摻雜濃度漸變或階躍跳變，且最大摻雜濃度小于所述p型柵極層中摻雜物的摻雜濃度。

3.根據權利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其特征在于，所述p型表面蓋層和所述p型柵極層的摻雜物包括二茂鎂。

4.根據權利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其特征在于，所述p型柵極層的摻雜物的濃度為1×10¹⁹cm³~9×10¹⁹cm³；

所述p型表面蓋層的摻雜物的濃度為1×10¹⁷cm³~9×10¹⁹cm³。

5.根據權利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其特征在于，所述p型表面蓋層包括p型氮化鎵材料，所述p型表面蓋層的厚度為10nm~100nm。

6.根據權利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其特征在于，所述應力緩沖層包括氮化鎵材料，所述應力緩沖層的厚度為3μm~6μm；

所述外延層包括鋁鎵氮材料，所述外延層的厚度為10nm~30nm；

所述p型柵極層包括p型氮化鎵材料，所述p型柵極層的厚度為60nm~200nm。

7.根據權利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其特征在于，還包括銦鋁鎵氮材料形成的成核層，設置于所述襯底和所述應力緩沖層之間。

8.根據權利要求1所述的高電子遷移率晶體管，其特征在于，還包括氮化鋁材料形成的插入層，設置于所述應力緩沖層與所述外延層之間；

所述插入層的厚度為0.5nm~1nm。

9.一種具有柵極靜電防護結構的高電子遷移率晶體管的制作方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

在所述襯底一側依次形成應力緩沖層、外延層、p型柵極層以及p型表面蓋層；

保留第一區域和第二區域的所述p型表面蓋層和所述p型柵極層，去除所述第一區域和所述第二區域之外的所述p型表面蓋層和所述p型柵極層；

在所述第一區域形成柵極，在所述第二區域形成陰極和陽極，在所述外延層形成源極和漏極，且所述陽極與所述源極電連接，所述陰極與所述柵極電連接，其中，所述陰極與所述柵極的原料相同，所述陽極與所述源極的原料相同。

10.根據權利要求9所述的制作方法，其特征在于，在所述襯底一側形成p型表面蓋層包括：

利用金屬有機化合物化學氣相沉積方法，利用三甲基鎵、氨氣、二茂鎂、硅烷、氫氣和氮氣，在1000℃~1100℃下生長p型表面蓋層；其中，所述二茂鎂為摻雜物。