[發明專利]基于插指狀復合金剛石層的GaN HEMT及制備方法

有效

• 申請號: 202011389878.0
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112510089B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 武玫;馬曉華;程可;朱青;張濛;侯斌;楊凌;郝躍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335;H01L29/06;H01L29/20;H01L23/367;H01L23/373
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種基于插指狀復合金剛石層的GaN HEMT，其特征在于，包括自下而上設置的襯底、中間層以及介質層；所述中間層包括自上而下設置的勢壘層和GaN材質的緩沖層；所述GaNHEMT還包括：源電極、漏電極以及柵電極；其中，

所述源電極、所述漏電極以及所述柵電極分別穿過所述介質層與所述勢壘層相接觸；在水平方向上，所述柵電極位于所述源電極和所述漏電極之間；

所述中間層上沿柵寬方向刻蝕有插指型凹槽，所述插指型凹槽正上方的介質層形成第一插指結構；所述第一插指結構在水平方向上位于所述柵電極和所述漏電極之間并與所述柵電極相鄰；

所述柵電極和所述漏電極之間的介質層上表面還生長有復合金剛石層；所述復合金剛石層包括：上層的納米金剛石層和下層的p型摻雜金剛石層；其中，上層的納米金剛石層部分覆蓋或全部覆蓋所述柵電極和所述漏電極之間的介質層上表面，下層的p型摻雜金剛石層呈第二插指結構，所述第二插指結構與所述第一插指結構無縫對接；

所述柵電極的上端向所述漏電極的方向延伸，以實現所述柵電極與所述p型摻雜金剛石層的接觸。

2.根據權利要求1所述的GaN HEMT，其特征在于，所述p型摻雜金剛石層的材質為硼摻雜金剛石。

3.根據權利要求1所述的GaN HEMT，其特征在于，所述p型摻雜金剛石層的厚度大于或等于所述插指型凹槽的最大槽深度，所述納米金剛石層的厚度為0.5μm～1μm。

4.根據權利要求1所述的GaN HEMT，其特征在于，所述納米金剛石層的長度占所述柵電極和所述漏電極之間的水平間距的50％～100％。

5.根據權利要求1所述的GaN HEMT，其特征在于，所述介質層的材質為SiN層，所述SiN層的厚度為10nm～60nm。

6.根據權利要求1所述的GaN HEMT，其特征在于，所述勢壘層的材質為AlGaN。

7.根據權利要求1所述的GaN HEMT，其特征在于，所述源電極和所述漏電極均為由鈦、鋁、鎳以及金自下而上組成的四層金屬堆棧結構；所述柵電極為由鎳和金自下而上組成的雙層金屬堆棧結構。

8.根據權利要求1所述的GaN HEMT，其特征在于，所述源電極和所述柵電極之間還設有與所述柵電極和所述漏電極之間的納米金剛石層相同材質、相同厚度的納米金剛石層。