[發明專利]一種具有鈍化層漸變氟離子終端的GaN HMET器件

有效

• 申請號: 202110038284.3
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112864243B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 魏杰;鄧思宇;郗路凡;孫濤;賈艷江;廖德尊;張成;羅小蓉
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

1.一種具有鈍化層漸變氟離子終端的GaN HMET器件，包括沿器件垂直方向自下而上依次層疊設置的襯底層(1)、GaN緩沖層(2)、溝道層(3)、勢壘層(4)、頂部GaN層(5)以及鈍化層(6)；沿器件橫向方向，器件表面從一側到另一側依次具有源極結構、柵極結構、在鈍化層中的氟離子注入終端(10)以及漏級結構，源極結構和漏極結構分別位于器件上表面的兩端；

所述源極結構沿器件垂直方向貫穿鈍化層(6)和頂部GaN層(5)延伸至勢壘層(4)中，源極結構由第一導電材料(7)構成；所述第一導電材料(7)上表面引出源極；所述源極結構為歐姆接觸；

所述漏極結構沿器件垂直方向貫穿鈍化層(6)和頂部GaN層(5)延伸至勢壘層(4)中，漏極結構由第二導電材料(9)構成；所述第二導電材料(9)上表面引出源極；所述漏極結構為歐姆接觸；

所述柵極結構沿器件垂直方向貫穿鈍化層(6)后與頂部GaN層(5)上表面接觸，柵極結構由第三導電材料(8)構成；所述第三導電材料(8)上表面引出柵極；所述柵極結構為肖特基接觸；

所述柵極結構和源極結構、柵極結構和漏極結構之間的頂部GaN層(5)上表面為鈍化層(6)；

所述氟離子注入終端(10)嵌入設置在柵極結構與漏極結構之間的鈍化層(6)中，且氟離子注入終端(10)底部不與頂部GaN層(5)接觸；沿器件縱向方向，氟離子注入終端(10)分為多個形狀相同但是不連續的區域，每個區域中，沿柵極結構到漏極結構的方向，氟離子注入區域的面積逐漸遞減；

所述器件縱向方向為同時與器件橫向方向和器件垂直方向均垂直的第三維度方向。

2.根據權利要求1所述的一種具有鈍化層漸變氟離子終端的GaN HMET器件，其特征在于，沿器件縱向方向，所述氟離子注入終端(10)分為多個形狀相同但是不連續的梯形區域。

3.根據權利要求1所述的一種具有鈍化層漸變氟離子終端的GaN HMET器件，其特征在于，沿器件縱向方向，所述氟離子注入終端(10)分為多個形狀相同但是不連續的區域，沿器件橫向方向，每個區域又包括多個平行且間斷分布的長方形氟離子注入條，且沿柵極結構到漏極結構的方向，長方形氟離子注入條的面積依次遞減。

4.根據權利要求1所述的一種具有鈍化層漸變氟離子終端的GaN HMET器件，其特征在于，沿器件縱向方向，所述氟離子注入終端(10)分為多個形狀相同但是不連續的區域，沿柵極結構到漏極結構的方向，每個區域為隨著氟離子注入面積等間距遞減而形成的呈階梯狀分布的不規則區域。

5.根據權利要求1-4任意一項所述的一種具有鈍化層漸變氟離子終端的GaN HMET器件，其特征在于，所述第一導電材料(7)、第三導電材料(8)和第二導電材料(9)為Ti、Al、Ni、Au中的一種或多種的組合。

6.根據權利要求5所述的一種具有鈍化層漸變氟離子終端的GaN HMET器件，其特征在于，所述襯底層(1)采用的材料為藍寶石、Si、SiC、AlN、GaN、AlGaN中的一種或幾種的組合。

7.根據權利要求6所述的一種具有鈍化層漸變氟離子終端的GaN HMET器件，其特征在于，所述溝道層(3)及勢壘層(4)采用的材料為GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InAlN中的一種或幾種的組合。

8.根據權利要求7所述的一種具有鈍化層漸變氟離子終端的GaN HMET器件，其特征在于，所述鈍化層(6)采用的材料為SiNx、SiO₂、AlN中的一種或幾種。