[發明專利]集成柵保護結構的GaN HEMT器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202110425872.2
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113113484A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 倪煒江
• 申請（專利權）人: 安徽芯塔電子科技有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/423;H01L21/335
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 鐘雪

1.一種集成柵保護結構的GaN HEMT器件，其特征在于，所述器件包括：

GaN HEMT，所述GaN HEMT包括源極、柵極及漏極，在柵極和源極之間設置有柵保護結構，柵保護結構在柵極與源極間的正向電壓大于允許的最大正向電壓時或反向電壓的絕對值大于允許的最大反向電壓的絕對值時導通，以限制柵極與源極之間的電壓。

2.如權利要求1所述集成柵保護結構的GaN HEMT器件，其特征在于，所述柵保護結構由設于柵極與源極之間的一對或多對反向串聯的多晶硅pn二極管組成。

3.如權利要求1或2所述集成柵保護結構的GaN HEMT器件，其特征在于，所述GaN HEMT為p-GaN HEMT。

4.如權利要求3所述集成柵保護結構的GaN HEMT器件，其特征在于，p-GaN HEMT從下至上依次包括：

襯底、緩沖層、GaN層、勢壘層、p-GaN層及柵介質層；

設于柵介質等覆蓋在p-GaN層上，在p-GaN層上的柵介質層上設置窗口，在窗口處設置有柵極，在柵極的兩側設置分別設置有漏極和源極，源極及漏極的底部與GaN層接觸；

隔離介質層，隔離介質層位置柵極與柵介質層上，柵保護結構設置于柵極與源極之間的隔離介質層上。

5.如權利要求1至4任一權利要求所述集成柵保護結構的GaN HEMT器件，其特征在于，所述器件還包括：

設于柵保護結構上的若干介質層和互聯金屬層，每層介質層上下的互聯金屬層之間通過介質孔連接，且源極、柵極及漏極間的金屬層之間相互隔離。

6.一種集成柵保護結構的GaN HEMT器件的制備方法，其特征在于，所述方法具體包括如下步驟：

S1、在GaN HEMT的柵極和源極之間的隔離介質層上淀積多晶硅層；

S2、通過離子注入的方式在多晶硅層形成多個n型摻雜區及p型摻雜區，n型摻雜區及p型摻雜區形成一對或多對反向串聯的pn二極管。

7.如權利要求6所述的集成柵保護結構的GaN HEMT器件的制備方法，其特征在于，若GaN HEMT為p-GaN HEMT，在步驟S1之前還包括：

S3、在襯底上依次生長緩沖層、GaN層、勢壘層及p-GaN層；

S4、對p-GaN層進行刻蝕，只保留柵極預留區下方的p-GaN層，在p-GaN層上淀積柵介質層；

S5、刻蝕源極預留區及漏極預留區下方的柵介質層及勢壘層，過刻蝕部分GaN層，在源極預留區及漏極預留區分別形成源極及漏極；

S6、在p-GaN層上的柵介質層上開窗口，在窗口上形成柵極；

S7、在柵極上淀積隔離介質層，在柵極和源極間的隔離介質層上淀積柵保護結構。