[發(fā)明專利]一種多插指埋柵結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)型高壓HEMT器件及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110906419.3
• 申請(qǐng)日: 2021-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113594232A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹以安;連夢(mèng)小;毛明華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 迪優(yōu)未來(lái)科技（清遠(yuǎn)）有限公司;華南師大（清遠(yuǎn)）科技創(chuàng)新研究院有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/778;H01L21/335;H01L29/423
• 代理公司: 北京清控智云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 仵樂(lè)娟

1.一種多插指埋柵結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)型高壓HEMT器件，其特征在于，包括依次層疊的應(yīng)力釋放層、高阻緩沖層、溝道層、插入層和勢(shì)壘層；其中，

源極和漏極，位于勢(shì)壘層兩端，與所述插入層接觸；

柵極，位于勢(shì)壘層上；

柵電介質(zhì)層，位于柵極和勢(shì)壘層之間；

包含插指埋柵單元的多插指埋柵結(jié)構(gòu)，沿勢(shì)壘層表面延伸至勢(shì)壘層中一定深度，沿源極指向漏極的方向上，所述多插指埋柵結(jié)構(gòu)與勢(shì)壘層之間構(gòu)成多個(gè)依次排列的PN結(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述增強(qiáng)型高壓HEMT器件，其特征在于，所述多插指埋柵結(jié)構(gòu)包含至少三個(gè)采用離子注入工藝形成的插指埋柵單元，所述插指埋柵單元沿源極指向漏極的方向上依次間隔排列。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的所述增強(qiáng)型高壓HEMT器件，其特征在于，所述多插指埋柵結(jié)構(gòu)沿源極指向漏極方向上的寬度等于柵極的寬度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3的所述增強(qiáng)型高壓HEMT器件，其特征在于，所述多插指埋柵結(jié)構(gòu)的厚度小于所述勢(shì)壘層，所述勢(shì)壘層選用n型AlGaN層，其Al組分選用0.1～0.3，厚度選用30～50nm；所述多插指埋柵結(jié)構(gòu)的摻雜濃度大于等于10⁸cm^-3，厚度為10～30nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4的所述增強(qiáng)型高壓HEMT器件，其特征在于，所述柵電介質(zhì)層選用HfO₂、Al₂O₃、TiO₂或SiO₂，其厚度為5～10nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4的所述增強(qiáng)型高壓HEMT器件，其特征在于，所述溝道層選用GaN溝道層，其厚度為50～70nm；所述插入層選用AlN插入層，其厚度為1～2nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求6的所述增強(qiáng)型高壓HEMT器件，其特征在于，AlGaN勢(shì)壘層的厚度選用30nm，其Al組分選用0.24。

8.根據(jù)權(quán)利要求6的所述增強(qiáng)型高壓HEMT器件，其特征在于，所述應(yīng)力釋放層選用AlN應(yīng)力釋放層；所述高阻緩沖層選用GaN高阻層。

9.根據(jù)權(quán)利要求5的所述增強(qiáng)型高壓HEMT器件，其特征在于，還包括鈍化層，布置于源/漏極與柵極之間的勢(shì)壘層表面。

10.一種多插指埋柵結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)型高壓HEMT器件，其特征在于，包括以下步驟：

在襯底上依次生長(zhǎng)應(yīng)力釋放層、高阻緩沖層、溝道層、插入層和勢(shì)壘層；

采用離子注入工藝在勢(shì)壘層表面的預(yù)定區(qū)域形成一定深度的多插指埋柵結(jié)構(gòu)，所述多插指埋柵結(jié)構(gòu)包含多個(gè)間隔排列的插指埋柵單元，所述插指埋柵單元的導(dǎo)電類型與所述勢(shì)壘層相反；

在多插指埋柵結(jié)構(gòu)表面沉積柵電介質(zhì)層，隨后進(jìn)行高溫退火；

刻蝕所述勢(shì)壘層形成源極和漏極區(qū)域，沉積源極和漏極金屬；

在柵電介質(zhì)層上形成柵極區(qū)域，沉積柵極金屬；

沉積鈍化層覆蓋柵極與源極之間的區(qū)域，以及覆蓋柵極與漏極之間的區(qū)域；

其中，所述插指埋柵單元沿源極指向漏極的方向上依次間隔排列。