[發明專利]一種高耐壓增強型的雙異質結柵極HEMT及其制備方法

在審

• 申請號: 202210382860.0
• 申請日: 2022-04-13
• 公開（公告）號: CN114744039A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 尹以安;李佳霖
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/80;H01L21/335
• 代理公司: 北京清控智云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 仵樂娟

1.一種高耐壓增強型的雙異質結柵極HEMT，其特征在于，包括：襯底，依次層疊于襯底上的成核層、緩沖層、p型埋層、溝道層、插入層和勢壘層，所述勢壘層上設置有雙異質結柵極、源極和漏極，其中雙異質結柵極由PNP雙異質結帽層和位于雙異質結帽層上的柵極金屬層組成。

2.根據權利要求1的所述雙異質結柵極HEMT，其特征在于，所述PNP雙異質結帽層由P型氮化物和N型氮化物層疊組成，所述P型氮化物的空穴濃度為1E17～1E18；所述N型氮化物的厚度為50～100nm。

3.根據權利要求2的所述雙異質結柵極HEMT，其特征在于，所述P型氮化物的厚度為50～100nm；所述N型氮化物的厚度為50～100nm。

4.根據權利要求1至3之一的所述雙異質結柵極HEMT，其特征在于，所述p型埋層選用p型氮化物，其空穴濃度為1E17～1E18，厚度為50～200nm。

5.根據權利要求1至3之一的所述雙異質結柵極HEMT，其特征在于，所述P型氮化物和N型氮化物選用GaN、AlGaN、InGaN、AlInN、AlInGaN中的一種。

6.根據權利要求1至3之一的所述雙異質結柵極HEMT，其特征在于，所述源極和所述漏極延伸至所述勢壘層中一定深度；所述雙異質結柵極位于源極和漏極之間，雙異質結柵極與源極和漏極之間設置有鈍化層。

7.根據權利要求1至3之一的所述雙異質結柵極HEMT，其特征在于，所述溝道層選用GaN溝道層，其厚度為100～500nm；所述插入層為AlN插入層，厚度為1～2nm；所述勢壘層為AlGaN勢壘層，厚度為15～30nm。

8.根據權利要求4的所述雙異質結柵極HEMT，其特征在于，所述緩沖層選用GaN緩沖層、AlGaN緩沖層或AlInGaN緩沖層，其厚度為2～5μm；所述成核層選用AlN成核層，其厚度為15～50nm。

9.根據權利要求6的所述雙異質結柵極HEMT，其特征在于，所述鈍化層選用SiNx、SiO₂、HfO₂或Al₂O₃。

10.一種高耐壓增強型的雙異質結柵極HEMT的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

在襯底上磁控濺射一層AlN成核層；

在AlN成核層上依次外延生長緩沖層、GaN溝道層、AlN插入層、AlGaN勢壘層、P型氮化物層、N型氮化物層和P型氮化物層，所述P型氮化物層、N型氮化物層和P型氮化物層形成PNP雙異質結層；

刻蝕所述PNP雙異質結外延層形成PNP雙異質結帽層；

沉積鈍化層；

刻蝕所述鈍化層的特定區域，形成延伸至勢壘層一定深度的源/漏極開孔；

在源/漏極開孔處沉積金屬層形成歐姆接觸的源/漏極；

刻蝕PNP雙異質結帽層上方的鈍化層形成柵極開孔；

在柵極開孔處沉積金屬層形成肖特基接觸的柵極。