[發明專利]GaN器件與SiC器件的集成芯片及其制作方法

在審

• 申請號: 202310185737.4
• 申請日: 2023-03-01
• 公開（公告）號: CN115985909A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 潘茂林;王路宇;徐敏;王強;張鵬浩;謝欣靈;黃海;樊蓉;楊妍楠;徐賽生;王晨;張衛
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L21/82;H01L21/8252
• 代理公司: 上海慧晗知識產權代理事務所(普通合伙) 31343
• 代理人: 陳成;周冬文

1.一種GaN器件與SiC器件的集成芯片，其特征在于，包括：

第一SiC襯底；GaN驅動電路，所述GaN驅動電路包括第一溝道層；所述第一溝道層外延形成于所述第一SiC襯底上，且直接接觸所述第一SiC襯底；

第一功率器件，所述第一功率器件與所述GaN驅動電路均形成于所述第一SiC襯底上；

其中，所述第一SiC襯底的晶格常數適配于所述第一溝道層的晶格常數。

2.根據權利要求1所述的GaN器件與SiC器件的集成芯片，其特征在于，所述第一溝道層的材料是GaN。

3.根據權利要求2所述的GaN器件與SiC器件的集成芯片，其特征在于，所述第一襯底是4H-SiC襯底，所述4H-SiC襯底的晶格常數適配于所述第一溝道層的晶格常數。

4.根據權利要求3所述的GaN器件與SiC器件的集成芯片，其特征在于，所述第一SiC襯底表面還設置籽晶層，所述籽晶層的材料是AlN。

5.根據權利要求4所述的GaN器件與SiC器件的集成芯片，其特征在于，所述AlN的厚度是200nm。

6.根據權利要求5任一項所述的GaN器件與SiC器件的集成芯片，其特征在于，所述第一SiC襯底包括：

n-型第一SiC襯底與本征第一SiC襯底；其中，所述n-型第一SiC襯底與本征第一SiC襯底沿垂直方向依次堆疊；

其中，所述n-型第一SiC襯底包括：所述4H-SiC襯底與所述籽晶層；所述形成籽晶層于所述4H-SiC襯底的表面。

7.根據權利要求6所述的GaN器件與SiC器件的集成芯片，其特征在于，所述第一功率器件包括：

SiC功率器件，

其中，所述第一SiC襯底上包括：第一區域與第二區域；且所述第一區域與所述第二區域沿水平方向依次排列；所述SiC功率器件形成于所述第二區域；所述GaN驅動電路形成于所述第一區域，所述SiC功率器件與所述GaN驅動電路之間還包括第一器件隔離層，用于隔離所述SiC功率器件與所述GaN驅動電路；以形成GaN驅動電路-SiC功率器件集成芯片。

8.根據權利要求6所述的GaN器件與SiC器件的集成芯片，其特征在于，所述第一功率器件包括：

GaN功率器件，

其中，所述第一SiC襯底上包括：第一區域與第二區域；且所述第一區域與所述第二區域沿水平方向依次排列；所述GaN功率器件形成于所述第一區域；所述GaN驅動電路形成于所述第二區域，以形成GaN功率器件-GaN驅動電路集成芯片。

9.根據權利要求7所述的GaN器件與SiC器件的集成芯片，其特征在于，GaN器件與SiC器件的集成芯片還包括：

GaN功率器件；其中，所述第一SiC襯底上還包括：第三區域；所述第三區域、所述第一區域以及所述第二區域沿水平方向依次排列；

其中，所述GaN功率器件形成于所述第三區域；以形成GaN功率器件-GaN驅動電路-SiC功率器件集成芯片。

10.根據權利要求9所述的GaN器件與SiC器件的集成芯片，其特征在于，所述GaN驅動電路具體包括：

所述第一溝道層與第一勢壘層，所述第一溝道層與所述第一勢壘層沿所述垂直方向上依次堆疊于所述本征第一SiC襯底上；所述第一勢壘層覆蓋部分所述第一溝道層；以暴露出部分所述第一溝道層；

GaN驅動電路結構，具體包括：第一電極組與第一p-GaN電極組；所述第一電極組與所述第一p-GaN電極組形成于暴露出來的所述第一溝道層的頂端，且沿水平方向依次堆疊；

若干第一金屬互聯層；形成于所述第一電極組與所述第一p-GaN電極組頂端；

第一鈍化層；所述第一鈍化層形成于所述若干第一金屬互聯層之間的空隙中，且覆蓋所述第一電極組與所述第一p-GaN電極組的頂端。