[发明专利]一种高耐压高导通性能P型栅极常关型HEMT器件及其制备方法在审
| 申请号： | 201810609679.2 | 申请日： | 2018-06-13 |
| 公开（公告）号： | CN108807509A | 公开（公告）日： | 2018-11-13 |
| 发明（设计）人： | 刘扬;陈佳;李柳暗 | 申请（专利权）人： | 中山大学 |
| 主分类号： | H01L29/20 | 分类号： | H01L29/20;H01L29/43;H01L21/336;H01L29/778 |
| 代理公司： | 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 | 代理人： | 陈伟斌 |
| 地址： | 510275 *** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 高耐压 高导 漏极 导通电阻 材料层 场限环 栅漏 制备 空穴 反向漏电流 应力缓冲层 电场 低温合成 沟道电子 均衡分布 刻蚀损伤 漏极金属 耐压能力 栅极金属 栅极区域 氧化物 衬底 关态 耐压 源极 耗尽 半导体 兼容 | ||
1.一种高耐压高导通性能P型栅极常关型HEMT器件，其特征在于，由下往上依次包括衬底（1），应力缓冲层（2），GaN外延层（3），AlGaN外延层（4），两端形成源极（5）和漏极（6），低温合成栅极区域P型氧化物材料层（7）、与漏极相连的P型氧化物材料层（7）以及栅漏之间的场限环（7）。
2.根据权利要求1所述的一种高耐压高导通性能P型栅极常关型HEMT器件，其特征在于：在栅极区域、漏极区域及栅漏电极间沉积可低温合成、无刻蚀损伤的P型氧化物材料。
3.根据权利要求1所述的一种高耐压高导通性能P型栅极常关型HEMT器件，其特征在于：所述的衬底（1）为Si、Sapphire和SiC。
4.根据权利要求1所述的一种高耐压高导通性能P型栅极常关型HEMT器件，其特征在于：所述的应力缓冲层（2）为AlGaN、GaN的任一种或组合；应力缓冲层厚度为100 nm到4 μm。
5.根据权利要求1所述的一种高耐压高导通性能P型栅极常关型HEMT器件，其特征在于：所述的一次生长GaN外延层（3）为非故意掺杂的GaN外延层或掺杂高阻GaN外延层， GaN外延层厚度为100 nm到3μm。
6.根据权利要求1所述的一种高耐压高导通性能P型栅极常关型HEMT器件，其特征在于：所述的外延层（4）为高质量的AlGaN层，其厚度为5-20nm，铝组分浓度可变化。
7.根据权利要求1所述的一种高耐压高导通性能P型栅极常关型HEMT器件，其特征在于：所述的P型氧化物材料层（7）为P型NiO材料或是其他可作为栅极材料的P型氧化物材料，厚度为80-120 nm，P型材料掺杂浓度可变化。
8.根据权利要求1所述的一种高耐压高导通性能P型栅极常关型HEMT器件，其特征在于：所述的源极和漏极材料是需要能够实现欧姆接触的金属或者合金，如Ti/Al/Ni/Au合金、Ti/Al/Mo/Au合金或Ti/Al/Ti/TiN合金。
9.权利要求1所述的一种高耐压高导通性能P型栅极常关型HEMT器件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、在Si衬底（1）上生长一层应力缓冲层（2）；
S2、在应力缓冲层上生长一层GaN外延层（3）；
S3、在GaN外延层上生长一层AlGaN外延层（4）；
S4、干法刻蚀实现器件隔离；
S5、在源极（5）和漏极（6）区域进行欧姆接触金属的蒸镀；
S6、通过剥离工艺，形成源极和漏极电极的图形；
S7、低温合成栅极区域（7）、漏极区域（7）及栅漏电极间（7）无刻蚀损伤的P型氧化物材料；
S8、通过剥离工艺，形成栅极、栅漏电极间的场限环以及与漏极相连的P型材料的图形。
10.根据权利要求9所述的一种高耐压高导通性能P型栅极常关型HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中的应力缓冲层（2）、步骤S2中的GaN外延层（3）以及步骤S3中的AlGaN外延层（4）的生长方法为金属有机化学气相沉积法、分子束外延法等高质量成膜方法；所述步骤S7中的顶层P型氧化物材料层的生长方法为磁控溅射法、氧化法等高质量成膜方法。
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