[发明专利]GaN基异质结场效应晶体管及制造方法在审
| 申请号： | 201910717860.X | 申请日： | 2019-08-05 |
| 公开（公告）号： | CN110444600A | 公开（公告）日： | 2019-11-12 |
| 发明（设计）人： | 郭艳敏;房玉龙;尹甲运;李佳;王波;张志荣;芦伟立;高楠;王元刚;冯志红 | 申请（专利权）人： | 中国电子科技集团公司第十三研究所 |
| 主分类号： | H01L29/778 | 分类号： | H01L29/778;H01L21/335 |
| 代理公司： | 石家庄国为知识产权事务所 13120 | 代理人： | 秦敏华 |
| 地址： | 050051 河北*** | 国省代码： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 势垒层 禁带 异质结场效应晶体管 插入层 沟道层 半导体器件技术 等比例缩小 短沟道效应 二维电子气 异质结界面 极化场强 形成材料 有效抑制 成核层 带隙差 缓冲层 晶体管 衬底 分列 漏极 源极 制造 | ||
1.一种GaN基异质结场效应晶体管，其特征在于，自下而上依次包括衬底、成核层、缓冲层、沟道层、插入层、势垒层及分列于所述势垒层上的源极、栅极和漏极；
其中，所述势垒层的形成材料包括：B(Al,Ga,In)N；
所述势垒层的禁带宽度大于所述沟道层的禁带宽度，且所述势垒层的禁带宽度小于所述插入层的禁带宽度。
2.如权利要求1所述的GaN基异质结场效应晶体管，其特征在于，所述势垒层的形成材料包括：BN、BAlN、BGaN、BInN、BAlGaN、BInGaN、BAlInN和BAlInGaN中的任意一种，所述势垒层的厚度大于0nm且小于或等于200nm。
3.如权利要求1所述的GaN基异质结场效应晶体管，其特征在于，所述衬底的形成材料包括：SiC、Si、Sapphire、AlN、GaN、金刚石、PC、PET和PI中的任意一种。
4.如权利要求1所述的GaN基异质结场效应晶体管，其特征在于，所述成核层的形成材料包括：GaN、AlN、AlGaN、InN、InAlN、InGaN、BN、BAlN、BGaN、BInN、BAlGaN、BInGaN、BAlInN和BAlInGaN中的任意一种，所述成核层的厚度大于0nm且小于或等于1000nm。
5.如权利要求1所述的GaN基异质结场效应晶体管，其特征在于，所述缓冲层的形成材料包括：GaN、AlN、AlGaN、InN、InAlN和InGaN中的任意一种，所述缓冲层的厚度大于0nm且小于或等于10000nm。
6.如权利要求1所述的GaN基异质结场效应晶体管，其特征在于，所述沟道层的形成材料包括：GaN、AlN、AlGaN、InN、InAlN和InGaN中的任意一种，所述沟道层的厚度大于0nm且小于或等于1000nm。
7.如权利要求1所述的GaN基异质结场效应晶体管，其特征在于，所述插入层的形成材料包括：BN、BAlN、BGaN、BInN、BAlGaN、BInGaN、BAlInN、BAlInGaN、AlN和AlGaN中的任意一种，所述插入层的厚度大于0nm且小于或等于100nm。
8.如权利要求1至7任一项所述的GaN基异质结场效应晶体管，其特征在于，所述晶体管还包括：钝化层，所述钝化层位于源极和栅极之间以及栅极和漏极之间。
9.一种GaN基异质结场效应晶体管的制造方法，其特征在于，包括：
在衬底上生长成核层；
在所述成核层上生长缓冲层；
在所述缓冲层上生长沟道层；
在所述沟道层上生长插入层；
在所述插入层上生长势垒层，所述势垒层的形成材料包括B(Al,Ga,In)N；所述势垒层的禁带宽度大于所述沟道层的禁带宽度，且所述势垒层的禁带宽度小于所述插入层的禁带宽度；及
在所述势垒层上分别形成源极、栅极和漏极。
10.如权利要求9所述的GaN基异质结场效应晶体管的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：在源极和栅极之间以及栅极和漏极之间形成钝化层。
11.如权利要求9或10所述的GaN基异质结场效应晶体管的制造方法，其特征在于，各层生长采用氮化物外延生长法，所述氮化物外延生长法为金属有机物化学气相沉淀外延沉积、分子束外延沉积、脉冲激光沉积、磁控溅射沉积、电子束蒸发沉积或化学气相沉积。
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