[发明专利]阶梯型混合栅p-GaN氮化镓基晶体管结构及制作方法在审

专利信息
申请号: 202010252675.0 申请日: 2020-04-01
公开(公告)号: CN111415980A 公开(公告)日: 2020-07-14
发明(设计)人: 王晓亮;牛迪;王权;李巍;肖红领;冯春;姜丽娟;王茜;刘宏新 申请(专利权)人: 中国科学院半导体研究所
主分类号: H01L29/06 分类号: H01L29/06;H01L29/20;H01L29/423;H01L21/335;H01L29/778
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 吴梦圆
地址: 100083 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 阶梯 混合 gan 氮化 晶体管 结构 制作方法
【权利要求书】:

1.一种阶梯型混合栅p-GaN氮化镓基晶体管结构,其中,自下而上顺次包括:衬底、成核层、高阻层、高迁移率层和势垒层;还包括:

p型GaN帽层、源极和漏极,分别制作在所述势垒层上面;

绝缘介质层,分别制作在所述势垒层和所述p型GaN帽层上;制作在所述势垒层上的所述绝缘介质层位于所述p型GaN帽层、所述源极和所述漏极间;在所述p型GaN帽层上制作至少两个高度不同的所述绝缘介质层;

栅极,制作在所述p型GaN帽层和制作在所述p型GaN帽层上的所述绝缘介质层上面。

2.根据权利要求1所述的阶梯型混合栅p-GaN氮化镓基晶体管结构,其中,所述p型GaN帽层上的所述绝缘介质层的高度范围为1nm~500nm。

3.根据权利要求1所述的阶梯型混合栅p-GaN氮化镓基晶体管结构,其中,所述p型GaN帽层上的所述绝缘介质层的长度范围为1nm~10000nm。

4.根据权利要求1所述的阶梯型混合栅p-GaN氮化镓基晶体管结构,其中,所述绝缘介质层材料为SiN、SiO2、Al2O3和HfO2中一种或多种。

5.根据权利要求1所述的阶梯型混合栅p-GaN氮化镓基晶体管结构,其中,所述成核层、所述高阻层、所述高迁移率层和所述势垒层的材料为AlGaN、InGaN、InAlN、GaN、AlN、InN中一种或多种,所述成核层、所述高阻层、所述高迁移率层和所述势垒层的厚度范围为1nm~500nm。

6.根据权利要求1所述的阶梯型混合栅p-GaN氮化镓基晶体管结构,其中,所述p型GaN帽层中的杂质为镁、钙或受主杂质中一种或多种,所述p型GaN帽层中的杂质的掺杂浓度为1016cm-3~1020cm-3

7.一种阶梯型混合栅p-GaN氮化镓基晶体管结构的制作方法,其中,包括:

自下而上顺次生长衬底、成核层、高阻层、高迁移率层和势垒层;

在势垒层上生长p型GaN帽层;

采用刻蚀的方法,将待制备的栅极对应的下方区域以外的p型GaN帽层刻蚀掉;

在势垒层上分别制备欧姆接触源极和欧姆接触漏极;

在势垒层和p型GaN帽层上生长一层绝缘介质层;

采用刻蚀的方法,多次选区刻蚀待制备栅极对应的下方区域的绝缘介质层,在绝缘介质层上形成阶梯型;

在具有阶梯型的绝缘介质层上制备栅极。

8.根据权利要求7所述的阶梯型混合栅p-GaN氮化镓基晶体管结构的制作方法,其中,在具有阶梯型的绝缘介质层上制备栅极后还包括,采用刻蚀的方法,刻蚀源极和漏极上方的绝缘介质层。

9.根据权利要求7所述的阶梯型混合栅p-GaN氮化镓基晶体管结构的制作方法,其中,源极、漏极和栅极的制备方法包括溅射、蒸发和电镀中一种或多种。

10.根据权利要求7所述的阶梯型混合栅p-GaN氮化镓基晶体管结构的制作方法,其中,所述自下而上顺次生长衬底、成核层、高阻层、高迁移率层和势垒层包括:

选择一衬底;

在衬底上生长成核层;

在成核层上生长高阻层;

在高阻层上生长高迁移率层;

在高迁移率层上生长势垒层。

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