[发明专利]氮化镓基高电子迁移率晶体管及其制备方法

说明书

一种氮化镓基高电子迁移率晶体管及其制备方法，其中所述制备方法包括以下步骤：提供衬底，所述衬底表面设置有堆叠结构，所述堆叠结构包括沟道层和势垒层；在所述堆叠结构的上表面形成导流装置，所述导流装置用于扩展所述氮化镓基高电子迁移率场效应管的沟道电场区域；在所述堆叠结构的上表面形成所述栅极、源极和漏极，且所述栅极的侧壁与所述导流装置接触。

技术领域

本发明涉及晶体管生产领域，具体涉及一种氮化镓基高电子迁移率晶体管及其制备方法。

背景技术

高电子迁移率晶体管(HEMT)是一种三端电子器件，包括源极、栅极和漏极，作为功率电子器件，能够满足现代电子科技对高温、高频、高压、高功率以及抗辐射等高性能的要求，是目前国际上大力发展的前沿热点技术，也是我国能源发展中迫切需要的关键电力电子技术的核心技术。高电子迁移率晶体管的导通是通过源电极和漏电极间沟道层中的二维电子气来实现的，由栅电极来控制电流的导通或截止。

现有技术中，常用一种氮化镓基高电子迁移率晶体管。这种氮化镓基高电子迁移率晶体管本身具有很高理论击穿电压值，但是实际上，作为功率开关器件的氮化镓基高电子迁移率晶体管的耐高压能力远不及理论计算的击穿电压值，这极大地限制了其在高压大功率领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氮化镓基高电子迁移率晶体管及其制备方法，能够提高氮化镓基高电子迁移率晶体管的击穿电压值。

为了解决上述技术问题，以下提供了一种氮化镓基高电子迁移率晶体管的制备方法，包括以下步骤：提供衬底，所述衬底表面设置有堆叠结构，所述堆叠结构包括沟道层和势垒层；在所述堆叠结构的上表面形成导流装置，所述导流装置用于扩展所述氮化镓基高电子迁移率场效应管的沟道电场区域；在所述堆叠结构的上表面形成所述栅极、源极和漏极，且所述栅极的侧壁与所述导流装置接触。

可选的，所述栅极形成于所述源极和漏极之间，且所述导流装置位于所述栅极朝向所述漏极的一侧，制备所述栅极、源极和漏极时，包括以下步骤：在所述堆叠结构上表面形成欧姆接触的源极和漏极；在所述堆叠结构上表面形成肖特基接触的栅极。

可选的，形成所述导流装置时，包括以下步骤：在所述堆叠结构的上表面形成导流层；图形化所述导流层，形成所述导流装置。

可选的，所述导流装置包括多个非直线型导流块，且各个所述非直线型导流块均匀分布于同一直线上。

可选的，使用金属有机物化学气相沉积法制备所述导流层，所述导流层包括P型氮化镓导流层。

为了解决上述问题，以下还提供了一种氮化镓基高电子迁移率晶体管，包括：衬底；形成于所述衬底表面的堆叠结构，所述堆叠结构包括沟道层和势垒层；形成于所述堆叠结构的上表面的所述氮化镓基高电子迁移率晶体管的栅极、源极和漏极；形成于所述堆叠结构的上表面的导流装置，所述导流装置用于扩展所述氮化镓基高电子迁移率场效应管的沟道电场区域，且所述栅极的侧壁与所述导流装置接触。

可选的，所述栅极形成于所述源极和漏极之间，且所述导流装置位于所述栅极朝向所述漏极的一侧。

可选的，所述导流装置包括多个非直线型导流块，且各个所述非直线型导流块均匀分布于同一直线上。

本发明的氮化镓基高电子迁移率晶体管及其制备方法采用在靠近漏电极一侧的栅极形成非直边的导流装置来实现击穿电压的提升。所述导流装置能够能有效平滑沟道电场分布，扩展沟道电场区域，有效降低反向漏电流，从而提升器件击穿电压。

附图说明

图1为本发明的一种具体实施方式中的氮化镓基高电子迁移率晶体管的制备方法的步骤流程示意图。

图2A至2C为本发明的一种具体实施方式中的制备方法的各步骤形成的半导体器件的结构示意图。

图3为本发明的一种具体实施方式中的氮化镓基高电子迁移率晶体管的俯视示意图。