[发明专利]一种提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构及其制备方法

权利要求书

1.一种提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构，其特征在于，包括：

衬底；

外延层，位于所述衬底上方，包括由下至上设置的成核层、第一材料层、沟道层以及势垒层；所述沟道层内具有二维电子气，所述势垒层内具有离子掺杂区域；

源极，位于所述外延层上方；

漏极，位于所述外延层上方；

栅极，位于所述源极与漏极之间；

其中，所述离子掺杂区域位于栅极与漏极之间，靠近栅极一侧。

2.根据权利要求1所述的提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构，其特征在于：所述势垒层包括第二材料层。

3.根据权利要求2所述的提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构，其特征在于：所述势垒层还包括第三材料层，所述第三材料层位于沟道层与第二材料层之间，所述第三材料层的禁带宽度大于第二材料层。

4.根据权利要求2或3所述的提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构，其特征在于：所述势垒层还包括第四材料层，所述第四材料层位于第二材料层上方。

5.根据权利要求1或2或3所述的提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构，其特征在于：所述离子掺杂区域的宽度为栅极与漏极间距的1％～90％，高度为所述势垒层的厚度。

6.一种提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

提供衬底，在衬底上形成外延层，所述外延层包括由下至上堆叠而成的成核层、第一材料层、沟道层以及势垒层；

在势垒层内进行离子掺杂形成离子掺杂区域；

对离子掺杂区域进行快速热处理，使掺杂离子分布均匀；

并在外延层表面采用光刻和蒸发工艺形成源极和漏极；

在源极、掺杂区域之间的外延层表面形成栅极，并使栅极靠近离子掺杂区域。

7.根据权利要求6所述的提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构的制备方法，其特征在于：所述离子掺杂所采用的离子元素为氟、硅、磷、硫、氯、锗、砷以及硒中的一种或多种组合，浓度为1×10¹²cm^-3～1×10¹⁸cm^-3。

8.根据权利要求6所述的提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构的制备方法，其特征在于：所述快速热处理的温度为200℃～1300℃，时间为5s～600s。