[发明专利]一种正离子掺杂工艺提高半导体器件击穿电压的结构及其制备方法

权利要求书

1.一种正离子掺杂工艺提高半导体器件击穿电压的结构，包括衬底，其特征在于：所述衬底上设有外延层，所述外延层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；所述势垒层上方设有源极和漏极，所述源极和漏极之间设有栅极；

其中，

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，且所述离子掺杂区域位于栅极与漏极之间，靠近栅极一侧，所述离子掺杂区域中的掺杂离子为正离子。

2.根据权利要求1所述的正离子掺杂工艺提高半导体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所述的正离子掺杂工艺提高半导体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所述的正离子掺杂工艺提高半导体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所述的正离子掺杂工艺提高半导体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侧墙间距的1％～90％，高度为所述沟道层上表面至外延层上表面的长度。

6.一种正离子掺杂工艺提高半导体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：

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；

在势垒层内进行正离子掺杂形成离子掺杂区域；

对势垒层进行快速热处理，使掺杂的正离子分布均匀；

在外延层表面采用光刻和蒸发工艺形成源极和漏极；

在源极和漏极之间形成栅极。

7.根据权利要求6所述的正离子掺杂工艺提高半导体器件击穿电压的结构的制备方法，其特征在于：所述离子掺杂区域所采用的正离子元素为氢、锂、铍、硼、碳、钠、镁、铝以及硅中的一种或多种组合，浓度为1×10¹²cm^-3～1×10¹⁹cm^-3。

8.根据权利要求6所述的正离子掺杂工艺提高半导体器件击穿电压的结构的制备方法，其特征在于：快速热处理的温度为150℃～1600℃，时间为5s～1200s。