[发明专利]GaN器件结构及其制备方法有效
申请号: | 202110181529.8 | 申请日: | 2021-02-09 |
公开(公告)号: | CN112993033B | 公开(公告)日: | 2022-07-08 |
发明(设计)人: | 莫炯炯;郁发新;吕贝贝;赵文杰;郎加顺 | 申请(专利权)人: | 浙江大学 |
主分类号: | H01L29/778 | 分类号: | H01L29/778;H01L21/335 |
代理公司: | 上海光华专利事务所(普通合伙) 31219 | 代理人: | 佟婷婷 |
地址: | 310058 浙江*** | 国省代码: | 浙江;33 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | gan 器件 结构 及其 制备 方法 | ||
本发明提供一种GaN器件结构及其制备方法,制备包括:提供衬底;制备外延结构、辅助功能部以及器件电极,所述辅助功能结构包括若干个叠置的且为p型掺杂层的辅助单元层,辅助掺杂层的掺杂浓度自下层至上层逐渐增加。通过引入多层p型掺杂且浓度渐变的辅助功能部,辅助功能部同时作为器件的帽层结构,可以使得当栅极电压不断增加时,空穴开始注入沟道并产生相等数量的电子,从而增加2DEG。具有高迁移率的电子将在电场的作用下到达漏极,而空穴将保留,因为它们的迁移率远低于电子,从而电流通过注入的空穴数量进行调制,可以在跨导曲线中显示一个双峰,有效改善器件的线性度。
技术领域
本发明属于集成电路制造技术领域,特别是涉及一种GaN器件结构及其制备方法。
背景技术
GaN材料的研究与应用是目前全球半导体研究的前沿和热点,是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料,被誉为是继第一代Ge、Si半导体材料、第二代GaAs、InP化合物半导体材料之后的第三代半导体材料。它具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好(几乎不被任何酸腐蚀)等性质和强的抗辐照能力。
然而,GaN器件由于其材料、器件结构本身特性,在工作时存在预失真非线性化问题。具体的问题是,扩展GaN HEMT功率输出频段到亚毫米波的研究受到短沟道器件非线性的限制,即频率fT(或跨导gm)在高漏压(高栅压)下随偏压升高迅速下降,从而限制了器件在高压下的高速工作特性,并使最大电流密度显著低于理论预测值。
因此,如何提供一种GaN器件结构及其制备方法以解决上述问题实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种GaN器件结构及其制备方法,用于解决现有技术中GaN器件存在预失真非线性化问题,起线性难以有效优化等问题。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种GaN器件结构的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
提供衬底;
在所述衬底上形成外延结构,至少包括自下而上设置的GaN沟道层和势垒层;
在所述外延结构上形成辅助功能结构,所述辅助功能结构包括若干个叠置的且为p型掺杂层的辅助单元层,所述辅助掺杂层的掺杂浓度自下层至上层逐渐增加;
在所述辅助功能结构表面定义出栅极区,并刻蚀去除所述栅极区外围的部分所述辅助功能结构至所述势垒层,得到与所述栅极区对应的辅助功能部;
制备源极电极、漏极电极和与所述栅极区对应的栅极电极,以得到所述GaN器件结构。
可选地,所述辅助功能结构包括AlGaN功能结构及GaN功能结构中的任意一种,其中,当包括所述AlGaN功能结构时,所述AlGaN功能结构包括若干个AlGaN单元层,作为所述辅助单元层;当包括所述GaN功能结构时,所述GaN功能结构包括若干个GaN单元层,作为所述辅助单元层。
可选地,当所述辅助功能结构选择为所述AlGaN功能结构时,所述制备方法还包括步骤:在所述AlGaN功能结构与所述势垒层之间形成GaN插入层,且形成所述辅助功能部时还去除对应的所述GaN插入层。
可选地,所述辅助单元层的层数为n层,自下而上分别为第1层至第n层,n为大于等于2的整数,其中,每层所述辅助单元层的掺杂浓度介于(0.8-1.2)n*1018/cm3之间,且所述辅助功能结构的总掺杂浓度介于1018/cm3-1019/cm3之间,总厚度介于10nm-100nm之间。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于浙江大学,未经浙江大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/202110181529.8/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 上一篇:塔机连接件疲劳耐久试验装置及试验方法
- 下一篇:一种制备复合钢锭的方法
- 同类专利
- 专利分类