[发明专利]GaN HEMT器件、半导体器件、电子设备以及制备方法

说明书

本发明提供了一种GaNHEMT器件，包括：GaNHEMT结构；其中，所述GaNHEMT结构的表层包括：第一区域、第二区域以及第三区域；所述第一区域、所述第二区域以及所述第三区域沿水平方向依次排列；p‑GaN材料层，包括：第一p‑GaN层与第二p‑GaN层；所述第一p‑GaN层形成于所述第二区域；所述第二p‑GaN层分布于所述第一区域与所述第三区域；其中，所述p‑GaN材料层中掺杂有镁离子，且仅所述第一p‑GaN层中的镁离子经激光选区退火的方式进行激活。本发明提供的技术方案解，决了刻蚀损伤的问题，避免了刻蚀对漂移区带来的损伤，同时也避免了导致器件退化。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种GaN HEMT器件、半导体器件、电子设备以及制备方法。

背景技术

近年来，GaN材料因其宽禁带、高电子迁移率、大击穿电压等优势在电力电子、光电以及射频领域有着广泛应用。对于AlGaN/GaN异质结其二维电子气(2DEG)在没有栅极偏压的条件下天然存在，这意味着GaN器件通常为耗尽型器件，但是从实际电路和可靠性层面考虑，增强型的器件更具应用价值。由于功率转换电路对于常关型器件的需求，因此必须在零栅极偏压的条件下将栅极区域下的2DEG浓度降低至零，于是激发出制造增强型器件的需求。p-GaN栅结构的AlGaN/GaN HEMT利用p-n结的耗尽作用来控制沟道，当p-n结的内置电压大到足以耗尽栅极区域中的2DEG时，可以形成增强型器件。p-GaN栅结构由生长在A1GaN层顶部的Mg掺杂的GaN层实现，在AlGaN上引入p-GaN帽层后，AlGaN的导带将被提升，这就会使栅下沟道中的2DEG的耗尽，这样就可以实现器件的增强型应用。

传统的p-GaN栅增强型HEMT通过热退火的方式激活的pGaN中Mg，从而实现p型特性。但是在热退火过程中在pGaN中的Mg会扩散至下方AlGaN层，导致AlGaN/GaN异质结退化，使得器件导通电阻增大。同时，在制备增强型器件时需要将非栅下的pGaN刻蚀完全，刻蚀对漂移区带来的损伤同样会导致器件退化，因此需要一种新型高效的pGaN激活方法提升器件性能。

因而，开发一种p-GaN层的制作工艺，使得制作而成的p-GaN栅增强型HEMT器件，既不会使得器件因刻蚀而造成损伤，又能避免因退火导致的镁离子的扩散问题，成为本领域技术人员亟待要解决的技术重点。

发明内容

本发明提供一种GaN HEMT器件、半导体器件、电子设备以及制备方法，以解决p-GaN层的刻蚀损伤的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种GaN HEMT器件，包括：

GaN HEMT结构；其中，所述GaN HEMT结构的表层包括：第一区域、第二区域以及第三区域；所述第一区域、所述第二区域以及所述第三区域沿水平方向依次排列；

p-GaN材料层，包括：第一p-GaN层与第二p-GaN层；所述第一p-GaN层形成于所述第二区域；所述第二p-GaN层分布于所述第一区域与所述第三区域；

其中，所述p-GaN材料层中掺杂有镁离子，且仅所述第一p-GaN层中的镁离子经激光选区退火的方式进行激活。

可选的，所述GaN HEMT结构具体包括：

衬底，以及沿远离所述衬底的方向上依次形成于所述衬底上的沟道层以及势垒层；其中，所述第一p-GaN层与所述第二p-GaN层形成于所述势垒层的表面；

源极金属层与漏极金属层；所述源极金属层与所述漏极金属层分别贯穿所述第一区域与所述第二区域的所述第二p-GaN层，且形成于所述势垒层的表面。

可选的，所述GaN HEMT器件还包括：