一种新型高可靠性GaNHEMT器件及其制备方法

专利2023-07-17  110


一种新型高可靠性gan hemt器件及其制备方法
技术领域
1.本发明属于半导体功率器件技术领域,具体涉及一种新型高可靠性gan hemt器件及其制备方法。


背景技术:

2.近年来,人们对于传统si基器件的研究已逐渐逼近物理极限,为进一步减小芯片面积、提高击穿电压、降低导通电阻,gan材料凭借着其禁带宽度大、高击穿电场、抗辐照、耐高温等优点而得到广泛应用。
3.gan基hemt器件的耐压和可靠性问题往往受多种因素制约。gan基hemt器件漏极附近处的电场强度会达到峰值,进而使得器件在长时间的高场应力作用下发生退化,甚至直接击穿。为解决这一问题,相关技术中采用不同种类的场板结构来均匀化漏源电场,削减峰值电场,以达到提高器件击穿电压的目的。
4.然而,已有的场板结构是在漏端连接金属场板,场板位于钝化层上方等,此类结构具有一定的局限性,特别是对于gan这种高击穿场强材料来说,其对表面电场均匀化的作用十分有限。因此,提高gan hemt器件的长期可靠性仍然是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素:

5.为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种新型高可靠性gan hemt器件及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
6.第一方面,本发明提供一种新型高可靠性gan hemt器件的制备方法,包括:
7.提供衬底;
8.在所述衬底的一侧表面外延生长aln材料,形成成核层;
9.在所述成核层远离衬底的一侧表面外延生长gan材料,形成过渡层;
10.在所述过渡层远离衬底的一侧表面外延生长algan材料,形成势垒层,并在所述势垒层远离衬底的一侧制备源极和漏极;
11.刻蚀所述势垒层和所述过渡层的两端形成台面,并在所述源极、漏极和势垒层远离衬底的一侧淀积hfo2薄膜,形成绝缘介质层;
12.在所述绝缘介质层远离衬底的一侧制备栅极;
13.在所述绝缘介质层和所述栅极远离衬底的一侧淀积形成钝化层;沿垂直于衬底所在平面的方向,钝化层的正投影与所述势垒层的正投影重合;
14.刻蚀所述钝化层远离衬底的一侧表面后,淀积掺氧的半绝缘多晶硅,形成栅场板;沿垂直于衬底所在平面的方向,所述栅极的正投影位于源、漏极的正投影之间,所述栅场板的正投影为近似s型,且所述栅场板第一端、第二端的正投影分别与栅、漏极的正投影交叠;
15.在所述钝化层和所述栅场板远离衬底的一侧形成保护层,得到制备完成的gan hemt器件。
16.在本发明的一个实施例中,所述在所述源极、漏极和势垒层远离衬底的一侧淀积
hfo2薄膜,形成绝缘介质层的步骤,包括:
17.利用原子层沉积技术,在所述源极、漏极和势垒层远离衬底的一侧制备hfo2薄膜,形成绝缘介质层;沿垂直于衬底所在平面的方向,hfo2薄膜的厚度为20nm。
18.在本发明的一个实施例中,所述刻蚀所述钝化层远离衬底的一侧表面后,淀积掺氧的半绝缘多晶硅,形成栅场板的步骤,包括:
19.在所述钝化层远离衬底的一侧表面制作掩膜后,利用感应耦合等离子体干法刻蚀技术进行刻蚀,形成凹槽;
20.利用电子束蒸发技术在凹槽内淀积掺氧的半绝缘多晶硅,形成栅场板。
21.在本发明的一个实施例中,所述栅场板的第一端与所述栅极电气连接,所述栅场板的第二端与所述漏极电气连接。
22.在本发明的一个实施例中,所述在所述衬底的一侧表面外延生长aln材料,形成成核层的步骤,包括:
23.利用金属有机化合物化学气相沉积mocvd技术,在所述衬底的一侧表面外延生长低温aln成核层,并在所述低温aln成核层远离衬底的一侧表面外延生长高温aln成核层;
24.其中,沿垂直于衬底所在平面的方向,所述低温aln成核层的厚度为30nm,所述高温aln成核层的厚度为170nm。
25.在本发明的一个实施例中,所述在所述过渡层远离衬底的一侧表面外延生长algan材料,形成势垒层的步骤,包括:
26.以三甲基铝为铝源、三甲基镓为镓源、氨气为氨源,利用mocvd技术在所述过渡层远离衬底的一侧表面淀积未掺杂的al
0.2
ga
0.8
n势垒层;其中,沿垂直于衬底所在平面的方向,所述势垒层的厚度为10nm。
27.第二方面,本发明提供一种新型高可靠性gan hemt器件,包括:
28.衬底;
29.位于所述衬底一侧的成核层;
30.位于所述成核层远离衬底一侧的过渡层;
31.位于所述过渡层远离衬底一侧的势垒层;
32.位于所述势垒层远离衬底一侧的源极和漏极,且源、漏极位于所述势垒层的两端;
33.位于所述势垒层和所述源、漏极远离衬底一侧的绝缘介质层;
34.位于所述绝缘介质层远离衬底一侧的栅极;
35.位于所述绝缘介质层远离衬底一侧的钝化层;
36.位于所述钝化层远离衬底一侧的栅场板;沿垂直于衬底所在平面的方向,所述钝化层的正投影与所述势垒层的正投影重合,所述栅极的正投影位于源、漏极的正投影之间,所述栅场板的正投影为近似s型,且所述栅场板第一端、第二端的正投影分别与栅、漏极的正投影交叠;
37.位于所述钝化层和所述栅场板远离衬底一侧的保护层。
38.与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
39.本发明提供一种新型高可靠性gan hemt器件及其制备方法,通过采用电阻场板来优化表面电场,电阻场板能够防止外界有害杂质离子沾污并缓和离子感生电场对器件电场分布的影响。
40.此外,在垂直于衬底所在平面的方向上,栅场板的正投影为近似s型,此种近似s型的场板结构可充分利用漂移区面积,进而优化整个沟道的电场分布,使得电场的分布更加均匀,极大地提高横向器件的击穿效率;另一方面,s型结构场板的弯曲密集程度可根据实际沟道电场分布进行调制,例如电场峰指处场板的弯曲密集、电场平缓处场板的弯曲稀疏,如此可最大限度地发挥场板均匀沟道电场分布的作用,改善器件击穿特性。
41.以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
42.图1是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种流程图;
43.图2是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图;
44.图3是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图;
45.图4是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图;
46.图5是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图;
47.图6是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图;
48.图7是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图;
49.图8是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图;
50.图9是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图;
51.图10是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图;
52.图11是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图;
53.图12是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图;
54.图13是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图。
具体实施方式
55.下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
56.图1是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件及其制备方法的一种流程图,图2-13是本发明实施例提供的新型高可靠性gan hemt器件制备方法的一种示意图。如图1-13所示,本实施例提供一种新型高可靠性gan hemt器件的制备方法,包括:
57.s1、提供衬底;
58.s2、在衬底的一侧表面外延生长aln材料,形成成核层;
59.s3、在成核层远离衬底的一侧表面外延生长gan材料,形成过渡层;
60.s4、在过渡层远离衬底的一侧表面外延生长algan材料,形成势垒层,并在势垒层远离衬底的一侧制备源极和漏极;
61.s5、刻蚀势垒层和过渡层的两端形成台面,并在源极、漏极和势垒层远离衬底的一侧淀积hfo2薄膜,形成绝缘介质层;
62.s6、在绝缘介质层远离衬底的一侧制备栅极;
63.s7、在绝缘介质层和栅极远离衬底的一侧淀积形成钝化层;沿垂直于衬底所在平面的方向,钝化层的正投影与势垒层的正投影重合;
64.s8、刻蚀钝化层远离衬底的一侧表面后,淀积掺氧的半绝缘多晶硅,形成栅场板;
沿垂直于衬底所在平面的方向,栅极的正投影位于源、漏极的正投影之间,栅场板的正投影为近似s型,且栅场板第一端、第二端的正投影分别与栅、漏极的正投影交叠;
65.s9、在钝化层和栅场板远离衬底的一侧形成保护层,得到制备完成的gan hemt器件。
66.具体地,在制作上述gan hemt器件的过程中,首先提供一si衬底,并在si衬底的一侧表面依次外延生长aln成核层、gan过渡层和algan势垒层;接着,在势垒层上制作掩膜,并使用电子束蒸发技术在势垒层上淀积金属ti/al/ni/au,在n2中经快速热退火后形成欧姆接触,从而在图2所示势垒层的左右两端制得源极和漏极。本实施例中,ti、al、ni、au金属自下而上排布,厚度分别为0.02μm、0.133μm、0.04μm、0.06μm。
67.进一步地,如图7所示,在势垒层上制作掩膜,使用反应离子刻蚀技术分别对源极左侧、漏极右侧的势垒层和过渡层进行刻蚀,形成台面。需要说明的是,步骤s5中的刻蚀深度应至少大于势垒层的厚度,图7中虽然仅示出了台面形成于成核层之上的情况,但在本技术的一些其他实施例中,台面也可以形成于过渡层上,本技术对此不做限定。
68.示例性地,制作台面时的刻蚀深度为1.01μm。
69.步骤s5-s6中,在源极、漏极的上方以及势垒层的上方淀积hfo2薄膜制作绝缘介质层,而后在绝缘介质层上方制作掩膜,并使用电子束蒸发技术淀积ni/au金属,制备栅极,沿垂直于衬底所在平面的方向,栅极的正投影位于源、漏极的正投影之间。可选地,ni金属位于au金属靠近衬底的一侧,即ni金属位于下层、au金属位于上层,此种设计方式不仅可以保证栅电极具有较强的粘附性,还能够减小栅电阻,提升器件的频率特性。
70.示例性地,沿垂直于衬底所在平面的方向,ni金属的厚度为0.026μm,au金属的厚度为0.11μm。
71.步骤s7中,使用pecvd技术在栅极上部和绝缘介质层的其余区域上部淀积厚度为2μm的sin,形成钝化层。应当理解,绝缘介质层的其余区域是指:绝缘介质层中除栅极在垂直于衬底所在平面的方向上的正投影之外的区域;另外,为了确保在制作过程中不损伤器件表面,本步骤可先采用低功率淀积一层较薄的sin钝化层,再加大功率淀积出较厚的sin钝化层。
72.步骤s8-s9中,刻蚀钝化层远离衬底的一侧表面后,淀积掺氧的半绝缘多晶硅,形成栅场板,其中,栅场板的第一端位于栅极上方、第二端位于漏极上方,且第一端与栅极电气相连、第二端与漏极电气相连。进一步地,为了削弱环境气氛对栅极场板电特性的影响,采用pecvd技术在钝化层和栅场板的上方淀积绝缘介质材料,形成保护层,绝缘介质材料可以选择性使用sio2,厚度为3.0μm,至此可获得图13所示的新型高可靠性gan hemt功率器件。
73.需要说明的是,本实施例在制作过程中利用掺氧的半绝缘多晶硅制作栅场板,因此该场板为电阻型场板,电阻场板能够防止外界有害杂质离子沾污并缓和离子感生电场对器件电场分布的影响。此外,由于栅场板呈近似s型,此种近似s型的场板结构可充分利用漂移区面积,进而优化整个沟道的电场分布,使得电场的分布更加均匀,极大地提高横向器件的击穿效率;另一方面,s型结构场板的弯曲密集程度可根据实际沟道电场分布进行调制,例如电场峰指处场板的弯曲密集、电场平缓处场板的弯曲稀疏,如此可最大限度地发挥场板均匀沟道电场分布的作用,改善器件击穿特性。
74.如图3所示,上述步骤s2中,在衬底的一侧表面外延生长aln材料,形成成核层的步骤,包括:
75.利用金属有机化合物化学气相沉积mocvd技术,在衬底的一侧表面外延生长低温aln成核层,并在低温aln成核层远离衬底的一侧表面外延生长高温aln成核层;
76.其中,沿垂直于衬底所在平面的方向,低温aln成核层的厚度为30nm,高温aln成核层的厚度为170nm。
77.可选地,步骤s3中,在高温氢气环境中异质外延生长如图4所示的过渡层,使用横向外延过生长技术(elog)能够获得低缺陷密度的gan过渡层。示例性地,在垂直于衬底所在平面的方向上,gan过渡层的厚度为1μm。
78.请参见图5,上述步骤s4中,在过渡层远离衬底的一侧表面外延生长algan材料,形成势垒层的步骤,包括:
79.以三甲基铝为铝源、三甲基镓为镓源、氨气为氨源,利用mocvd技术在过渡层远离衬底的一侧表面淀积未掺杂的al
0.2
ga
0.8
n势垒层;其中,沿垂直于衬底所在平面的方向,势垒层的厚度为10nm。
80.需要说明的是,上述过程中需要控制好掺入的
ⅲ‑ⅴ
族元素杂质之比。
81.如图8所示,上述步骤s5中,在源极、漏极和势垒层远离衬底的一侧淀积hfo2薄膜,形成绝缘介质层的步骤,包括:
82.利用原子层沉积技术,在源极、漏极和势垒层远离衬底的一侧制备hfo2薄膜,形成绝缘介质层;沿垂直于衬底所在平面的方向,hfo2薄膜的厚度为20nm。
83.如图11-12所示,上述步骤s8中,刻蚀钝化层远离衬底的一侧表面后,淀积掺氧的半绝缘多晶硅,形成栅场板的步骤,包括:
84.在钝化层远离衬底的一侧表面制作掩膜后,利用反应离子刻蚀技术进行刻蚀,形成凹槽;
85.利用电子束蒸发技术在凹槽内淀积掺氧的半绝缘多晶硅,形成栅场板。
86.本实施例中,首先在钝化层远离衬底的一侧表面制作掩膜,然后利用反应离子刻蚀技术对栅、漏极之间的钝化层进行刻蚀,制成凹槽,其中,凹槽的深度为0.14μm,凹槽宽度为0.47μm,长度为4.52μm,凹槽从栅极上方弯曲延伸至漏极上方,近似呈s型。
87.接着,在凹槽内淀积掺氧的半绝缘多晶硅制作漏极场板。具体而言,使用电子束蒸发技术在凹槽内淀积掺氧的半绝缘多晶硅,所淀积的半绝缘多晶硅应完全填充凹槽,并将栅场板的第一端置于栅极上方、第二端置于漏极上方。为保证栅极场板具有合适的电阻值,半绝缘多晶硅的掺氧量由器件实际长度决定,氧含量一般在0.3%~20%之间,优选地,掺氧量为0.5%。
88.需要说明的是,栅场板实际的弯曲形状可根据电场分布灵活调整,例如电场峰值处场板弯曲密集,电场平缓处场板弯曲稀疏。
89.如图13所示,本发明实施例还提供一种新型高可靠性gan hemt器件,包括:
90.衬底;
91.位于衬底一侧的成核层;
92.位于成核层远离衬底一侧的过渡层;
93.位于过渡层远离衬底一侧的势垒层;
94.位于势垒层远离衬底一侧的源极和漏极,且源、漏极位于势垒层的两端;
95.位于势垒层和所述源、漏极远离衬底一侧的绝缘介质层;
96.位于绝缘介质层远离衬底一侧的栅极;
97.位于绝缘介质层远离衬底一侧的钝化层;
98.位于钝化层远离衬底一侧的栅场板;沿垂直于衬底所在平面的方向,钝化层的正投影与势垒层的正投影重合,栅极的正投影位于源、漏极的正投影之间,栅场板的正投影为近似s型,且栅场板第一端、第二端的正投影分别与栅、漏极的正投影交叠;
99.位于钝化层和栅场板远离衬底一侧的保护层。
100.本实施例中,上述新型高可靠性gan hemt器件包括自下而上依次排布的衬底、成核层、过渡层、势垒层、绝缘介质层、钝化层、栅场板和保护层,源、漏极位于势垒层的两端,即绝缘介质层的左右两侧,栅极位于绝缘介质层远离势垒层的一侧,源极和漏极通过接触孔将电极引出,栅场板的第一端位于栅极上方、第二端位于漏极的上方且与漏极电气连接,栅场板呈近似s型。
101.通过上述各实施例可知,本发明的有益效果在于:
102.本发明提供一种新型高可靠性gan hemt器件及其制备方法,通过采用电阻场板来优化表面电场,电阻场板能够防止外界有害杂质离子沾污并缓和离子感生电场对器件电场分布的影响。
103.此外,在垂直于衬底所在平面的方向上,栅场板的正投影为近似s型,此种近似s型的场板结构可充分利用漂移区面积,进而优化整个沟道的电场分布,使得电场的分布更加均匀,极大地提高横向器件的击穿效率;另一方面,s型结构场板的弯曲密集程度可根据实际沟道电场分布进行调解,例如电场峰指处场板的弯曲密集、电场平缓处场板的弯曲稀疏,如此可最大限度地发挥场板均匀沟道电场分布的作用,改善器件击穿特性。
104.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
105.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
106.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
107.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
108.尽管在此结合各实施例对本技术进行了描述,然而,在实施所要求保护的本技术过程中,本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书,可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中,“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤,“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施,但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
109.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征:
1.一种新型高可靠性gan hemt器件的制备方法,其特征在于,包括:提供衬底;在所述衬底的一侧表面外延生长aln材料,形成成核层;在所述成核层远离衬底的一侧表面外延生长gan材料,形成过渡层;在所述过渡层远离衬底的一侧表面外延生长algan材料,形成势垒层,并在所述势垒层远离衬底的一侧制备源极和漏极;刻蚀所述势垒层和所述过渡层的两端形成台面,并在所述源极、漏极和势垒层远离衬底的一侧淀积hfo2薄膜,形成绝缘介质层;在所述绝缘介质层远离衬底的一侧制备栅极;在所述绝缘介质层和所述栅极远离衬底的一侧淀积形成钝化层;沿垂直于衬底所在平面的方向,钝化层的正投影与所述势垒层的正投影重合;刻蚀所述钝化层远离衬底的一侧表面后,淀积掺氧的半绝缘多晶硅,形成栅场板;沿垂直于衬底所在平面的方向,所述栅极的正投影位于源、漏极的正投影之间,所述栅场板的正投影为近似s型,且所述栅场板第一端、第二端的正投影分别与栅、漏极的正投影交叠;在所述钝化层和所述栅场板远离衬底的一侧形成保护层,得到制备完成的gan hemt器件。2.根据权利要求1所述的新型高可靠性gan hemt器件的制备方法,其特征在于,所述在所述源极、漏极和势垒层远离衬底的一侧淀积hfo2薄膜,形成绝缘介质层的步骤,包括:利用原子层沉积技术,在所述源极、漏极和势垒层远离衬底的一侧制备hfo2薄膜,形成绝缘介质层;沿垂直于衬底所在平面的方向,hfo2薄膜的厚度为20nm。3.根据权利要求1所述的新型高可靠性gan hemt器件的制备方法,其特征在于,所述刻蚀所述钝化层远离衬底的一侧表面后,淀积掺氧的半绝缘多晶硅,形成栅场板的步骤,包括:在所述钝化层远离衬底的一侧表面制作掩膜后,利用感应耦合等离子体干法刻蚀技术进行刻蚀,形成凹槽;利用电子束蒸发技术在凹槽内淀积掺氧的半绝缘多晶硅,形成栅场板。4.根据权利要求3所述的新型高可靠性gan hemt器件的制备方法,其特征在于,所述栅场板的第一端与所述栅极电气连接,所述栅场板的第二端与所述漏极电气连接。5.根据权利要求1所述的新型高可靠性gan hemt器件的制备方法,其特征在于,所述在所述衬底的一侧表面外延生长aln材料,形成成核层的步骤,包括:利用金属有机化合物化学气相沉积mocvd技术,在所述衬底的一侧表面外延生长低温aln成核层,并在所述低温aln成核层远离衬底的一侧表面外延生长高温aln成核层;其中,沿垂直于衬底所在平面的方向,所述低温aln成核层的厚度为30nm,所述高温aln成核层的厚度为170nm。6.根据权利要求1所述的新型高可靠性gan hemt器件的制备方法,其特征在于,所述在所述过渡层远离衬底的一侧表面外延生长algan材料,形成势垒层的步骤,包括:以三甲基铝为铝源、三甲基镓为镓源、氨气为氨源,利用mocvd技术在所述过渡层远离衬底的一侧表面淀积未掺杂的al
0.2
ga
0.8
n势垒层;其中,沿垂直于衬底所在平面的方向,所述势垒层的厚度为10nm。
7.一种新型高可靠性gan hemt器件,其特征在于,包括:衬底;位于所述衬底一侧的成核层;位于所述成核层远离衬底一侧的过渡层;位于所述过渡层远离衬底一侧的势垒层;位于所述势垒层远离衬底一侧的源极和漏极,且源、漏极位于所述势垒层的两端;位于所述势垒层和所述源、漏极远离衬底一侧的绝缘介质层;位于所述绝缘介质层远离衬底一侧的栅极;位于所述绝缘介质层远离衬底一侧的钝化层;位于所述钝化层远离衬底一侧的栅场板;沿垂直于衬底所在平面的方向,所述钝化层的正投影与所述势垒层的正投影重合,所述栅极的正投影位于源、漏极的正投影之间,所述栅场板的正投影为近似s型,且所述栅场板第一端、第二端的正投影分别与栅、漏极的正投影交叠;位于所述钝化层和所述栅场板远离衬底一侧的保护层。

技术总结
本发明公开了一种新型高可靠性GaN HEMT器件及其制备方法,包括:提供衬底;在衬底的一侧表面形成成核层、过渡层和势垒层,并在势垒层远离衬底的一侧制备源极和漏极;刻蚀势垒层和过渡层的两端形成台面,并在源极、漏极和势垒层远离衬底的一侧淀积HfO2薄膜,形成绝缘介质层;在绝缘介质层远离衬底的一侧制备栅极;在绝缘介质层和栅极远离衬底的一侧淀积形成钝化层;刻蚀钝化层远离衬底的一侧表面后,淀积掺氧的半绝缘多晶硅,形成栅场板;沿垂直于衬底所在平面的方向,栅场板的正投影为近似S型;在栅场板和钝化层远离衬底的一侧形成保护层,得到制备完成的GaN HEMT器件。本发明可使栅漏间的电场分布更加均匀,从而极大地提高器件的长期可靠性以及击穿效率。件的长期可靠性以及击穿效率。件的长期可靠性以及击穿效率。


技术研发人员:袁嵩 张世杰 江希 姜涛 严兆恒 何艳静 弓小武
受保护的技术使用者:西安电子科技大学
技术研发日:2022.06.24
技术公布日:2022/11/1
转载请注明原文地址: https://tieba.8miu.com/read-3957.html

最新回复(0)