The invention discloses a power transistor and a preparation method thereof, wherein the high electron mobility, high electron mobility transistor includes: a substrate; a semiconductor layer on a substrate, wherein the semiconductor layer includes a channel layer and a heterogeneous structure, heterogeneous interface formation of two-dimensional electron gas, a groove is formed in the semiconductor layer on the gate region. And the lower semiconductor layer is thicker than the groove type transistor meet the conditions enhanced the thickness of the semiconductor layer; at the source and drain; located on the first dielectric layer in the groove; a plurality of bar located in the floating gate, the first dielectric layer are mutually insulated wherein a plurality of strip floating gate perpendicular to the channel length direction and parallel the second dielectric layer is arranged; coating a plurality of strip floating gate and the first dielectric layer; in the control gate dielectric layer on the second. The invention solves the problem that the process of the enhanced high electron mobility transistor is difficult to control and the process repeatability is poor, and the stability of the semiconductor device is improved.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体
,尤其涉及一种高电子迁移率晶体管及制备方法。
技术介绍
第三代宽禁带半导体材料因其优异的性能得到了飞速发展。由于AlGaN/GaN异质结压电极化和自发极化作用,半导体氮化镓的异质结构的沟道具有高电子(二维电子气)浓度、高电子迁移率及高电子饱和速度。目前,氮化镓高电子迁移率晶体管包括耗尽型器件,或称为常开器件,以及与常开器件相对应的增强型器件,或称为常关器件。但是,耗尽型器件的应用有局限性,而增强型氮化镓高电子迁移率晶体管是高速开关、高温GaN数字电路和射频集成电路的重要组成部分。氮化镓高电子迁移率晶体管属于平面沟道场效应晶体管。该器件工作原理上不同于MESFET和MOSFET的主要之处是:氮化镓高电子迁移率晶体管源漏间导电沟道是器件结构中自然形成的二维电子气(Two-dimensional electron gas,2DEG),而MESFET是掺杂薄层,MOSFET是场致反型层。在氮化镓高电子迁移率晶体管中,可通过调整栅极电压来改变2DEG的电子浓度,从而控制器件的工作状态。目前,比较常用的制备增强型氮化镓高电子迁移率晶体管的方法包括采用沉栅结构形成凹槽型器件,或栅极金属接触区氟等离子轰击处理,或形成栅下p型GaN盖帽层。但由于沉栅结构形成的凹槽型器件一般为常关器件,要求AlGaN层的剩余厚度达到极薄的常关器件条件,造成对AlGaN层的厚度及刻蚀深度的精度难以控制,工艺重复性差,导致器件均匀性差(阈值电压偏差大);另外,对于栅极金属接触区氟等离子轰击处理的方法,刻蚀过程中等离子对器件损伤严重,影响器件的稳定性;而栅下p型盖帽层 ...
【技术保护点】
一种高电子迁移率晶体管,其特征在于,包括:衬底;位于所述衬底上的半导体层,其中,所述半导体层包括沟道层和异质结构,异质界面形成二维电子气,栅极区域的半导体层上形成有凹槽,且所述凹槽下方半导体层的厚度大于满足增强型晶体管条件的厚度;位于所述半导体层上两端的源极和漏极;位于所述凹槽中的第一介质层;位于所述第一介质层上相互绝缘的多个条形浮栅,用于存储电子,得到增强型高电子迁移率晶体管,其中,所述多个条形浮栅垂直于沟道长度方向且平行排列;包覆所述多个条形浮栅和所述第一介质层的第二介质层;位于所述第二介质层上的控制栅。
【技术特征摘要】
1.一种高电子迁移率晶体管,其特征在于,包括:衬底;位于所述衬底上的半导体层,其中,所述半导体层包括沟道层和异质结构,异质界面形成二维电子气,栅极区域的半导体层上形成有凹槽,且所述凹槽下方半导体层的厚度大于满足增强型晶体管条件的厚度;位于所述半导体层上两端的源极和漏极;位于所述凹槽中的第一介质层;位于所述第一介质层上相互绝缘的多个条形浮栅,用于存储电子,得到增强型高电子迁移率晶体管,其中,所述多个条形浮栅垂直于沟道长度方向且平行排列;包覆所述多个条形浮栅和所述第一介质层的第二介质层;位于所述第二介质层上的控制栅。2.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管,其特征在于,所述半导体层包括:位于所述衬底上的成核层;位于所述成核层上的GaN沟道层;位于所述GaN沟道层上的AlGaN隔离层;其中,所述GaN沟道层和所述AlGaN隔离层构成AlGaN/GaN异质结构,所述凹槽下方的所述AlGaN隔离层的厚度为5nm~30nm。3.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管,其特征在于,所述多个条形浮栅材料为半绝缘材料或导体材料。4.根据权利要求3所述的高电子迁移率晶体管,其特征在于,所述多个条形浮栅材料包括富氧多晶硅或富硅的氮化硅。5.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管,其特征在于,在所述高电子迁移率晶体管出厂前,所述多个条形浮栅的一侧引出有同一个PAD端口,用于向所述多个条形浮栅中写入电子,以得到增强型高电子迁移率...
【专利技术属性】
技术研发人员:蒋苓利,沈忱,于洪宇,李涛,纪冬梅,
申请(专利权)人:南方科技大学,苏州珂晶达电子有限公司,
类型:发明
国别省市:广东;44
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