GaN HEMT器件制造技术

本实用新型专利技术提供了一种GaN HEMT器件，其包括由下自上依次层叠的衬底、AlN成核层、GaN过渡层和AlGaN肖特基势垒层，GaN过渡层和AlGaN肖特基势垒层之间形成有二维电子气，AlGaN肖特基势垒层上具有欧姆区域，欧姆区域内开设有至少两个孔洞，孔洞从AlGaN肖特基势垒层的表面嵌入AlGaN肖特基势垒层内部，欧姆区域上生长有源极金属或漏极金属，源极金属或漏极金属填满孔洞并覆盖欧姆区域。通过上述方式，本实用新型专利技术能够在降低器件欧姆接触电阻的同时，较大限度地降低对器件造成的损伤。

GaN HEMT devices

The utility model provides a GaN HEMT device, comprising a bottom-up sequentially stacked substrate, AlN nucleation layer, GaN layer and AlGaN Schottky barrier layer, a two-dimensional electron gas formed between GaN and AlGaN transition layer Schottky barrier layer with Ohm region AlGaN Schottky barrier layer, Ohm region which are provided with at least two holes, holes from the surface of embedded AlGaN Schottky barrier layer AlGaN Schottky barrier layer, growth pole active metal or drain metal ohmic region, source drain metal or metal fill holes and covering the ohmic region. The utility model can reduce the ohmic contact resistance of the device and reduce the damage to the device at the same time.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体器件领域，特别是涉及一种GaNHEMT器件。
技术介绍
GaN是第三代半导体材料的典型代表，在电力电子领域和通信领域有着广阔的应用前景。由于GaN器件开态电阻小，在电力电子领域有利于提高设备电能利用效率，更加节能，而且GaN电力电子器件可以工作在1MHz以上的频率，有利于提高集成度，减小设备体积。由于GaN器件的禁带宽度大，工作温度高，操作电压高，在高频大功率通信领域有广泛地用途。GaNHEMT器件的欧姆接触性能，直接影响器件的功率输出特性、器件可靠性等关键指标，是决定GaNHEMT器件好坏的关键因素之一。为了降低欧姆接触，在退火工艺基础上，现有技术采用了一些其他方法，但这些方法均有不足之处：如利用刻蚀技术在欧姆接触区域形成凹台面，但由于欧姆接触区域较大，不仅刻蚀深度不易控制，且整个台面易出现侧面刻蚀现象(undercut)现象，影响周围的肖特基势垒层、2DEG(二维电子气)等；又如采用先刻蚀再次生长的方法，虽可实现欧姆接触区域的重掺杂，降低退火温度，甚至不用退火，但工艺较复杂，单片周期较长，不利于大批量生产。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种GaNHEMT器件，能够在降低器件欧姆接触电阻的同时，较大限度地降低对器件造成的损伤。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种GaNHEMT器件，包括由下自上依次层叠的衬底、AlN成核层、GaN过渡层和AlGaN肖特基势垒层，所述GaN过渡层和AlGaN肖特基势垒层之间形成有二维电子气，所述AlGaN肖特基势垒层上具有欧姆区域，所述欧姆区域内开设有至少两个孔洞，所述孔洞从所述AlGaN肖特基势垒层的表面嵌入所述AlGaN肖特基势垒层内部，所述欧姆区域上生长有源极金属或漏极金属，所述源极金属或漏极金属填满所述孔洞并覆盖所述欧姆区域。优选地，所述孔洞与所述欧姆区域的边缘之间的最小距离大于或等于10nm。优选地，所述孔洞的形状为圆形、长方形或椭圆形。优选地，所述至少两个孔洞等间距分布。优选地，所述孔洞的深度为10-50nm。优选地，所述源极金属或漏极金属为Ti/Al/Ti/Au合金或Ti/Al/Ni/Au合金。区别于现有技术的情况，本技术的有益效果是：可以增大了合金化的接触面积，缩短了金属与沟道的距离，与完全刻蚀欧姆接触区域形成凹台面相比，可以有效降低了刻蚀时间，具有结构简单，易于实现，可用于大批量生产的优点。附图说明图1是本技术实施例GaNHEMT器件的结构示意图。图2是图1所示的GaNHEMT器件的AlGaN肖特基势垒层的俯视示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参见图1，是本技术实施例GaNHEMT器件的结构示意图。本实施例的GaNHEMT器件包括由下自上依次层叠的衬底1、AlN成核层2、GaN过渡层3和AlGaN肖特基势垒层4，GaN过渡层3和AlGaN肖特基势垒层4之间形成有二维电子气31，AlGaN肖特基势垒层4上具有欧姆区域41，欧姆区域41内开设有至少两个孔洞42，孔洞42从AlGaN肖特基势垒层4的表面嵌入AlGaN肖特基势垒层4内部，欧姆区域41上生长有源极金属或漏极金属，源极金属或漏极金属填满孔洞42并覆盖欧姆区域41。在本实施例中，欧姆区域41有两处，两处欧姆区域41上分别生长源极金属43和漏极金属44。由于仅仅在AlGaN肖特基势垒层4上开设孔洞，可以减少孔洞对周围肖特基势垒以及二维电子气31的损伤，进而能够较大限度地降低对器件造成的损伤，利用孔洞42可以增大合金化的接触面积，缩短金属与沟道的距离。在本实施例中，源极金属43或漏极金属44可以为Ti/Al/Ti/Au合金或Ti/Al/Ni/Au合金。孔洞42通常通过刻蚀工艺形成，为了避免刻蚀工艺影响到AlGaN肖特基势垒层4，在本实施例中，孔洞42与欧姆区域41的边缘之间留有间隙，具体而言，孔洞42与欧姆区域41的边缘之间的最小距离大于或等于10nm。孔洞42的深度小于AlGaN肖特基势垒层4的厚度，孔洞42的深度优选为10-50nm。由于仅仅是在AlGaN肖特基势垒层4上开设孔洞42，与完全刻蚀欧姆接触区域形成凹台面相比，可以有效降低刻蚀时间。孔洞42的形状可以为圆形、长方形或椭圆形，请参见图2，图(a)中的孔洞42为长方形，图(b)中的孔洞42为椭圆形。图中，至少两个孔洞42等间距分布。当然，在其他一些实施例中，至少两个孔洞42也可以非等间距分布。通过上述方式，本技术实施例的GaNHEMT器件通过在AlGaN肖特基势垒层上的欧姆区域开设孔洞，源极金属或漏极金属填满空洞并覆盖欧姆区域，从而能够在降低器件欧姆接触电阻的同时，较大限度地降低对器件造成的损伤。以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本技术的专利保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaN HEMT器件，其特征在于，包括由下自上依次层叠的衬底、AlN成核层、GaN过渡层和AlGaN肖特基势垒层，所述GaN过渡层和AlGaN肖特基势垒层之间形成有二维电子气，所述AlGaN肖特基势垒层上具有欧姆区域，所述欧姆区域内开设有至少两个孔洞，所述孔洞从所述AlGaN肖特基势垒层的表面嵌入所述AlGaN肖特基势垒层内部，所述欧姆区域上生长有源极金属或漏极金属，所述源极金属或漏极金属填满所述孔洞并覆盖所述欧姆区域。

【技术特征摘要】
1.一种GaNHEMT器件，其特征在于，包括由下自上依次层叠的衬
底、AlN成核层、GaN过渡层和AlGaN肖特基势垒层，所述GaN过渡层
和AlGaN肖特基势垒层之间形成有二维电子气，所述AlGaN肖特基势垒
层上具有欧姆区域，所述欧姆区域内开设有至少两个孔洞，所述孔洞从
所述AlGaN肖特基势垒层的表面嵌入所述AlGaN肖特基势垒层内部，所
述欧姆区域上生长有源极金属或漏极金属，所述源极金属或漏极金属填
满所述孔洞并覆盖所述欧姆区域。
2.根据权利要求1所述的GaNHEMT器件，其特征在于，所述孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈一峰，
申请(专利权)人：成都嘉石科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51