一种基于离子注入的GaN功率器件制造技术

本实用新型专利技术涉及半导体制造领域，公开了一种基于离子注入的GaN功率器件，包括SiC衬底和在SiC衬底上从下至上依次形成的GaN缓冲层、GaN沟道层及AlGaN势垒层，所述AlGaN势垒层与GaN沟道层形成异质结构，并在异质结界面处形成二维电子气沟道；还包括分别位于器件两端的第一隔离区和第二隔离区，所述第一隔离区和第二隔离区形成于AlGaN势垒层表面且延伸至所述GaN缓冲层内部。本实用新型专利技术器件两端具有第一隔离区和第二隔离区，第一隔离区和第二隔离区形成于AlGaN势垒层表面且延伸至GaN缓冲层内部，将器件有源区隔离开，可以减小器件的泄露电流。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于半导体制造领域，具体涉及一种基于离子注入的GaN功率器件。
技术介绍
由于宽禁带半导体氮化镓材料具有优异的转换效率和超高的输出功率，已逐渐的引起了国内外广泛的重视。目前很多厂家和研究所已经对GaN器件进行了大量的研究，在这其中，由于优秀的散热效果和可靠性，SiC基GaN目前已经成为国防通信、机载和空间系统中专用器件。多个公司已经将SiC基GaN产品实用化。但是，SiC基基于离子注入的GaN功率器件仍然存在泄漏电流较大、可靠性低的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于离子注入的GaN功率器件，该方法可以很好地解决上述问题。为达到上述要求，本技术采取的技术方案是：提供一种基于离子注入的GaN功率器件，包括SiC衬底和在SiC衬底上从下至上依次形成的GaN缓冲层、GaN沟道层及AlGaN势垒层，所述AlGaN势垒层与GaN沟道层形成异质结构，并在异质结界面处形成二维电子气沟道；还包括分别位于器件两端的第一隔离区和第二隔离区，所述第一隔离区和第二隔离区形成于AlGaN势垒层表面且延伸至所述GaN缓冲层内部；所述AlGaN势垒层上设置有栅极、源极及漏极，且栅极位于源极和漏极之间。优选的，第一隔离区和第二隔离区的厚度为200nm。与现有技术相比，本技术具有以下优点：器件两端具有第一隔离区和第二隔离区，第一隔离区和第二隔离区形成于AlGaN势垒层表面且延伸至GaN缓冲层内部，将器件有源区隔离开，可以减小器件的泄露电流。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本技术的结构示意图。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。本技术提供一种基于离子注入的GaN功率器件，如图1所示，包括SiC衬底和在SiC衬底上从下至上依次形成的GaN缓冲层、GaN沟道层及AlGaN势垒层，所述AlGaN势垒层与GaN沟道层形成异质结构，并在异质结界面处形成二维电子气沟道；还包括分别位于器件两端的第一隔离区和第二隔离区，所述第一隔离区和第二隔离区形成于AlGaN势垒层表面且延伸至所述GaN缓冲层内部；所述AlGaN势垒层上设置有栅极、源极及漏极，且栅极位于源极和漏极之间。进一步地，第一隔离区和第二隔离区的厚度为200nm。进一步地，第一隔离区和第二隔离区通过B离子多次注入形成，多次注入的剂量和能量从低到高，形成的第一隔离区和第二隔离区将器件有源区隔离开，有效的提高了器件的击穿电压，并且减小了器件的泄漏电流，且低剂量和能量的注入方式可有效的缓解高能离子注入对GaN器件表面的损伤，提高了器件的可靠性。其具体工艺步骤如下：AlGaN势垒层表面在涂覆一层3μm的光刻胶，利用隔离光刻版曝光；选用BF3源，采用离子注入机进行B离子注入，分批次注入，每批注入的剂量渐增，从9.6×1011cm-2到1.6×1012cm-2再到3.4×1012cm-2，注入能量也是逐步增加，典型值分别为20KeV，60KeV，120KeV，200KeV，总共注入14次；注入完成后，通过干法刻蚀去胶的方法，去掉2μm的光刻胶，剩余1μm采用湿法刻蚀方式去掉。该离子注入隔离结构中使用的GaNHEMT器件生长在SiC基衬底上面，具有大尺寸优势，典型器件为6英寸GaNHEMT晶圆。以上所述实施例仅表示本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能理解为对本技术范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术保护范围。因此本技术的保护范围应该以所述权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于离子注入的GaN功率器件，其特征在于，包括SiC衬底和在SiC衬底上从下至上依次形成的GaN缓冲层、GaN沟道层及AlGaN势垒层，所述AlGaN势垒层与GaN沟道层形成异质结构，并在异质结界面处形成二维电子气沟道；还包括分别位于器件两端的第一隔离区和第二隔离区，所述第一隔离区和第二隔离区形成于AlGaN势垒层表面且延伸至所述GaN缓冲层内部；所述AlGaN势垒层上设置有栅极、源极及漏极，且栅极位于源极和漏极之间。

【技术特征摘要】
1.一种基于离子注入的GaN功率器件，其特征在于，包括SiC衬底和在SiC衬底上从下至上依次形成的GaN缓冲层、GaN沟道层及AlGaN势垒层，所述AlGaN势垒层与GaN沟道层形成异质结构，并在异质结界面处形成二维电子气沟道；还包括分别位于器件两端的第一隔离区和第二隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎明，
申请(专利权)人：成都海威华芯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51