The invention discloses an enhanced AlGaN/GaN high electron mobility transistor has some intrinsic GaN cap layer P GaN. The transistor structure introduces an intrinsic GaN cap layer at the gate of the transistor and the edge of the P type GaN dielectric layer, and the intrinsic GaN cap layer reduces the two-dimensional electron gas concentration of the conductive channel in the region, thereby achieving an electric field modulation effect. By generating a new electric field peak, a high electric field at the gate edge is reduced, so that the electric field distribution on the transistor surface is more uniform. Compared with the traditional P GaN enhanced structure, novel structure breakdown voltage and reliability are improved obviously.
【技术实现步骤摘要】
一种p-GaN增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管
本专利技术涉及半导体器件
,特别是涉及一种p-GaN增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管。
技术介绍
由于以Si和GaAs为代表的第一代和第二代半导体材料的局限性,第三代宽禁带半导体材料因为其优异的性能得到了飞速发展。GaN材料作为第三代半导体材料的核心之一,相比Si,GaAs和SiC特殊之处在于其所具有的极化效应。利用这种特殊性,人们研制了AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管,AlGaN/GaNHEMTs是以AlGaN/GaN异质结材料为基础而制造的GaN基微电子器件。AlGaN/GaN异质结通过自发极化和压电极化效应在异质结界面处形成高密度二维电子气(twodimensionalelectrongas,2DEG),这种二维电子气在空间上与电离杂质分离,从而具有很高的迁移率,使AlGaN/GaNHEMTs具有很低的导通电阻。与传统的场效应晶体管(FET)器件相比,AlGaN/GaNHEMTs具有高跨导、高饱和电流以及高截止频率等优良特性。而且,实验证明,GaN基HEMTs在1000K的高温下仍然保持着良好的直流特性,从而为高温环境应用提供了可靠的保证。由于AlGaN/GaN异质结得天独厚的优势,AlGaN/GaN异质结材料的生长和AlGaN/GaNHEMTs器件的研制始终占据着GaN基电子器件研究的主要地位。按照零栅压时器件的工作状态,AlGaN/GaNHEMTs可分为耗尽型(常开)和增强型(常关)两大类:栅压为零时,导电沟道开启,施加负偏压时,沟道关断的器件,称为耗尽型器件;相反,只 ...
【技术保护点】
一种p‑GaN增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管,包括:半绝缘衬底;位于所述半绝缘衬底上异质外延生长的AlN成核层;位于所述AlN成核层上生长的GaN缓冲层;位于所述GaN缓冲层上生长的AlGaN势垒层;分列于所述AlGaN势垒层上的源极、p型GaN介质层以及漏极;位于所述p型GaN介质层上的栅极;其特征在于:在AlGaN势垒层上还外延生长有与p型GaN介质层边缘邻接的本征GaN帽层,所述本征GaN帽层部分覆盖或者完全覆盖栅极和漏极之间的区域,其长度与对沟道2DEG浓度调制的需要有关。
【技术特征摘要】
1.一种p-GaN增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管,包括:半绝缘衬底;位于所述半绝缘衬底上异质外延生长的AlN成核层;位于所述AlN成核层上生长的GaN缓冲层;位于所述GaN缓冲层上生长的AlGaN势垒层;分列于所述AlGaN势垒层上的源极、p型GaN介质层以及漏极;位于所述p型GaN介质层上的栅极;其特征在于:在AlGaN势垒层上还外延生长有与p型GaN介质层边缘邻接的本征GaN帽层,所述本征GaN帽层部分覆盖或者完全覆盖栅极和漏极之间的区域,其长度与对沟道2DEG浓度调制的需要有关。2.如权利要求1所述的p-GaN增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管,其特征在于:所述p型GaN介质层是通过在AlGaN势垒层表面外延生长p型GaN层,然后刻蚀形成的。3.如权利要求2所述的p-GaN增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管,其特征在于:所述P型GaN层是通过掺Mg,然后退火形成的。4.如权利要求1所述的p-GaN增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管,其特征在于:所述栅极...
【专利技术属性】
技术研发人员:段宝兴,郭海君,谢慎隆,袁嵩,杨银堂,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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