The invention provides a groove preparation method for GaN-based material, which comprises the following steps: coating photoresist on the surface of GaN-based material with a specific structure and lithography non-grooved area; etching non-grooved area and removing photoresist; placing GaN-based material in corrosive solution for corrosion; and the structure of GaN-based material from bottom to top including: epitaxial substrate, GaN buffer layer. Sacrifice layer, barrier layer and GaN cap layer. The gallium nitride-based groove structure prepared by the invention has uniform corrosion depth and no surface damage because the groove area is based on the full wet etching process and the high selectivity ratio of the etching solution to the sacrificial layer, which is beneficial to improving the device performance. At the same time, the method is simple, has high operability and repeatability, and is conducive to large-scale implementation.
【技术实现步骤摘要】
一种GaN基材料的凹槽制备方法
本专利技术是关于半导体
氮化镓基(GaN)材料,具体涉及一种GaN基材料的凹槽制备方法。
技术介绍
氮化镓基器件具有击穿场强大、电子迁移率高、饱和速度大等优点,被认为是下一代功率开关器件的有力竞争者,近年来备受研究者青睐。然而,由于GaN基异质结强大的压电极化和自发极化效应,常规基于GaN基异质结结构的HEMT(高电子迁移率晶体管)器件通常为耗尽型器件,即其阈值电压为负。这增加了其栅极驱动电路设计的难度和复杂性,同时耗尽型器件也存在失效安全方面的缺陷,因此很难具备商用能力。目前,凹槽栅技术是实现增强型GaNHEMT器件的有效方案之一。凹槽技术通过将栅极区域势垒层减薄至一定程度将其区域的二维电子气(2DEG)耗尽而保持其栅源和栅漏区域2DEG不变,进而实现增强型器件。然而,凹槽技术势垒层的减薄通常采用干法刻蚀完成,而干法刻蚀一方面由于精度难以精确控制造成刻蚀深度不均匀,另一方面刻蚀过程造成大量的表面缺陷,严重影响器件电学特性。另外一种凹槽技术采用高温氧化加湿法腐蚀能够实现自停止的势垒层减薄,然而该过程由于长时间的高温氧化容易造成GaN表面特性恶化,严重影响器件动态特性。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题,提供一种氮化镓基材料的凹槽制备方法,这种方法通过在HEMT结构中插入一层牺牲层结构,通过刻蚀非凹槽区域使牺牲层暴露于腐蚀液中,选择特定的腐蚀液完成牺牲层的腐蚀,而对其他层没有影响,进而完成凹槽结构制备。采用上述方案制备得到的凹槽结构,腐蚀深度均匀且表面无损伤,有利于提升凹槽型GaN器件的特性。为实现上述目的,本专利技术采 ...
【技术保护点】
1.一种GaN基材料的凹槽制备方法,其特征在于制备步骤为:1)在氮化镓基材料表面涂敷光刻胶并光刻非凹槽区域;2)再刻蚀非凹槽区域并去除光刻胶;3)然后将氮化镓基材料置于腐蚀性溶液中进行腐蚀,完成GaN基材料的凹槽制备;所述氮化镓基材料自下而上包括:外延衬底、GaN缓冲层、牺牲层、势垒层、GaN盖帽层;所述氮化镓基材料表面指GaN盖帽层;所述非凹槽区域被刻蚀深度部分至少包括牺牲层、势垒层、GaN盖帽层;所述制备得完成的凹槽的结构自下而上包括外延衬底、GaN缓冲层。
【技术特征摘要】
1.一种GaN基材料的凹槽制备方法,其特征在于制备步骤为:1)在氮化镓基材料表面涂敷光刻胶并光刻非凹槽区域;2)再刻蚀非凹槽区域并去除光刻胶;3)然后将氮化镓基材料置于腐蚀性溶液中进行腐蚀,完成GaN基材料的凹槽制备;所述氮化镓基材料自下而上包括:外延衬底、GaN缓冲层、牺牲层、势垒层、GaN盖帽层;所述氮化镓基材料表面指GaN盖帽层;所述非凹槽区域被刻蚀深度部分至少包括牺牲层、势垒层、GaN盖帽层;所述制备得完成的凹槽的结构自下而上包括外延衬底、GaN缓冲层。2.如权利要求1所述的GaN基材料的凹槽制备方法,其特征在于,所述外延衬底选择硅衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底中任意一种。3.如权利要求1所述的GaN基材料的凹槽制备方法,其特征在于,所述GaN缓冲层包括高阻GaN层和GaN沟道层,其中高阻GaN层采用碳掺杂GaN层或铁掺杂GaN层。4.如权利要求1所述的GaN基材料的凹槽制备方法,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐哲,周阳,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院电子工程研究所,
类型:发明
国别省市:四川,51
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