一种新型GaN基增强型HEMT器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种GaN基增强型HEMT器件，该HEMT器件包括：GaN本征层和势垒层依次生长在衬底上；高空穴浓度结构层覆盖在势垒层上表面部分区域；第一和第二金属电极位于势垒层上表面未被高空穴浓度结构层覆盖的部分区域；第三金属电极覆盖于高空穴浓度结构层的上表面；钝化保护层覆盖在势垒层上表面未被高空穴浓度结构层、第一金属电极和第二金属电极覆盖的区域；其中，第一金属电极和第二金属电极与势垒层之间形成欧姆接触，第三金属电极与高空穴浓度结构层之间形成肖特基接触。本发明专利技术还公开了一种GaN基增强型HEMT器件的制备方法。本发明专利技术可靠性高，重复性好，通过选择不同的组分渐变范围、不同的氮化物合金及其掺杂浓度和厚度可以实现对器件阈值电压的调节，使制得的器件满足不同的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制作领域，具体涉及在GaN异质结结构上加入新型组分渐变的p型多元氮化物合金的GaN基增强型HEMT器件及其制备方法。
技术介绍
GaN材料因其具备禁带宽度大，临界击穿电场高，热导率高等特点，因此，在制备高压、高温、大功率和高密度集成的电子器件方面具有独特的优势。GaN材料可以与AlGaN、InAlN等材料形成异质结结构。由于AlGaN或InAlN等势垒层材料存在自发极化和压电极化效应，因此会在异质结界面处形成高浓度和高迁移率的二维电子气(2DEG)。这种特性不仅可以提高GaN基器件的载流子迁移率和工作频率，还可以减小器件的导通电阻和开关延迟。GaN基HEMT器件由于其具备击穿特性高，开关速度快，导通电阻小等特点，在电源管理、风力发电、太阳能电池、电动汽车等电力电子领域有着广泛的应用前景。与传统MOS器件相比，GaN基HEMT器件具有更快的开关速度并承受更高的反向电压，而且可以提高效率，减小损耗，节约能源，在600V-1200本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaN基增强型HEMT器件，其特征在于，该HEMT器件包括：衬底、GaN本征层、势垒层、高空穴浓度结构层、第一金属电极、第二金属电极、第三金属电极和钝化保护层，其中：所述GaN本征层和势垒层依次生长在所述衬底上；所述高空穴浓度结构层覆盖在所述势垒层上表面的部分区域；所述第一金属电极位于所述势垒层上表面未被所述高空穴浓度结构层覆盖的部分区域；所述第二金属电极位于所述势垒层上表面未被所述高空穴浓度结构层覆盖的另一部分区域；所述第三金属电极覆盖于所述高空穴浓度结构层的上表面；所述钝化保护层覆盖在所述势垒层上表面未被所述高空穴浓度结构层、第一金属电极和第二金属电极覆盖的区域；其中，所述第一金属电极...

【技术特征摘要】
1.一种GaN基增强型HEMT器件，其特征在于，该HEMT器件包
括：衬底、GaN本征层、势垒层、高空穴浓度结构层、第一金属电极、第
二金属电极、第三金属电极和钝化保护层，其中：
所述GaN本征层和势垒层依次生长在所述衬底上；
所述高空穴浓度结构层覆盖在所述势垒层上表面的部分区域；
所述第一金属电极位于所述势垒层上表面未被所述高空穴浓度结构
层覆盖的部分区域；
所述第二金属电极位于所述势垒层上表面未被所述高空穴浓度结构
层覆盖的另一部分区域；
所述第三金属电极覆盖于所述高空穴浓度结构层的上表面；
所述钝化保护层覆盖在所述势垒层上表面未被所述高空穴浓度结构
层、第一金属电极和第二金属电极覆盖的区域；
其中，所述第一金属电极和第二金属电极与势垒层之间形成欧姆接触，
所述第三金属电极与高空穴浓度结构层之间形成肖特基接触。
2.根据权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于，所述GaN本征
层的厚度为50nm-10μm。
3.根据权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于，所述势垒层的
制作材料为AlN、InN、AlGaN、InGaN或者InAlN，厚度为5nm-1μm。
4.根据权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于，所述高空穴浓
度结构层的制作材料为Al组分渐变的p型氮化物多元合金。
5.根据权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于，所述高空穴浓
度结构层的p型氮化物的最大掺杂浓度为105-1022/cm-3。
6.根据权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于，所述钝化介质
层的制作材料为SiO2、Si3N4、AlN、Al2O...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾利芳，何志，刘志强，李迪，樊中朝，程哲，梁亚楠，王晓东，杨富华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11