低导通电阻高阈值电压增强型GaN器件的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低导通电阻高阈值电压增强型GaN器件的制备方法，具体实施步骤包括在衬底上依次外延生长缓冲层、沟道层、插入层、势垒层；选择生长掩模层的制备；外沟道选择生长掩模层的刻蚀；外沟道层的选择外延生长；选择生长掩模的去除；选择生长掩模层的制备；栅选择生长区域掩模层的刻蚀；栅势垒层的选择生长；去除选择生长掩模层及其上的外沟道层；源漏金属的制备及合金；栅金属的制备。本发明专利技术具有导通电阻低；高阈值电压及均匀性；内外沟道材料结构自由度高；无损伤缺陷导致的器件动态特性退化的问题等优点。

Fabrication method of low on resistance high threshold voltage enhanced GaN device

The invention discloses a preparation method of low conductivity enhancement type GaN device on resistance of high threshold voltage, including specific implementation steps in sequence on the substrate epitaxial buffer layer, a channel layer, inserted layer, barrier layer; growth mask layer preparation; outer channel selective growth mask layer etching select the extension channel layer; growth; growth of removal of the mask; growth mask layer preparation; gate etching mask layer growth region; gate barrier layer growth; removing the outer channel mask layer and layer growth; preparation and source drain metal alloy the preparation of metal gate. The invention has the advantages of low on resistance, high threshold voltage and uniformity, high degree of freedom of the material of the inner and outer channel structure, degradation of the dynamic characteristics of the device caused by no damage defect, etc..

【技术实现步骤摘要】
低导通电阻高阈值电压增强型GaN器件的制备方法
本专利技术属于半导体器件制备
，尤其涉及一种低导通电阻高阈值电压增强型GaN器件的制备方法。
技术介绍
GaN宽禁带半导体材料具有优异的特性，在高性能功率器件研制方面具有显著的优势。尤其是GaN材料高临界击穿场强以及高电子饱和漂移速率的特性，使其在高工作频率大功率开关器件的研制方面具有重要的应用前景。对于功率开关器件来说，为了保证电力系统的安全性，需要器件在不工作的时候处于常闭的状态。采用常用的AlGaN/GaN异质结结构实现的GaN功率开关器件处于常开状态。目前GaN功率开关器件实现常闭器件制备的方法主要包括势垒层减薄技术、氟离子注入技术以及p-GaN帽层阈值电压调制技术。其中，氟离子注入技术在势垒层中引入氟离子，导致器件在后期的应用具有严重的可靠性问题。而势垒层减薄技术不仅存在刻蚀深度以及刻蚀均匀性要求高的问题，还存低界面态介质制备的难度。目前p-GaN帽层阈值电压调制技术是广泛用于常关型GaN功率开关器件。p-GaN帽层阈值电压调制技术目前均采用直接生长含有p-GaN帽层全结构的材料，通过选择刻蚀p-GaN材料，将栅以外区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低导通电阻高阈值电压增强型GaN器件的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)在衬底上利用外延生长方法依次外延生长缓冲层、沟道层、插入层和势垒层；(2)在器件表面生长一层选择生长掩模层；(3)通过常规光刻、显影工艺，利用光刻胶定义栅掩模，然后利用刻蚀方法刻蚀无光刻胶区域的选择生长掩模层；(4)利用有机溶剂，进行超声清洗，去除光刻胶，利用外延生长方法生长外沟道层8；(5)利用酸溶液超声去除选择生长掩模层及其上的外沟道层；(6)再次在器件表面生长一层选择生长掩模层；(7)通过常规光刻、显影工艺，利用光刻胶定义栅再生区域，然后利用刻蚀方法刻蚀无光刻胶区域的选择生长掩模层；(8)利用有机溶剂...

【技术特征摘要】
1.一种低导通电阻高阈值电压增强型GaN器件的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)在衬底上利用外延生长方法依次外延生长缓冲层、沟道层、插入层和势垒层；(2)在器件表面生长一层选择生长掩模层；(3)通过常规光刻、显影工艺，利用光刻胶定义栅掩模，然后利用刻蚀方法刻蚀无光刻胶区域的选择生长掩模层；(4)利用有机溶剂，进行超声清洗，去除光刻胶，利用外延生长方法生长外沟道层8；(5)利用酸溶液超声去除选择生长掩模层及其上的外沟道层；(6)再次在器件表面生长一层选择生长掩模层；(7)通过常规光刻、显影工艺，利用光刻胶定义栅再生区域，然后利用刻蚀方法刻蚀无光刻胶区域的选择生长掩模层；(8)利用有机溶剂，进行超声清洗，去除光刻胶，利用外延生长方法，生长栅势垒层9；(9)利用酸溶液超声去除选择生长掩模层及其上的栅势垒层；(10)通过常规光刻、显影工艺、金属蒸发和剥离工艺，定义并制备源漏金属，在惰性气体下通过退火形成欧姆接触；(11)通过常规光刻、显影工艺、金属蒸发和剥离工艺，定义并制备栅金属。2.根据权利要求1所述的低导通电阻高阈值电压增强型GaN器件的制备方法，其特征在于：衬底为SiC、Si、蓝宝石或金刚石；缓冲层为AlN、AlGaN...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建军，孔岑，郁鑫鑫，张凯，孔月婵，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32