GaN基增强型HEMT器件的制备方法技术
Preparation of GaN based enhanced HEMT devices
The invention discloses a GaN based enhancement method, preparation of HEMT include: oxygen etching gas selection HEMT epitaxial structure to the etching, the chosen material in the area (such as aluminous material) and reactive oxygen containing material, until the formation of etched surface can be covered the etching resistance material, thereby preventing the etching reagent on the epitaxial structure to realize the automatic termination of etching, etching, and obtain the desired HEMT device structure. Precise control by the invention can realize the operation of the preparation process of etching HEMT devices in the system, to ensure that the electrical properties of devices, such as the great p grid technology, the preparation technology of grooved gate HEMT enhanced to reduce the difficulty, ensure the repeatability, uniformity and stability of device technology, at the same time in the etching process, also in the etching surface naturally formed in situ passivation layer, thereby effectively eliminating due to subsequent passivation layer deposition surface damage, thereby eliminating material and deterioration of electrical characteristics.
【技术实现步骤摘要】
GaN基增强型HEMT器件的制备方法
本专利技术涉及一种高电子迁移率晶体管(HighElectronMobilityTransistor，HEMT)的制备方法，特别涉及一种增强型GaN基HEMT器件的制备方法。
技术介绍
相比于传统的硅基MOSFET，基于AGaN/GaN异质结的高电子迁移率晶体管(HighElectronMobilityTransistor，HEMT)具有低导通电阻、高击穿电压、高开关频率等独特优势，从而能够在各类电力转换系统中作为核心器件使用，在节能减耗方面有重要的应用前景，因此受到学术界、工业界的极大重视。然而，由于III族氮化物材料体系的极化效应，一般而言，基于AlGaN/GaN异质结的HEMT均是耗尽型(常开)，该类型的器件应用于电路级系统中时，需要设计负极性栅极驱动电路，以实现对器件的开关控制，这极大增加了电路的复杂性与成本。此外，耗尽型器件在失效安全能力方面存在缺陷，无法真正实现商业化应用。因此，实现增强型(常开)HEMT成为亟待解决的问题。基于p型栅技术制备增强型HEMT是可行方案之一，即在传统HEMT外延结构基础上，在AlGaN势...
【技术保护点】
一种GaN基增强型HEMT的制备方法，其特征在于包括：以含有选定物质的刻蚀试剂对所述HEMT的外延结构中的选定区域进行刻蚀，并使所述选定区域中的选定材料与所述选定物质反应，直至形成足以将刻蚀面覆盖的耐刻蚀物质，从而阻止所述刻蚀试剂对所述外延结构的刻蚀，实现刻蚀的自动终止，同时获得所需的HEMT器件结构。
【技术特征摘要】
1.一种GaN基增强型HEMT的制备方法，其特征在于包括：以含有选定物质的刻蚀试剂对所述HEMT的外延结构中的选定区域进行刻蚀，并使所述选定区域中的选定材料与所述选定物质反应，直至形成足以将刻蚀面覆盖的耐刻蚀物质，从而阻止所述刻蚀试剂对所述外延结构的刻蚀，实现刻蚀的自动终止，同时获得所需的HEMT器件结构。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：在以含有所述选定物质的刻蚀试剂对所述选定区域进行刻蚀的过程中，由所述足量的耐刻蚀物质在刻蚀面上聚集形成原位钝化层，从而实现刻蚀的自动终止。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：至少依据所述选定区域中选定材料的量和/或所需的刻蚀深度，而实时调整刻蚀参数，所述刻蚀参数包括所述刻蚀试剂的用量、所述刻蚀试剂中的选定物质的含量、刻蚀功率中的至少一种，以在实现刻蚀自动终止的同时，获得所需的HEMT器件结构。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述刻蚀试剂选用刻蚀气体。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述选定物质包括含氧物质，优选自含氧气体，优选自氧气、臭氧、二氧化碳或氧化氮，优选为氧气。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述刻蚀气体包含氯气、氮气、氩气、三氯化硼中的任意一种或两种以上的组合与氧气的混合气体。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述刻蚀气体包含氯气、氧气与氮气的混合气体，氯气、氧气与氩气的混合气体，氯气、三氯化硼、氧气与氮气的混合气体，或者，氯气、三氯化硼、氧气与氩气的混合气体。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述选定材料选自含Al半导体材料。优选自AlGaN、AlN、AlInGaN或AlInN。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于还包括：将覆盖在刻蚀面上的所述耐刻蚀物质去除，或者，在覆盖在刻蚀面上的所述耐刻蚀物质上设置钝化层。10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：所述外延结构包括主要由第一半导体和第二半导体配合形成的异质结构，所述第二半导体形成于第一半导体上，在刻蚀自动终止时，至少于所述第二半导体内形成有对应于栅极的凹槽结构，所述凹槽结构的槽底面分布于所述第二半导体内的设定深度处或所述第二半导体与第一半导体之间。优选的，所述凹槽结构的内壁上覆盖有由所述足量的耐刻蚀物质在刻蚀面上聚集形成的原位钝化层。11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于包括：所述第二半导体上还形成有第三半导体，第三半导体具有与第二半导体相同的导电性，在刻蚀自动终止时，于所述第三半导体和第二半导体内形成有对应于栅极的所述凹槽结构。12.根据权利要求10或11所述的制备方法，其特征在于包括：所述第一半导体与第二半导体之间还分布有插入层，所述插入层包含或不含所述选定材料，所述凹槽结构的槽底面分布于所述第二半导体与插入层的界面处或者所述插入层内的设定深度处。优选的，所述插入层的材质包括AlN。13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：所述外延结构包括第一半导体、形成于第一半导体上的第二半导体和形成于第二半导体上的第三半导体，其中第一半导体与第二半导体配合形成异质结构，第三半导体具有与第二半导体不同的导电性，在刻蚀自动终止时，所述第三半导体内除对应于栅极下方的区域之外的区域均被刻蚀除去。优选的，所述第二半导体上覆盖有由所述足量的耐刻蚀物质在刻蚀面上聚集形成的原位钝化层。14.根据权利要求10、11、13中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述第一半导体和第二半导体具有相同导电性。15.根据权利要求11或13所述的制备方法，其特征在于：所述第三半导体为p型或n型。16.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于：所述第三半导体包括第一材料层和形成于所述第一材料层上的第二材料层，所述第二材料层不含所述选定材料，而第一材料层含有所述选定材料，在以刻蚀试剂刻蚀所述第三半导体的过程中，通过调整所述刻蚀试剂中选定物质的含量，依次实现对所述第二材料层和第一材料层的刻蚀，直至形成所述原位钝化层而使刻蚀的自动终止；或者，所述第三半导体包括形成于所述第二半导体上的第一材料层和形成于所述第一材料层上的第二材料层，所述第一材料层不含所述选定材料，而第二材料层含有所述选定材料，在以刻蚀试剂刻蚀所述第三半导体的过程中，通过调整所述刻蚀试剂中选定物质的含量，依次实现对所述第二材料层和第一材料层的刻蚀，直至到达第一材料层与第二半导体的界面处或第二半导体内的设定深度处时，在所述第二半导体表面或所述第二半导体内形成原位钝化层，使刻蚀自动终止。17.根据权利要求10、11、13中任一项所述的制备方法，其特征在于：所述第一半导体的材质包括GaN。和/或，所述第二半导体的材质包括AlGaN、AlInN或AlInGaN。18.根据权利要求13或16所述的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：周宇，钟耀宗，孙钱，冯美鑫，高宏伟，杨辉，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。