一种逆阻型氮化镓高电子迁移率晶体管制造技术

本发明专利技术属于半导体器件技术领域，具体的说涉及一种逆阻型氮化镓高电子迁移率晶体管。本发明专利技术公开了一种基于具有变铝组分势垒层(Al0～0.50GaN)异质结的逆阻型氮化镓高电子迁移率晶体管，具体结构是在GaN层上方生长一层薄的变铝组分Al0～0.50GaN层作为势垒层，AlGaN势垒层中Al摩尔分量从0％到50％渐变。薄的变铝组分AlGaN层能够减小所提出器件漏极端肖特基电极到二维电子气的距离，增加沟道二维电子气浓度，并消除AlGaN/GaN异质结处导带差，进而能够降低所提出器件的补偿电压和导通压降。同时漏极端部分的金属‑绝缘体‑半导体结构(MIS)能够有效降低器件反向漏电流，增加器件反向耐压。

【技术实现步骤摘要】
一种逆阻型氮化镓高电子迁移率晶体管
本专利技术属于半导体功率器件
，特别涉及一种基于具有变铝组分势垒层(Al0～0.50GaN)异质结结构的逆阻型氮化镓高电子迁移率晶体管。
技术介绍
氮化镓是第三代宽禁带半导体的代表之一，正受到人们的广泛关注，其优越的性能主要表现在：高的临界击穿电场(～3.5×106V/cm)、高电子迁移率(～2000cm2/V·s)、高的二维电子气(2DEG)浓度(～1013cm-2)、高的高温工作能力。GaN材料的禁带宽度高达3.4eV，3倍于Si材料的禁带宽度，2.5倍于GaAs材料，半导体材料的本征载流子浓度随禁带宽度和温度的增加而呈指数增长，因此，在一定的温度范围内，其半导体材料禁带宽度越大，便拥有越小的本征载流子浓度，这可以使器件具有非常低的泄漏电流。另外，氮化镓(GaN)材料化学性质稳定、耐高温、抗腐蚀，在高频、大功率、抗辐射应用领域具有先天优势。基于AlGaN/GaN异质结的高电子迁移率晶体管(HEMT)(或异质结场效应晶体管HFET，调制掺杂场效应晶体管MODFET)在半导体领域已经取得广泛应用。该类器件具有反向阻断电压高、正向导通电阻低、工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆阻型氮化镓高电子迁移率晶体管，包括从下至上依次层叠设置的衬底(1)、GaN层(2)、AlGaN层(3)、钝化层(4)和绝缘介质层(5)；所述AlGaN层(3)的Al摩尔组分从AlGaN层(3)底部到顶部逐渐增大，AlGaN层(3)与GaN层(2)形成异质结；所述AlGaN层(3)上层两端分别具有源极结构和漏极结构，在源极结构和漏极结构之间的AlGaN层(3)上层具有栅极结构；所述栅极结构包括通过刻蚀部分AlGaN层(3)形成的第一凹槽(10)、绝缘栅介质(5)和金属栅电极(9)，第一凹槽(10)的底部与侧面覆盖绝缘介质层(5)，金属栅电极(9)填充在第一凹槽(10)中，且金属栅电极(...

【技术特征摘要】
1.一种逆阻型氮化镓高电子迁移率晶体管，包括从下至上依次层叠设置的衬底(1)、GaN层(2)、AlGaN层(3)、钝化层(4)和绝缘介质层(5)；所述AlGaN层(3)的Al摩尔组分从AlGaN层(3)底部到顶部逐渐增大，AlGaN层(3)与GaN层(2)形成异质结；所述AlGaN层(3)上层两端分别具有源极结构和漏极结构，在源极结构和漏极结构之间的AlGaN层(3)上层具有栅极结构；所述栅极结构包括通过刻蚀部分AlGaN层(3)形成的第一凹槽(10)、绝缘栅介质(5)和金属栅电极(9)，第一凹槽(10)的底部与侧面覆盖绝缘介质层(5)，金属栅电极(9)填充在第一凹槽(10)中，且金属栅电极(9)和第一凹槽(10)之间通过绝缘栅介质(5)隔离，金属栅电极(9)沿器件上表面向两端延伸；所述源极结构为嵌入AlGaN层(3)上表面一端且形成欧姆接触的金属源电极(6)；所述漏极结构包括肖特基结构和金属-绝缘层-半导体结构；所述肖特基结构为在AlGaN层(3)上表面另一端形成肖特基接触的第一金属(7)；所述金属-绝缘层-半导体结构包括一个通过刻蚀部分AlGaN层(3)形成的第二凹槽(11)、绝缘介质(5)和第二金属(8)，第二凹槽(11)与第一金属(7)相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈万军，李茂林，施宜军，崔兴涛，信亚杰，李佳，刘超，周琦，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51