立体多槽栅增强型HEMT器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种立体多槽栅增强型HEMT器件及其制造方法，包括衬底、衬底上方的异质结、栅极、源极和漏极，栅极设有多个U型槽构成的立体多槽栅结构，该立体多槽栅结构通过刻蚀异质结形成，在漏极至源极方向相邻U型槽之间的距离依次减小，U型槽长度依次增大；制造方法包括：制造器件的晶圆片；定义器件的有源区以及器件之间的隔离；在源极和漏极区域淀积金属薄膜，得到器件的源极和漏极；局部刻蚀异质结层制备立体多槽栅结构，并在其上方沉积金属薄膜制得栅极；相比常规型槽栅结构，立体多槽栅结构使得栅极下方的电子浓度逐渐变化形成梯度分布，以此优化栅极区域电场分布，从而提高器件的反向耐压和在高电场下的可靠性。

Stereo Multi-groove Gate Enhanced HEMT Device and Its Preparation Method

The invention provides a three-dimensional multi-groove gate enhanced HEMT device and its manufacturing method, including a substrate, a heterojunction above the substrate, a gate, a source and a drain. The gate has a three-dimensional multi-groove gate structure composed of a plurality of U-grooves. The three-dimensional multi-groove gate structure is formed by etching heterojunctions, and the distance between the drain and the adjacent U-grooves in the direction of the source decreases in turn, and the length of the U-groove increases in turn. The fabrication methods include: fabricating wafers of devices; defining active regions of devices and isolation between devices; depositing metal films in source and drain regions to obtain source and drain poles of devices; locally etching heterojunction layers to fabricate three-dimensional multi-groove gate structures and depositing metal films above them to fabricate grid poles; compared with conventional groove gate structures, three-dimensional multi-groove gate structures make grid poles. The gradient distribution of the lower electron concentration is gradually changed to optimize the electric field distribution in the gate region, so as to improve the reverse voltage withstand and reliability of the device under high electric field.

【技术实现步骤摘要】
立体多槽栅增强型HEMT器件及其制备方法
本专利技术涉及半导体器件领域，具体涉及一种立体多槽栅增强型HEMT器件及其制备方法。
技术介绍
GaN作为最热门的宽禁带半导体材料之一，拥有禁带宽度大、直接带隙以及电子迁移率高等特点，在电力电子、光电子、高频电子器件等领域有着广泛应用。特别是在GaN表面生长一薄层AlGaN，形成的AlGaN/GaN异质结。在自发极化和压电极化的双重作用下，高浓度的二维电子气(2-DEG)会在AlGaN/GaN异质结界面下方形成。这一区域的电子浓度、迁移率以及饱和速度都很大。基于AlGaN/GaN异质结制备的高电子迁移率晶体管(HEMT)有着优异的性能，具有广泛的应用前景。通常AlGaN/GaN异质结形成之后，2-DEG也同时形成，基于这种结构做出的HEMT器件是耗尽型。然而在实际应用中，增强型HEMT器件由于具有失效保护功能因而在电力电子领域应用更加广泛。文献M.AsifKhanetal.,“EnhancementanddepletionmodeGaN/AlGaNheterostructurefieldeffecttransistors,”Appl.Phys本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种立体多槽栅增强型HEMT器件，包括衬底、衬底上方的异质结、栅极、源极和漏极，所述异质结由GaN层与GaN层上方的XN层形成，其中，X为Ⅲ族元素B、Al、Ga、In中的单个元素或多个元素组成；所述栅极位于异质结上方且与之形成肖特基接触，所述源极位于XN层表面且与之形成欧姆接触，所述漏极位于XN层表面，其特征在于：所述栅极设有多个U型槽构成的立体多槽栅结构，该立体多槽栅结构通过刻蚀异质结形成，在立体多槽栅结构上淀积金属薄膜与之形成肖特基接触，在漏极至源极方向相邻U型槽之间的距离依次减小，U型槽长度依次增大。

【技术特征摘要】
1.一种立体多槽栅增强型HEMT器件，包括衬底、衬底上方的异质结、栅极、源极和漏极，所述异质结由GaN层与GaN层上方的XN层形成，其中，X为Ⅲ族元素B、Al、Ga、In中的单个元素或多个元素组成；所述栅极位于异质结上方且与之形成肖特基接触，所述源极位于XN层表面且与之形成欧姆接触，所述漏极位于XN层表面，其特征在于：所述栅极设有多个U型槽构成的立体多槽栅结构，该立体多槽栅结构通过刻蚀异质结形成，在立体多槽栅结构上淀积金属薄膜与之形成肖特基接触，在漏极至源极方向相邻U型槽之间的距离依次减小，U型槽长度依次增大。2.根据权利要求1所述的立体多槽栅增强型HEMT器件，其特征在于：所述U型槽垂直于源极漏极连线方向。3.根据权利要求1所述的立体多槽栅增强型HEMT器件，其特征在于：所述U型槽与源极漏极连线方向成任意角度。4.根据权利要求1所述的立体多槽栅增强型HEMT器件，其特征在于：所述栅极与立体...

【专利技术属性】
技术研发人员：周琦，张安邦，施媛媛，刘丽，王泽恒，陈万军，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