一种常开型高电子迁移率晶体管结构及其制造方法技术

本发明专利技术属于半导体技术领域，特指一种常开型垂直结构AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管结构及其制造方法。所述晶体管自下而上依次包括：漏极电极、基板、键合金属层、漏极欧姆接触金属层、高阻层、GaN沟道层、AlGaN势垒层、钝化层、源极电极和栅极电极，特征是：在所述栅极电极正下方的高阻层内设有通孔，使漏极欧姆接触金属层与GaN沟道层联通，形成由漏极欧姆接触金属层导电的垂直导电通道，可以获得更低的导通电阻。还公开了所述高电子迁移率晶体管结构的制造方法，制造过程无需二次外延和离子注入，从根源上消除了传统制造方法中二次外延带来的界面污染以及离子注入所带来的晶格损伤、工艺复杂、成本较高等不利影响。

【技术实现步骤摘要】
一种常开型高电子迁移率晶体管结构及其制造方法
本专利技术属于半导体
，特别是涉及一种常开型垂直结构AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管结构及其制造方法。
技术介绍
相比于第一、二代半导体材料，第三代半导体材料GaN材料具有禁带宽度大、击穿场强高、电子迁移率大、抗辐射能力强等优点，在GaN基高电子迁移率晶体管无线通信基站、雷达、汽车电子等高频大功率领域具有极大的发展潜力。AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(AlGaN/GaNHEMT)结构的出现是基于1975年T.Mimura等人以及1994年M.A.Khan等人所描述的现象：在AlGaN和GaN异质结构界面区域显示出异常高的电子迁移率。目前常规的AlGaN/GaNHEMT器件为平面结构，器件的源极、漏级和栅极均在器件的顶面，容易引起可靠性下降，例如在大栅极偏压或者高频条件下会出现电流崩塌效益，当工作在高温、大功率环境时会产生“自热效应”等。同时，平面结构AlGaN/GaNHEMT也不利于与其他元器件的集成。垂直结构AlGaN/GaNHEMT从原理上可以很好的解决水平结构AlGaN/GaN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常开型高电子迁移率晶体管结构，自下而上依次包括：漏极电极、基板、键合金属层、漏极欧姆接触金属层、高阻层、GaN沟道层、AlGaN势垒层、钝化层、源极电极和栅极电极，其特征在于：在所述栅极电极正下方的高阻层内设有通孔，使漏极欧姆接触金属层与GaN沟道层联通，形成由漏极欧姆接触金属层导电的垂直导电通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种常开型高电子迁移率晶体管结构，自下而上依次包括：漏极电极、基板、键合金属层、漏极欧姆接触金属层、高阻层、GaN沟道层、AlGaN势垒层、钝化层、源极电极和栅极电极，其特征在于：在所述栅极电极正下方的高阻层内设有通孔，使漏极欧姆接触金属层与GaN沟道层联通，形成由漏极欧姆接触金属层导电的垂直导电通道。


2.根据权利要求1所述的一种常开型高电子迁移率晶体管结构，其特征在于：所述高阻层内的通孔的外边缘比栅极电极的外边缘小，高阻层内通孔的外边缘与栅极电极的外边缘之间的距离为Lg，1μm≤Lg≤10μm。


3.根据权利要求2所述的一种常开型高电子迁移率晶体管结构，其特征在于：Lg与高阻层厚度之间的差值小于1微米。


4.根据权利要求1所述的一种常开型高电子迁移率晶体管结构，其特征在于：在所述GaN沟道层与AlGaN势垒层之间设有AlN层，AlN层厚度0～5nm；所述高阻层为掺C元素的GaN或掺Fe元素的GaN或掺C元素的AlGaN或掺Fe元素的AlGaN，所述高阻层的厚度为1～10μm。


5.根据权利要求1所述的一种常开型高电子迁移率晶体管结构，其特征在于：所述基板为导电导热良好的材料。


6.根据权利要求5所述的一种常开型高电子迁移率晶体管结构，其特征在于：所述基板为Si、Ge、Cu或Cu合金，但不限于此。


7.根据权利要求1所述的一种常开型高电子迁移率晶体管结构，其特征在于：所述GaN沟道层为非故意掺杂的GaN层，厚度为100nm～500nm，所述AlGaN势垒层为AlxGa(1-x)N层，厚度为10nm～30nm，其中0.1≤x≤0.5。


8.如权利要求1-7中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军林，吕全江，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32