一种抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管及其制备方法，晶体管结构包含衬底、缓冲层、沟道层、势垒层、源极、漏极、栅极、第一钝化层和第二钝化层。本发明专利技术针对常规GaN HEMT经过高能粒子辐照后器件性能退化明显的问题，通过引入具有高位移阈能的钛酸钡等作为第二钝化层，可以有效屏蔽高能粒子对势垒层与沟道层的绝大部分辐照影响，提升GaN HEMT器件在航空航天、通信卫星、太空探测等领域极端环境条件下的工作可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管及其制备方法
本专利技术属于半导体器件
，特别是一种抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管及其制备方法。
技术介绍
近年来，第三代半导体GaN因其具有宽带隙、高击穿场强、高饱和电子漂移速度等优异的物理特性，在无线通信、电力系统、光电探测等领域具有重要的应用前景。作为宽禁带半导体，GaN中Ga原子与N原子的理论位移阈能分别为20.5eV与10.8eV，远高于GaAs等理论值，具有优异的抗辐射特性。然而，当前材料外延质量与器件工艺水平等因素的影响，使得GaNHEMT在γ射线、电子、质子和中子等高能粒子辐照下的器件输出特性退化明显，抗辐照性能远未达到理论水平，极大限制了GaNHEMT器件在航空航天、通信卫星、太空探测等领域极端环境条件下的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管及其制备方法，采用双钝化层结构，借助具有高位移阀能的钛酸钡等作为抗辐照加固层，可有效屏蔽高能粒子对势垒层与沟道层的辐照影响，提升GaNHEMT器件的抗辐照能力。实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：该晶体管结构自下而上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、沟道层(3)和势垒层(4)，所述势垒层(4)的上方依次平行设有源极(5)、栅极(7)与漏极(6)，第一钝化层(8)和第二钝化层(9)依次覆盖于势垒层(4)、源极(5)、漏极(6)和栅极(7)的上方且在源极(5)、漏极(6)、栅极(7)对应的位置处开设有与外界进行电接触的窗口。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：该晶体管结构自下而上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、沟道层(3)和势垒层(4)，所述势垒层(4)的上方依次平行设有源极(5)、栅极(7)与漏极(6)，第一钝化层(8)和第二钝化层(9)依次覆盖于势垒层(4)、源极(5)、漏极(6)和栅极(7)的上方且在源极(5)、漏极(6)、栅极(7)对应的位置处开设有与外界进行电接触的窗口。


2.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述第二钝化层(9)为BaTiO3、SrTiO3、PZT(PbZr1-xTixO3)、HfZrOx、BiFeO3中的一种或几种。


3.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述衬底(1)为Si、蓝宝石、SiC、金刚石和GaN自支撑衬底中的任一种。


4.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述缓冲层(2)为GaN、AlN、AlGaN中的一种或多种组成的单层或多层结构。


5.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述沟道层(3)为GaN、AlGaN、AlN中的一种。


6.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述势垒层(4)为AlGaN、AlInN、AlN、AlInGaN中的一种。


7.根据权利要求1所述的抗辐照GaN基高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述源极(5)和漏极(6)的金属分别为Ti-Al合金、Ti-Al-Ti-TiN合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王登贵，周建军，孔岑，张凯，戚永乐，陈堂胜，
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