一种GaN基高空穴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GaN基高空穴迁移率晶体管及其制备方法，其结构包含衬底、缓冲层、势垒层、沟道层、插入层、p‑GaN层、源极、漏极、栅极以及钝化介质层。本发明专利技术通过引入含Al组分插入层，一方面可提升p‑GaN层与沟道层间的刻蚀选择比，增加刻蚀工艺的可控性与均匀性；另一方面，可降低高温工艺过程中p‑GaN层Mg原子扩散对沟道层的影响；另外，原位外延生长的插入层可充当栅绝缘介质层，形成良好的MIS界面，减小栅极泄漏电流，提升器件栅极击穿能力。

【技术实现步骤摘要】
一种GaN基高空穴迁移率晶体管及其制备方法
本专利技术属于半导体器件
，特别是涉及一种GaN基高空穴迁移率晶体管及其制备方法。
技术介绍
第三代半导体GaN材料具有宽带隙、高击穿场强、高饱和电子漂移速度以及抗辐照等优异的特性，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。近年来，AlGaN/GaN异质结界面处因自发极化和压电极化效应所产生的高浓度、高迁移率的二维电子气(2DEG)，快速推动了高性能GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的发展与应用。依据半导体领域的发展历程来讲，开发高空穴迁移率晶体管(HHMT)，实现GaNHEMT与HHMT的单片集成，是GaN集成电路与系统发展的必然方向。事实上，研究人员已借助p-GaN/GaN/AlGaN或p-GaN/GaN/AlN结构等，通过极化调制技术实现二维空穴气(2DHG)，研制出GaNHHMT器件。然而，p-GaN与GaN沟道层间极差的刻蚀选择比，极大增加了刻蚀后GaN沟道层的表面粗糙度与结构损伤，严重影响了2DHG的电学输运特性，造成HHMT器件电学输出与工作稳定性的恶化。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GaN基高空穴迁移率晶体管，其特征在于：所述晶体管结构自下而上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、势垒层(3)、沟道层(4)、插入层(5)和p-GaN层(6)，所述插入层(5)的上方依次平行设有源极(7)、栅极(9)与漏极(8)，所述源极(7)和漏极(8)位于p-GaN层(6)的上方，钝化介质层(10)覆盖于插入层(5)、p-GaN层(6)、源极(7)、漏极(8)和栅极(9)的上方且在源极(7)、漏极(8)、栅极(9)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GaN基高空穴迁移率晶体管，其特征在于：所述晶体管结构自下而上依次包括衬底(1)、缓冲层(2)、势垒层(3)、沟道层(4)、插入层(5)和p-GaN层(6)，所述插入层(5)的上方依次平行设有源极(7)、栅极(9)与漏极(8)，所述源极(7)和漏极(8)位于p-GaN层(6)的上方，钝化介质层(10)覆盖于插入层(5)、p-GaN层(6)、源极(7)、漏极(8)和栅极(9)的上方且在源极(7)、漏极(8)、栅极(9)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GaN基高空穴迁移率晶体管，其特征在于：所述插入层(5)为AlN、AlGaN、InAlN、InAlGaN中的一种或多种组合，总厚度小于5nm。


3.根据权利要求1所述的GaN基高空穴迁移率晶体管，其特征在于：所述衬底(1)为蓝宝石、SiC、Si、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GaN基高空穴迁移率晶体管，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GaN基高空穴迁移率晶体管，其特征在于：所述沟道层(4)为GaN/AlN、GaN/AlGaN、InGaN/GaN结构中的一种，所述势垒层(3)为GaN/AlN、GaN/AlGaN、InGaN/GaN结构中的一种。


6.根据权利要求1所述的GaN基高空穴迁移率晶体管，其特征在于：所述源极(7)和漏极(8)的金属分...

【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，
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