【技术实现步骤摘要】
一种具有高可靠性的氮化物器件及其制备方法
本专利技术涉及半导体器件
，更具体地，涉及一种具有高可靠性的氮化物器件及其制备方法。
技术介绍
氮化镓(GaN)材料第三代半导体材料具有宽禁带、高热导率、高击穿电场等优点，因此在大功率、高频等领域有着巨大应用前景。由于AlGaN/GaN异质结构界面处高浓度、高迁移率的二维电子气(2DEG)，器件因而具有导通电阻小、输出电流大、开关速度快的优势，但是其天然是耗尽型状态。高性能常增强型器件的实现是GaN基电子器件面临的一个重要挑战，其要求具备更正的阈值电压，以简化器件外围电路、保证系统失效安全，从而确保器件能可靠的工作。实现常关型器件的一般思路是保留接入区高导通的2DEG，即不影响器件的导通电阻，同时耗尽栅极下方沟道2DEG，以实现器件栅极在不施加电压情况下也处于关断状态。目前，业界普遍采用3种方法实现常关型GaN基器件：(1)绝缘槽栅结构(MOSFET)，(2)共源共栅级联结构(Cascode)(3)p型栅结构(p-GaN栅HEMT)。目前，关于p型栅常关型AlGaN/G...
【技术保护点】
1.一种具有高可靠性的氮化物器件，包括衬底(1)、生长在衬底(1)上的半导体外延层、栅极(10)、源极(8)以及漏极(9)；其特征在于，所述外延层自下至上依次包括氮化物成核层(2)、氮化物应力缓冲层(3)、氮化物沟道层(4)、一次外延氮化物势垒层(5)、p型氮化物层(6)，以及二次外延氮化物势垒层(71)和二次外延绝缘介质层(72)；所述的p型氮化物层(6)仅保留在栅极(10)区域一次外延氮化物势垒层(5)之上，实现栅极(10)下方二维电子气沟道的夹断；所述二次外延氮化物势垒层(71)生长过程无掩膜；所述二次外延氮化物势垒层(71)和二次外延绝缘介质层(72)位于一次外延氮...
【技术特征摘要】
1.一种具有高可靠性的氮化物器件，包括衬底(1)、生长在衬底(1)上的半导体外延层、栅极(10)、源极(8)以及漏极(9)；其特征在于，所述外延层自下至上依次包括氮化物成核层(2)、氮化物应力缓冲层(3)、氮化物沟道层(4)、一次外延氮化物势垒层(5)、p型氮化物层(6)，以及二次外延氮化物势垒层(71)和二次外延绝缘介质层(72)；所述的p型氮化物层(6)仅保留在栅极(10)区域一次外延氮化物势垒层(5)之上，实现栅极(10)下方二维电子气沟道的夹断；所述二次外延氮化物势垒层(71)生长过程无掩膜；所述二次外延氮化物势垒层(71)和二次外延绝缘介质层(72)位于一次外延氮化物势垒层(5)和栅极(10)区域的p型氮化物层(6)之上；栅极(10)形成含二次外延绝缘介质层(72)、二次外延氮化物势垒层(71)、p型氮化物层(6)和一次外延氮化物势垒层(5)的堆叠结构。
2.根据权利要求1所述的具有高可靠性的氮化物器件，其特征在于，所述的衬底(1)为Si衬底(1)、蓝宝石衬底(1)、碳化硅衬底(1)、GaN自支撑衬底(1)或AlN中的任一种；所述的氮化物应力缓冲层(3)为含AlN、AlGaN、GaN、SiN的任一种或组合；所述的氮化物成核层(2)为含Al氮化物层；所述的氮化物沟道层(4)为GaN或AlGaN层。
3.根据权利要求1所述的具有高可靠性的氮化物器件，其特征在于，所述的一次外延氮化物势垒层(5)为AlGaN、AlInN、InGaN、AlInGaN、AlN中的一种或任意几种的组合，Al组分为1％-30％，厚度为1nm-30nm；所述的二次外延氮化物势垒层(71)为AlGaN、AlInN、InGaN、AlInGaN、AlN中的一种或任意几种的组合，Al组分为1％-40％，厚度为1nm-40nm；所述的p型氮化物层(6)为GaN、AlGaN、AlInN或AlInGaN，厚度不低于5nm。
4.根据权利要求1所述的具有高可靠性的氮化物器件，其特征在于，所述的一次外延氮化物势垒层(5)和氮化物沟道层(4)之间还插入有一层AlN空间隔离层，AlN空间隔离层厚度为0.3nm-3nm。
5.根据权利要求1所述的具有高可靠性的氮化物器件，其特征在于，...
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