一种具有钝化层渐变氟离子终端的GaN HMET器件制造技术

本发明专利技术属于功率半导体技术领域，涉及一种具有钝化层渐变氟离子终端的GaN HMET器件。本发明专利技术主要特征在于：在器件栅极和漏级之间引入氟离子注入终端结构，且氟离子注入区域面积由靠近栅极一侧向漏极一侧逐渐减小，有效降低栅极边缘电场尖峰，并在漂移区中部引入新的电场尖峰，调制器件横向电场；氟离子注入终端结构位于厚钝化层中，可避免离子注入对AlGaN材料的物理损伤和对2DEG迁移率的影响，改善器件特性并抑制电流崩塌。本发明专利技术的有益效果为，该结构能实现更高的耐压以及更小的比导通电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种具有钝化层渐变氟离子终端的GaNHMET器件
本专利技术属于功率半导体
，具体的说是涉及一种具有钝化层渐变氟离子终端的GaNHMET器件。
技术介绍
基于GaN材料的HEMT在大电流、低功耗、高压开关器件应用领域具有广阔的应用前景。对于AlGaN/GaNHEMT器件而言，由于栅边缘存在电场尖锋、泄漏电流过大等原因导致器件提前击穿，其耐压远未达到GaN材料的理论极限。氟离子注入终端可降低栅边缘电场尖峰并引入新的电场尖峰，有效提升器件耐压。特别的，渐变掺杂的氟离子注入终端更能有效的改善器件表面场。但氟离子注入不稳定，且受限于工艺。在具有氟离子注入终端的常规HEMT结构中，氟离子注入到较薄的AlGaN势垒层中会影响2DEG的输运特性，导致器件性能退化。氟离子注入到较厚的钝化层中可以保证离子注入区域远离2DEG沟道，避免离子注入对AlGaN材料的物理损伤和对2DEG迁移率的影响，最终改善器件的动态特性并抑制电流崩塌。
技术实现思路
本专利技术基于HEMT器件应用的需要，提出一种具有钝化层渐变氟离子终端的GaNHME本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有钝化层渐变氟离子终端的GaN HMET器件，包括沿器件垂直方向自下而上依次层叠设置的衬底层(1)、GaN缓冲层(2)、沟道层(3)、势垒层(4)、顶部GaN层(5)以及钝化层(6)；沿器件横向方向，器件表面从一侧到另一侧依次具有源极结构、栅极结构、在钝化层中的氟离子注入终端(10)以及漏级结构，源极结构和漏极结构分别位于器件上表面的两端；/n所述源极结构沿器件垂直方向贯穿钝化层(6)和顶部GaN层(5)延伸至势垒层(4)中，源极结构由第一导电材料(7)构成；所述第一导电材料(7)上表面引出源极；所述源极结构为欧姆接触；/n所述漏极结构沿器件垂直方向贯穿钝化层(6)和顶部GaN层(5...

【技术特征摘要】
1.一种具有钝化层渐变氟离子终端的GaNHMET器件，包括沿器件垂直方向自下而上依次层叠设置的衬底层(1)、GaN缓冲层(2)、沟道层(3)、势垒层(4)、顶部GaN层(5)以及钝化层(6)；沿器件横向方向，器件表面从一侧到另一侧依次具有源极结构、栅极结构、在钝化层中的氟离子注入终端(10)以及漏级结构，源极结构和漏极结构分别位于器件上表面的两端；
所述源极结构沿器件垂直方向贯穿钝化层(6)和顶部GaN层(5)延伸至势垒层(4)中，源极结构由第一导电材料(7)构成；所述第一导电材料(7)上表面引出源极；所述源极结构为欧姆接触；
所述漏极结构沿器件垂直方向贯穿钝化层(6)和顶部GaN层(5)延伸至势垒层(4)中，漏极结构由第二导电材料(9)构成；所述第二导电材料(9)上表面引出源极；所述漏极结构为欧姆接触；
所述栅极结构沿器件垂直方向贯穿钝化层(6)后与顶部GaN层(5)上表面接触，栅极结构由第三导电材料(8)构成；所述第三导电材料(8)上表面引出栅极；所述栅极结构为肖特基接触；
所述栅极结构和源极结构、栅极结构和漏极结构之间的顶部GaN层(5)上表面为钝化层(6)；
所述氟离子注入终端(10)嵌入设置在栅极结构与漏极结构之间的钝化层(6)中，且氟离子注入终端(10)底部不与顶部GaN层(5)接触；沿器件纵向方向，氟离子注入终端(10)分为多个形状相同但是不连续的区域，每个区域中，沿栅极结构到漏极结构的方向，氟离子注入区域的面积逐渐递减；
所述器件纵向方向为同时与器件横向方向和器件垂直方向均垂直的第三维度方向。


2.根据权利要求1所述的一种具有钝化层渐变氟离子终端的GaNHMET器件，其特征在于，沿器件纵向方向，所述氟离...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏杰，邓思宇，郗路凡，孙涛，贾艳江，廖德尊，张成，罗小蓉，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51