一种提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构及其制备方法，结构包括衬底、外延层、源极、漏极以及栅极；所述外延层位于所述衬底上方，包括由下至上设置的成核层、第一材料层、沟道层以及势垒层；所述沟道层内具有二维电子气，所述势垒层内具有离子掺杂区域。本发明专利技术通过在栅极、漏极之间引入离子掺杂区域，改变沟道中部分区域的二维电子气浓度，在栅极一侧改变电场分布，该峰值电场显著低于无离子掺杂区域的器件，栅漏间的电场均匀性得到加强，电场分布得到有效改善，避免栅边缘电场峰值引起器件的提前击穿，器件可以承受更高的漏极电压。最终器件的击穿电压得到提升，且器件的频率特性不会降低。

【技术实现步骤摘要】
一种提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构及其制备方法
本专利技术属于功率半导体
，尤其是涉及一种提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构及其制备方法。
技术介绍
GaN作为第三代宽禁带化合物半导体材料,具有禁带宽度大、击穿电压高、电子漂移速度快和抗辐射能力强等特点，AlGaN/GaN结构的HEMT器件具有耐高温、耐高压、良好的高频大功率等特性。AlGaN/GaN异质结具有较强的极化效应,即使在未掺杂时，器件也可获得高达1×1013cm-2面密度的二维电子气。近年来，在现有AlGaN/GaN异质结构的基础上，如何进一步优化GaNHEMT器件结构和提升器件击穿电压成为研究的热点。造成器件击穿的因素有多方面：1、栅极边缘电场强度过高；当在AlGaN/GaNHEMT器件漏极施加较高电压时，沟道中的耗尽区会逐渐移动至漏极一侧。势垒层的极化正电荷引起的电场分布会集中指向栅极边缘，在边缘位置形成峰值电场。当电场强度超出器件的耐压能力时，器件容易发生击穿现象。2、栅极泄漏电流；器件的表面的缺陷、沾污、悬挂键等容易形成表面态，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构，其特征在于，包括：/n衬底；/n外延层，位于所述衬底上方，包括由下至上设置的成核层、第一材料层、沟道层以及势垒层；所述沟道层内具有二维电子气，所述势垒层内具有离子掺杂区域；/n源极，位于所述外延层上方；/n漏极，位于所述外延层上方；/n栅极，位于所述源极与漏极之间；/n其中，所述离子掺杂区域位于栅极与漏极之间，靠近栅极一侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构，其特征在于，包括：
衬底；
外延层，位于所述衬底上方，包括由下至上设置的成核层、第一材料层、沟道层以及势垒层；所述沟道层内具有二维电子气，所述势垒层内具有离子掺杂区域；
源极，位于所述外延层上方；
漏极，位于所述外延层上方；
栅极，位于所述源极与漏极之间；
其中，所述离子掺杂区域位于栅极与漏极之间，靠近栅极一侧。


2.根据权利要求1所述的提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构，其特征在于：所述势垒层包括第二材料层。


3.根据权利要求2所述的提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构，其特征在于：所述势垒层还包括第三材料层，所述第三材料层位于沟道层与第二材料层之间，所述第三材料层的禁带宽度大于第二材料层。


4.根据权利要求2或3所述的提高氮化镓HEMT功率器件击穿电压的结构，其特征在于：所述势垒层还包括第四材料层，所述第四材料层位于第二材料层上方。


5.根据权利要求1或2或3所述的提高氮化镓HEMT功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵国键，林罡，陈韬，刘柱，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