一种GaN器件及其制备方法技术

技术编号:29762500 阅读:28 留言:0更新日期:2021-08-20 21:16
本发明专利技术实施例公开了一种GaN器件及其制备方法。该GaN器件包括衬底以及依次层叠于所述衬底上的缓冲层、外延层和金属电极层,外延层包括依次层叠于衬底上的GaN沟道层、AlN层和势垒层,金属电极层包括源漏金属层,其中,源漏金属层包括朝向衬底一侧延伸至外延层内的凸起结构,将金属电极层中的源极和漏极都与外延层接触,形成欧姆接触电极的机理,并且在源极和漏极金属电极层设置朝向衬底一侧延伸至外延层内的凸起结构,增大金属电极层与外延层的接触面积,减小欧姆接触电阻,从而降低GaN器件的导通电阻,通过源漏电极区域的刻蚀,实现了低温欧姆接触工艺,提高了GaN器件的整体可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种GaN器件及其制备方法
本专利技术实施例涉及GaN射频器件
,尤其涉及一种GaN器件及其制备方法。
技术介绍
氮化镓(GaN)材料具有宽禁带宽度,高击穿电场,高热导率,高电子饱和速率以及更高的抗辐射能力,在高温、高频、抗辐射以及大功率半导体器件中有广泛的应用前景。GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)已广泛应用于微波通讯和电力电子转换等领域。GaNHEMT器件的导通电阻是影响器件性能的关键指标,如GaNHEMT器件的导通电阻大,在射频器件中体现为输出功率密度降低,在电力电子器件中体现为导通损耗增加从而影响电源转换效率,同时导通电阻大会导致器件发热量大,增加散热成本甚至影响器件可靠性。目前,主要通过优化外延材料的方法降低材料本身的沟道电阻,而目前材料本身的电阻已经达到了250Ω左右,很难再有很大的突破,在一定程度上不能有效地增加金属电极和GaN之间的接触面积,进而不能降低器件的导通电阻,并且制备工艺较为复杂。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种GaN器件及其制备方法,可以有效地增加金属电极和GaN之间的接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GaN器件,其特征在于,包括:/n衬底以及依次层叠于所述衬底上的缓冲层、外延层和金属电极层,所述外延层包括依次层叠于所述衬底上的GaN层、AlN层和势垒层,所述金属电极层包括源漏极金属层;/n其中,所述源漏金属层包括朝向所述衬底一侧延伸至所述外延层内的凸起结构。/n

【技术特征摘要】
20201230 CN 202011644679X1.一种GaN器件,其特征在于,包括:
衬底以及依次层叠于所述衬底上的缓冲层、外延层和金属电极层,所述外延层包括依次层叠于所述衬底上的GaN层、AlN层和势垒层,所述金属电极层包括源漏极金属层;
其中,所述源漏金属层包括朝向所述衬底一侧延伸至所述外延层内的凸起结构。


2.根据权利要求1所述的GaN器件,其特征在于,所述凸起结构包括多个第一子凸起。


3.根据权利要求2所述的GaN器件,其特征在于,所述凸起结构还包括位于所述多个第一子凸起远离所述衬底一侧的第二子凸起,所述第二子凸起与所述多个第一子凸起连接。


4.根据权利要求2所述的GaN器件,其特征在于,所述第一子凸起的高度小于所述势垒层的厚度。


5.根据权利要求2所述GaN器件,其特征在于,所述第一子凸起的高度大于或等于所述势垒层的厚度小于所述势垒层和所述AlN层的厚度之和。


6.根据权利要求2所述GaN器件,其特征在于,所述第一子凸起的高度大于或等于所述势垒层和所述AlN层的厚度之和,且小于或等于所述势垒层、所述AlN层和所述GaN层的厚度之和。


7.根据权利要求2所述GaN器件,其特征在于,所述第一子凸起垂直于所述第一方向的截面形状为圆形,所述第一方向为所述衬底和所述缓冲层的层叠方向。


8.根据权利要求2所述的GaN器件,其特征在于,所述源漏金属层包括源极和漏极,所述源极的多个所述第一子凸起排列包括但不限于矩阵、圆形、矩形、Z字形、X形、对角线位于同一直线上的两个正方形或多个错位排列的行结构,所述漏极的多个所述第一子凸起排列包括但不限于矩阵、圆形、矩形、Z字形、X形、对角线位于同一直线上的两个正方形或多个错位排列的行结构。


9.一种GaN器件的制备方法,其特征在于,包括:
提供衬底;
在所述衬底上依次形成缓冲层、外延层和金属电极层,所述外延层包括依次层叠于所述衬底上的GaN层、AlN层和势垒层,所述金属电极层包括源漏金属层;
其中,所述源漏金属层包括朝向所述衬底一侧延伸至所述外延层内的多个凸起结构。


10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,在所述衬底上依次形成缓冲层、外延层和金属电极层包括:
在所述衬底上依次形成缓冲层和外延层;
在所述外延层上形成层叠的第一硬质掩膜层和第二硬质掩膜层;
图形化所述第一硬质掩膜层和所述第二硬质掩膜层,并以图形化后的所述第一硬质掩膜层和所述第二硬质掩膜层为掩...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋洋唐楚滢于洪宇汪青汤欣怡杜方洲
申请(专利权)人:南方科技大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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