一种双面型三维HEMT器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于化合物半导体的双面型三维HEMT器件设计和制备方法，采用上下面设计和制造方法，有别于传统的HEMT芯片单面单向设计制造，本发明专利技术为双面双向设计构造，将芯片由单面平面型，升级为三维立体垂直型，增大了芯片的集成度，增强了芯片的总体使用功能，将平面三通道电极源极、栅极、漏极设计为上下六通道、使得芯片的功能指数增强，集成度翻倍，能够应用于更复杂和高效的场景中。能够应用于更复杂和高效的场景中。能够应用于更复杂和高效的场景中。

【技术实现步骤摘要】
一种双面型三维HEMT器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体电子信息领域
，更具体的说是涉及一种双面型三维HEMT器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，化合物半导体材料以其特殊的物理和化学特性，被广泛的用来制造于半导体芯片，以砷化镓(GaAs)为代表的第二代半导体在电力电子和光电子芯片方面应用广泛，以氮化镓(GaN)和氮化铝(AlN)为代表的第三代宽禁带半导体，以其宽的禁带常数、更高的电子迁移率、抗辐射能力强、击穿电场强度好、耐高温等特点，正受到人们的广泛关注，以化合物AlGaN/GaN为基础的异质结高电子迁移率晶体管(HEMT)，(或异质结场效应晶体管HFET，调制掺杂场效应晶体管MODFET，以下统称为HEMT芯片)在半导体领域已经取得广泛应用，其芯片具有反向阻断电压高、正向导通电阻低、工作频率高等特性，因此可以满足系统对半导体器件更大功率、更高频率、更小体积工作的要求。
[0003]但是，随着科技进步，对HEMT芯片的性能和功能要求越来越高，同时集成度也要求越来越高。
[0004]因此，如何提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面型三维HEMT器件，其特征在于，包括外延层以及位于所述外延层上下两面的顶面电极层和底面电极层，其中，所述外延层包括基底及在基底上表面依次生长的第一GaN层、第一掺杂Al
y
Ga1‑
y
N层、第一未掺杂的本征Al
y
Ga1‑
y
N层、第一AlN层、第二GaN层、第二AlN层、超晶格SL层、第三GaN层、第三AlN层、第二未掺杂的本征Al
y
Ga1‑
y
N层、第二掺杂Al
y
Ga1‑
y
N层和第四GaN层；所述顶面电极层包括栅极G1、源极S1和漏极D1，所述源极S1和漏极D1位于所述第三GaN层上方，且底部插入所述第三GaN层，所述栅极G1位于所述第四GaN层上方，且底部插入所述第四GaN层；所述底面电极层包括栅极G2、源极S2和漏极D2，所述源极S2和漏极D2位于所述第二GaN层下方，且顶部插入所述第二GaN层，所述栅极G2位于所述第第一GaN层下方，且顶部插入所述第一GaN层。2.根据权利要求1所述的一种双面型三维HEMT器件，其特征在于，还包括：钝化层，所述钝化层包括第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层；所述第一钝化层位于所述基底下方，且被所述栅极G2、源极S2和漏极D2贯穿；所述第二钝化层位于所述第四GaN层上方，且被所述栅极G1、源极S1和漏极D1贯穿；所述第三钝化层位于所述第二钝化层上方，且被所述栅极G1、源极S1和漏极D1贯穿。3.根据权利要求2所述的一种双面型三维HEMT器件，其特征在于，所述第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层的材料均为Si3N4或SiO2。4.根据权利要求1所述的一种双面型三维HEMT器件，其特征在于，所述基底材料为Al2O3、Si、GaN、AlN和SiC中的任一种。5.根据权利要求1所述的一种双面型三维HEMT器件，其特征在于，所述第一AlN层和第三AlN层中的AlN可以替换为AlInGaN、Al
x
Ga1‑
x
N(0＜y＜x＜1)和InGaN中的任意一种。6.根据权利要求1所述的一种双面型三维HEMT器件，其特征在于，所述超晶格SL层包括若干个周期的AlN/GaN层，所述AlN/GaN层包括GaN层和位于其上方的AlN层。7.根据权利要求1所述的一种双面型三维HEMT器件，其特征在于，所述源极S1和漏极D1插入所述第三GaN层的深度为3
‑
5nm；所述栅极G1插入所述第四GaN层的深度为10
‑
20nm。8.根据权利要求1所述的一种双面型三维HEMT器件，其特征在于，所述所述源极S2和漏极D2插入所述第二GaN层的深度为3
‑
5nm；所述栅极G1插入所述第一GaN层的深度为3
‑
5nm。9.一种如权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓波，
申请(专利权)人：王晓波，
类型：发明
国别省市：