半绝缘碳化硅基底上基于氮化物的晶体管制造技术

一种高电子迁移率晶体管（ＨＥＭＴ）（１０）包括一个半绝缘碳化基底（１１），在基底上是氮化铝缓冲层（１２），在缓冲层上面是绝缘的氮化镓层（１３），氮化镓层上是活性氮化铝镓结构（１４），其上是钝化层（２３），和至氮化铝镓结构的源、漏极和栅接点（２１，２２，２３）。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高频晶体管，尤其是一种高电子迁移率晶体管(HEMT)，其结合了基于氮化物的活性层和碳化硅基底，本专利技术是在美国陆军研究实验室合同No.DAAL 01-96-C-3604下发展起来的，在本专利技术中(美国)政府也有一定的权利。本专利技术涉及由半导体材料形成的晶体管，其适用于高功率、高温和高频的应用。正如熟悉半导体的人们所知，硅(Si)和砷化镓(GaAs)等材料已广泛应用于供低功率、低频(如硅)应用的半导体装置，但是由于这些大家都熟悉的物质具有较窄的能带隙(室温下硅为1.12 eV，砷化镓为1.42eV)和较低的击穿电压，使得他们不能渗透到高功率、高频应用的理想程度。因此，在高功率、高温、高频的应用和器件方向的兴趣就转向具有宽能带隙的半导体材料，如碳化硅(αSiC室温下为2.996eV)和第三族氮化物(例如氮化镓GaN在室温下为3.36eV)，与硅和砷化镓相比，这些材料具有较高的电场击穿强度和较高的电子饱和速率。一种特别关注的器件为高电子迁移率晶体管(HEMT)也被称为调制掺杂场效晶体管(MODFET)。这些器件在相当多的情况下都具有操作优势，因为二维电子气(2DE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高电子迁移率晶体管（ＨＥＭＴ）包括：一个半绝缘碳化硅基底；一个在所述基底上的氮化铝缓冲层；一个在所述缓冲层上的绝缘氮化镓层；一个在所述氮化镓层上的氮化铝镓活性结构；一个位于所述氮化铝镓活性结构上的钝化层；和接至氮 化铝镓活性结构上的各源、漏和栅接点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1998-6-12 09/096,9671．一种高电子迁移率晶体管(HEMT)包括一个半绝缘碳化硅基底；一个在所述基底上的氮化铝缓冲层；一个在所述缓冲层上的绝缘氮化镓层；一个在所述氮化镓层上的氮化铝镓活性结构；一个位于所述氮化铝镓活性结构上的钝化层；和接至氮化铝镓活性结构上的各源、漏和栅接点。2．根据权利要求1的HEMT，其中所述氮化铝镓活性结构包括一个在所述氮化镓绝缘层上的第一不掺杂氮化铝镓层；一个在所述不掺杂氮化铝层上的传导掺杂氮化铝镓层；以及一个在所述传导掺杂氮化铝镓层上的第二不掺杂氮化铝镓层。3．根据权利要求2的HEMT，其中所述钝化层在所述第二不掺杂氮化铝镓层上；所述氮化铝镓活性结构包括一个不掺杂氮化铝镓层；以及所述钝化层选自二氧化硅和氮化硅。4．根据权利要求1的HEMT，其中所述基底包括4H多型碳化硅和具有高于105Ω-cm的体电阻率。5．根据权利要求1的HEMT，其中所述源和漏接点包括钛、铝和镍的合金或钛、硅和镍的合金；和所述整流栅接点选自钛、铂、铬、钛钨合金和硅化铂。6．一种高电子迁移率晶体管(HEMT)包括一个半绝缘碳化硅基底；两种不同的第三族氮化物半导体材料之间的异质结构；以及一个位于所述异质结构和所述基底之间的氮化铝缓冲层。7．根据权利要求6的HEMT，其中所述异质结构包括相邻的氮化铝镓(AlGaN)层和氮化镓层(GaN)；所述氮化镓层是不掺杂的；以及所述的氮化铝镓层由在氮化镓层上的第一不掺杂AlGaN层；在所述第一不掺杂AlGaN层上的施主掺杂AlGaN层；以及在所述施主掺杂AlGaN层上的第二不掺杂AlGaN层形成的。8．根据权利要求7的HEMT，其中，所述氮化铝缓冲层在所述基底上，并且所述氮化镓层在所述缓冲层上。9．根据权利要求6的HEMT，且进一步包括至所述活性层的欧姆接点，以确定所述HEMT...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特T谢帕德，斯科特T阿伦，约翰W帕尔莫，
申请(专利权)人：克里公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]