一种基于硅衬底的新型HEMT器件的制备方法及器件技术

本发明专利技术公开了一种基于硅衬底的新型HEMT器件的制备方法，涉及半导体技术领域，通过上述方法获得了器件，该器件包括衬底、AlN成核层、超晶格缓冲层、UID

【技术实现步骤摘要】
一种基于硅衬底的新型HEMT器件的制备方法及器件


[0001]本专利技术属于半导体
，具体涉及一种基于硅衬底的新型HEMT器件的制备方法及利用该方法获得的器件。

技术介绍

[0002]与传统的传统的硅基功率器件相比，GaN功率器件具有耐高温、耐高压、抗强辐射以及高功率等优势。同时，AlGaN/GaN等异质结界面处可以产生高浓度以及高迁移率的的二维电子气，不需要掺n型或p型杂质即可形成导电沟道，在未来具有极高的应用价值。
[0003]GaN功率器件经过理论研究具有相当高的击穿电压，但实际上由于工艺以及不同材料之间的失配，GaN功率器件现有击穿电压远达不到理论水平。主要原因有：
[0004]一、电场集中效应，栅极靠近漏极侧的电场强度达到最大有一个电场强度峰值，使器件提前击穿。
[0005]二、电流在缓冲区会有泄露，从源极流过的电子经过缓冲区流向漏极形成回路，使器件提前击穿。
[0006]为了解决上述问题，一般采用的方法有将缓冲层掺碳或铁杂质，这是由于MOCVD生长GaN不可避免地引入背景n型掺杂剂，例如氮空位和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硅衬底的新型HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在衬底(101)上生长AlN成核层(102)，生长温度1000
‑
1100℃，薄膜厚度10
‑
300nm，生长压力为50
‑
300mbar，用于为后续的GaN缓冲层(105)生长提供成核节点，提高GaN薄膜结晶质量；(2)在AlN成核层(102)基础上，采用金属有机源化学气相沉积(MOCVD)或其他方法非故意掺杂生长形成的超晶格缓冲层(103)，薄膜厚度范围为100nm
‑
10um；(3)在超晶格缓冲层(103)生长一定厚度后从MOCVD中取出，通过光刻和湿法腐蚀的方法对已生长的GaN缓冲层(105)进行选区腐蚀，形成方块型凹孔，刻蚀深度为50nm
‑
5um；(4)采用金属有机源化学气相沉积方法在超晶格缓冲层(103)凹孔里生长UID
‑
GaN薄膜层(104)，生长厚度为50nm
‑
5um；(5)在UID
‑
GaN薄膜层(104)生长结束后采用光刻自对准方法，干法刻蚀掉凹孔之外的UID
‑
GaN薄膜层(104)，凹孔之外的UID
‑
GaN薄膜层(104)被刻蚀后再送回MOCVD设备生长GaN缓冲层(105)；(6)在上一步骤形成的结构的基础上采用金属有机源化学气相沉积方法自下而上生长掺Si的AlGaN背势垒层(106)、氮化镓沟道层(107)、第二AlGaN势垒层(108)、氮化镓沟道层(107)以及第一AlGaN势垒层(109)；(7)采用金属有机源化学气相沉积方法在最上层的AlGaN势垒层上生长栅介质层(110)，然后再栅介质层(110)上形成栅电极；(8)采用电子束蒸发钛、铝、镍、金来沉积用于源极(111)/漏极(112)欧姆接触的钛/铝/镍/金金属层，随后在N2环境中快速热退火，最终形成漏电极和源电极，钛/铝/镍/金金属层的厚度为10
‑
20nm；(9)在源电极与栅极(113)之间、漏电极与栅极(113)之间均形成有Si3N4钝化层。2.根据权利要求1所述的一种基于硅衬底(101)的新型HEMT器件的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈瑶，陈兴，王东，吴勇，黄永，李彦佐，林长志，邱慧嫣，谢雨峰，
申请(专利权)人：西安电子科技大学芜湖研究院，
类型：发明
国别省市：