可变沟道AlGaN/GaNHEMT结构及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可变沟道AlGaN/GaN HEMT结构及制备方法，通过在衬底层上生长缓冲层；在缓冲层之上再生长多沟道层，即两层及以上的AlGaN/GaN异质结叠层；再对多沟道层进行选择性刻蚀，形成阶梯多沟道层；再在器件表面淀积介质钝化层，并进行化学物理抛光，形成阶梯钝化层和顶部钝化层；最后通过微纳加工工艺制备器件的金属电极，获得可变多沟道AlGaN/GaN HEMT结构。HEMT结构。HEMT结构。

【技术实现步骤摘要】
可变沟道AlGaN/GaN HEMT结构及制备方法


[0001]本专利技术涉及高压功率半导体，特别是一种可变沟道AlGaN/GaN HEMT结构及制备方法。

技术介绍

[0002]第三代半导体材料GaN因其宽带隙(3.39 eV)、高电子饱和漂移速率(3
×
10
7 cm/s)和高临界击穿电场(3 MV/cm)等优异的材料属性而成为研制新型射频功率半导体器件的热门材料。并且，得益于AlGaN/GaN异质结材料在极化效应，可以在异质结界面获得具有高浓度(>1x10
13
cm
‑2)、高电子迁移率(>1500cm2/Vs)的二维电子气（2DEG）。AlGaN/GaN HEMT具有大电流增益、高截止频率、强驱动能力、低相位噪声以及大功率密度等优点，在高频、大功率、高温、光电子、抗辐射等商用以及军事领域具有重要应用前景。
[0003]然而，由于AlGaN/GaN HEMT需要承担较高的工作电压，电场线会在电极处发生集聚效应，形成较高的电场峰值。而当电场峰值超过器件的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变沟道AlGaN/GaN HEMT结构，其特征在于：包括衬底层、缓冲层、n组GaN/AlGaN异质结叠层、钝化层、栅电极、源电极和漏电极；其中，n≥2；缓冲层外延生长在衬底层顶部；n组GaN/AlGaN异质结叠层从下至上依次外延生长在缓冲层顶部，且从下至上分别为第1组GaN/AlGaN异质结叠层、第2组GaN/AlGaN异质结叠层、
……
、第n组GaN/AlGaN异质结叠层；每组GaN/AlGaN异质结叠层均包括GaN沟道层和外延生长在GaN沟道层上的AlGaN势垒层；钝化层包括顶部钝化层和阶梯钝化层；顶部钝化层设在第n组GaN/AlGaN异质结叠层顶部；源电极和漏电极分别嵌设在顶部钝化层的两端；栅电极嵌设在邻近源电极的顶部钝化层中部；阶梯钝化层嵌设在位于栅电极和漏电极之间的第2组GaN/AlGaN异质结叠层至第n组GaN/AlGaN异质结叠层中；阶梯钝化层呈倒置的阶梯型，且一端与栅电极相对齐。2.根据权利要求1所述的可变沟道AlGaN/GaN HEMT结构，其特征在于：通过调整阶梯钝化层的阶梯宽度，调节栅电极和漏电极之间的电荷密度。3.根据权利要求1所述的可变沟道AlGaN/GaN HEMT结构，其特征在于：衬底层的材质为硅、蓝宝石、氮化镓或碳化硅。4.根据权利要求1所述的可变沟道AlGaN/GaN HEMT结构，其特征在于：缓冲层为厚度2~6微米的GaN材料。5.根据权利要求1所述的可变沟道AlGaN/GaN HEMT结构，其特征在于：GaN沟道层为厚度0.1~3微米的GaN材料。6.根据权利要求1所述的可变沟道AlGaN/GaN HEMT结构，其特征在于：以摩尔组分计，AlGaN势垒层包含0.1~0.3份的Al；AlGaN势垒层的厚度为15
‑
30纳米。7.一种可变沟道AlGaN/GaN HEMT结构的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、制备氮化镓多沟道外延片，具体制备方法包括如下步骤：步骤1A、外延生长缓冲层：清洗衬底层并在衬底层上外延生长含有GaN材料的缓冲层；步骤1B、外延生长第1组GaN/AlGaN异质结叠层：在缓冲层上从下至上依次外...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宇锋，刘建华，姚佳飞，张珺，李曼，张茂林，
申请(专利权)人：南京邮电大学南通研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：