一种增强型氮化镓HEMT器件及其制备方法技术

本申请属于功率器件技术领域，提供了一种增强型氮化镓HEMT器件及其制备方法，增强型氮化镓HEMT器件包括氮化镓层、氮化镓帽层、氮化硅层、源极区、漏极区、P型掺杂区、栅极层、场板延伸层以及气桥场板层，通过在与P型掺杂区互不接触的位置设置场板延伸层，采用气桥场板层连接于源极区与场板延伸层，可以在形成栅极层时同时沉积金属形成场板延伸层，并通过调节场板延伸层的面积完成漏极端与栅极端之间的电场调节，避免了气桥场板层与氮化硅之间无法形成大面积接触，且容易发生脱落导致开路的问题，提升了功率器件的可靠性和性能。提升了功率器件的可靠性和性能。提升了功率器件的可靠性和性能。

【技术实现步骤摘要】
一种增强型氮化镓HEMT器件及其制备方法


[0001]本申请属于功率器件
，尤其涉及一种增强型氮化镓HEMT器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]增强型GaN HEMT标准器件的反向耐压(Breakdown voltage)通常由漏极端到栅极端之间的距离决定，当前有许多方法来增加器件的反向耐压，例如，通过设计气桥场板层(air bridge field plate，AFP)，即利用桥状金属跨过闸极改变漏极端到栅极端的电场分布，或者是利用栅极顶端变形设计，又称闸极斜场板(Slant Field Plate，SFP)，以改变漏极到栅极端之间的电场分布。
[0003]然而，目前的AFP工艺中，气桥场板层与氮化硅之间无法形成大面积接触，且容易发生脱落导致开路的问题，极大影响了器件的可靠性和性能。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种增强型氮化镓HEMT器件及其制备方法，旨在解决气桥场板层与氮化硅之间无法形成大面积接触，且容易发生脱落导致开路的问题。
[0005]本申请实施例第一方面提供了一种增强型氮化镓HEMT器件，所述增强型氮化镓HEMT器件包括：
[0006]从下至上依次层叠设置的氮化镓层、氮化镓帽层以及氮化硅层；
[0007]设于所述氮化硅层两侧的源极区和漏极区，其中，所述源极区和所述漏极区深入至所述氮化镓层；
[0008]P型掺杂区，设于所述氮化硅层中，且与所述氮化镓帽层接触；
[0009]栅极层，设于所述P型掺杂区上，且与所述P型掺杂区的面积相等；
[0010]场板延伸层，设于所述氮化硅层中，且与所述氮化镓帽层以及所述P型掺杂区不接触；
[0011]气桥场板层，连接于所述源极区与所述场板延伸层之间。
[0012]在一个实施例中，所述栅极层与所述P型掺杂区的形状相同，且覆盖于所述P型掺杂区上。
[0013]在一个实施例中，所述气桥场板层呈凹字形。
[0014]在一个实施例中，所述场板延伸层的厚度小于所述氮化硅层的厚度。
[0015]在一个实施例中，所述氮化镓帽层与所述场板延伸层之间的距离大于所述氮化硅层的厚度的20％。
[0016]在一个实施例中，所述场板延伸层与所述P型掺杂区之间的距离大于所述气桥场板层的长度的20％。
[0017]在一个实施例中，所述场板延伸层的面积大于所述气桥场板层与所述场板延伸层的接触面积。
[0018]在一个实施例中，所述氮化镓帽层为AlGaN。
[0019]本申请实施例第二方面还提供了一种增强型氮化镓HEMT器件的制备方法，所述制备方法包括：
[0020]从下至上依次层叠设置的氮化镓层、氮化镓帽层以及氮化硅层，并在所述氮化硅层两侧形成源极区和漏极区，其中，所述源极区和所述漏极区深入至所述氮化镓层；
[0021]在所述氮化硅层上形成掺杂沟槽，并在所述掺杂沟槽内形成P型掺杂区；
[0022]在所述氮化硅层上形成场板外延沟槽；其中，所述场板外延沟槽与所述P型掺杂区之间不接触；
[0023]填充金属材料在所述P型掺杂区上形成栅极层，并在所述场板外延沟槽内形成场板延伸层；
[0024]在所述源极区与所述场板延伸层之间制备气桥场板层。
[0025]在一个实施例中，所述填充金属材料在所述P型掺杂区上形成栅极层，并在所述场板外延沟槽内形成场板延伸层的步骤，包括：
[0026]采用金属材料沉积工艺在所述P型掺杂区上形成栅极层，并在所述场板外延沟槽内形成场板延伸层。
[0027]本申请提供的一种增强型氮化镓HEMT器件及其制备方法，增强型氮化镓HEMT器件包括氮化镓层、氮化镓帽层、氮化硅层、源极区、漏极区、P型掺杂区、栅极层、场板延伸层以及气桥场板层，通过在与P型掺杂区互不接触的位置设置场板延伸层，采用气桥场板层连接于源极区与场板延伸层，可以在形成栅极层时同时沉积金属形成场板延伸层，并通过调节场板延伸层的面积完成漏极端与栅极端之间的电场调节，避免了气桥场板层与氮化硅之间无法形成大面积接触，且容易发生脱落导致开路的问题，提升了功率器件的可靠性和性能。
附图说明
[0028]图1是本申请实施例提供的增强型氮化镓HEMT器件的示例图一；
[0029]图2是本申请实施例提供的增强型氮化镓HEMT器件的示例图二；
[0030]图3是本申请实施例提供的一种增强型氮化镓HEMT器件的制备方法的流程示意图；
[0031]图4是本申请实施例提供的形成氮化镓层100、氮化镓帽层200、氮化硅层300的示例图；
[0032]图5是本申请实施例提供的形成P型掺杂区的示例图；
[0033]图6是本申请实施例提供的对金属掩膜层进行场板延伸层600的示例图；
[0034]图7是本申请实施例提供的形成气桥场板层700的示例图。
具体实施方式
[0035]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0036]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可
以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0037]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0038]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0039]本申请实施例提供了一种增强型氮化镓HEMT器件，参见图1所示，增强型氮化镓HEMT器件包括：氮化镓层100、氮化镓帽层200、氮化硅层300、源极区410、漏极区420、P型掺杂区510、栅极层520、场板延伸层600以及气桥场板层700。
[0040]具体的，氮化镓层100、氮化镓帽层200以及氮化硅层300从下至上依次层叠设置，源极区410和漏极区420设于氮化硅层300两侧，且源极区410和所述漏极区420深入至氮化镓层100。
[0041]P型掺杂区510设于氮化硅层300中，且P型掺杂区510与氮化镓帽层200接触，栅极层520设于P型掺杂区510上，且栅极层520与P型掺杂区510的面积相等；场板延伸层600设于氮化硅层300中，且场板延伸层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强型氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述增强型氮化镓HEMT器件包括：从下至上依次层叠设置的氮化镓层、氮化镓帽层以及氮化硅层；设于所述氮化硅层两侧的源极区和漏极区，其中，所述源极区和所述漏极区深入至所述氮化镓层；P型掺杂区，设于所述氮化硅层中，且与所述氮化镓帽层接触；栅极层，设于所述P型掺杂区上，且与所述P型掺杂区的面积相等；场板延伸层，设于所述氮化硅层中，且与所述氮化镓帽层以及所述P型掺杂区不接触；气桥场板层，连接于所述源极区与所述场板延伸层之间。2.如权利要求1所述的增强型氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述栅极层与所述P型掺杂区的形状相同，且覆盖于所述P型掺杂区上。3.如权利要求1所述的增强型氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述气桥场板层呈凹字形。4.如权利要求1所述的增强型氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述场板延伸层的厚度小于所述氮化硅层的厚度。5.如权利要求4所述的增强型氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述氮化镓帽层与所述场板延伸层之间的距离大于所述氮化硅层的厚度的20％。6.如权利要求1所述的增强型氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述场板延伸层与所述P型掺杂区之间的距离大于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄汇钦，吴龙江，
申请(专利权)人：天狼芯半导体成都有限公司，
类型：发明
国别省市：