一种具有阵列侧栅结构的HEMT器件及其制备方法技术

一种具有阵列侧栅结构的HEMT器件及其制备方法，属于半导体器件技术领域。技术方案：在衬底上依次生长缓冲层、沟道层、势垒层，源极和漏极设置在势垒层上方，栅极设置在势垒层上方、并延伸至沟道层；位于栅极区的沟道层、势垒层、栅金属形成阵列侧栅结构，阵列侧栅包括若干由沟道层和势垒层构成的纵向截面为等腰梯形的结构，侧栅结构在沟道层一侧的外角为钝角弧形。有益效果：本发明专利技术利用对沟道分区域进行浅刻蚀和深刻蚀与栅金属/半导体功函数差相结合的方式来调节沟道电子浓度，有效提升器件阈值电压和输出电流。同时可以通过优化侧栅倾角α以减小峰值电场，从而有效降低栅极漏电。从而有效降低栅极漏电。从而有效降低栅极漏电。

【技术实现步骤摘要】
一种具有阵列侧栅结构的HEMT器件及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体器件
，尤其涉及一种具有阵列侧栅结构的HEMT器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着全球变暖和环境污染的加剧，为了缓解节能减排的压力，燃油车终将退出历史舞台，而电动汽车将迎来巨大的市场，使汽车动力电气化是汽车史上的重大变革。而电动汽车对高效率、高功率密度的要求非常严苛，使用氮化镓(GaN)元器件能够在减小器件体积的同时，提高功率密度和续航能力。作为第三代半导体材料，与碳化硅(SiC)相比，GaN的电子迁移速率更高，可以使器件开关频率更高，在开态和关态间的切换时间更短，几乎可以忽略，这样器件的开关损耗更小。同时GaN的热导率、击穿电场和电子密度更高，使用GaN器件能够起到提高功率转换效率、降低电池成本的作用。使用GaN的车载充电器与传统的车载充电器相比，充电速度会提升60％以上；当充电器体积相同时，GaN的车载充电器充电速度可以提升近3倍，且重量显著降低。
[0003]同时，GaN作为第三代半导体材料，近年在消费类电源市场中也得到了广泛应用。尤其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有阵列侧栅结构的HEMT器件，其特征在于，包括：衬底、缓冲层、沟道层、势垒层、源极、漏极、栅极，在所述衬底上依次生长缓冲层、沟道层、势垒层，所述源极和漏极设置在所述势垒层上方，所述栅极设置在所述势垒层上方、并延伸至所述沟道层；位于栅极区的沟道层、势垒层、栅金属形成阵列侧栅结构，所述阵列侧栅结构包括若干由沟道层和势垒层构成的纵向截面为等腰梯形的侧栅结构，所述侧栅结构在所述沟道层一侧的外角为α，α为钝角弧形。2.如权利要求1所述的具有阵列侧栅结构的HEMT器件，其特征在于，所述衬底为硅、蓝宝石、碳化硅或GaN的任意一种。3.如权利要求1所述的具有阵列侧栅结构的HEMT器件，其特征在于，所述缓冲层为GaN，所述缓冲层的高度为2～10μm。4.如权利要求1所述的具有阵列侧栅结构的HEMT器件，其特征在于，所述沟道层为GaN，所述沟道层的高度为100nm。5.如权利要求1所述的具有阵列侧栅结构的HEMT器件，其特征在于，所述势垒层为AlGaN或可以与GaN的界面产生2DEG的材料，所述势垒层的高度为20～50nm。6.如权利要求1所述的具有阵列侧栅结构的HEMT器件，其特征在于，还包括1nm的AlN插入层，所述插入层位于所述沟道层和势垒层之间。7.一种具有阵列侧栅结构HEMT器件的制备方法，其特征在于，步骤如下：S1、外延生长：在衬底上通过金属有机化合物化学气相沉积法生长外延层；S2、台面刻蚀：通过光刻法和半导体刻蚀法或离子注入法将器件隔离；S3、源、漏欧姆接触电极制备：使用半导体光刻法定义源、漏电极区域后通过金属沉积方法沉积器件源、漏...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄火林，孙楠，代建勋，李大卫，刘艳红，李书兴，黄辉，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：