一种P型多晶硅/AlGaN异质结耗尽型HEMT器件及其制备方法技术

本申请公开了一种P型多晶硅/AlGaN异质结耗尽型HEMT器件及其制备方法，器件包括：衬底；设置在衬底的上方的未掺杂的GaN层；设置在GaN层的上方的未掺杂的第一AlGaN层；设置在第一AlGaN层上方的含有Si掺杂的第二AlGaN层；设置在第二AlGaN层上的P型的多晶硅层，并与第二AlGaN层形成异质结；设置在第二AlGaN层上方且包覆在多晶硅层外周的栅介质层；栅电极、源电极以及漏电极。P型多晶硅与Si掺杂的第二AlGaN层形成异质结，同时形成内建电场，当向栅电极施加负电压时，内建电场与外部电场方向相同，使得不需要很高的栅压，即也不需要减薄栅介质层的厚度，就可以有效的将器件关断，实现低阈值电压有效调控器件关断的目的。值电压有效调控器件关断的目的。值电压有效调控器件关断的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种P型多晶硅/AlGaN异质结耗尽型HEMT器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件领域，尤其涉及一种P型多晶硅/AlGaN异质结耗尽型HEMT器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]氮化镓基高电子迁移率晶体管(HEMT)是基于第三代宽禁带半导体GaN的一种非常重要的器件。凭借AlGaN/GaN异质结构之间形成的二维电子气所具有的高迁移率、高载流子浓度的优势，HEMT在高频、高功率、低噪声领域有着广阔的应用前景。在实际应用中，耗尽型HEMT可以与一个低压Si基MOSFET结合应用于高压领域。
[0003]耗尽型HEMT器件具备高饱和电流的优点，但是器件的有效关断具有较大的挑战。器件的有效关断意味着栅极具有良好的调控，这需要栅电极和半导体之间实现绝缘。良好的绝缘性需要增加栅介质的厚度或者使用介电常数更高的介质材料，这会导致阈值电压的增大，削弱栅极的调控效果。为了降低阈值电压，往往需要减薄栅介质层的厚度，而过薄的栅介质层又会导致栅极漏电流的增加。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述问题，至少克服一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种P型多晶硅/AlGaN异质结耗尽型HEMT器件，其特征在于，包括：衬底；GaN层，所述GaN层设置在所述衬底的上方，所述GaN层为未掺杂的GaN；第一AlGaN层，所述第一AlGaN层设置在所述GaN层的上方，所述第一AlGaN层为未掺杂的AlGaN，所述第一AlGaN层与所述GaN层之间形成有二维电子气；第二AlGaN层，第二AlGaN层设置在所述第一AlGaN层的上方，所述第二AlGaN层为含有Si掺杂AlGaN；多晶硅层，所述多晶硅层设置在所述第二AlGaN层上，所述多晶硅层为P型多晶硅，所述多晶硅层与所述第二AlGaN层形成异质结；栅介质层，所述栅介质层设置在所述第二AlGaN层上方，且包覆在所述多晶硅层外周；栅电极，所述栅电极设置在所述栅介质层上方；源电极以及漏电极，所述源电极设置在所述第二AlGaN层上，所述源电极设置在所述第二AlGaN层上，且所述源电极与所述漏电极互不相连。2.如权利要求1所述的一种P型多晶硅/AlGaN异质结耗尽型HEMT器件，其特征在于，还包括AlN插入层，所述AlN插入层设置在所述第一AlGaN层与所述GaN层之间，所述AlN插入层用于提高二维电子气的浓度；所述AlN插入层的厚度为0.5nm～2nm。3.如权利要求1所述的一种P型多晶硅/AlGaN异质结耗尽型HEMT器件，其特征在于，所述第二AlGaN层中Si的掺杂浓度为2
×
10
18
cm
‑3～5
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10
18
cm
‑3。4.如权利要求1所述的一种P型多晶硅/AlGaN异质结耗尽型HEMT器件，其特征在于，所述GaN层的厚度为3μm～4μm；所述第一AlGaN层的厚度为5nm～10nm；所述第二AlGaN层的厚度为10nm～20nm；所述多晶硅层的厚度为200nm～300nm；所述栅介质层为SiO2，所述栅介质层的厚度为50nm～80nm。5.如权利要求1所述的一种P型多晶硅/AlGaN异质结耗尽型HEMT器件，其特征在于，所述P型多晶硅为磷烷掺杂，载流子浓度为2
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10
18
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【专利技术属性】
技术研发人员：李京波，韩理想，王小周，龚彬彬，刘传凯，
申请(专利权)人：浙江芯科半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：