AlGaN/GaN功率HEMT器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种AlGaN/GaN功率HEMT器件及其制备方法，器件包括：n型GaN衬底、第一p型GaN层、AlGaN层、空穴注入型PN结层和栅极结构，栅极结构贯穿空穴注入型PN结层、AlGaN层和第一p型GaN层、并停止于n型GaN衬底中，包括栅极金属铝层和栅极二氧化硅层；空穴注入型PN结层包括沿水平方向分布的第二p型GaN层和第二n型GaN层，第二n型GaN层位于靠近栅极结构的一侧。本发明专利技术所提供的AlGaN/GaN功率HEMT器件通过引入全新结构设计，相比传统U型GaN MOS管，将沟道结构设计为纵向，改变了沟槽栅结构附近的电场分布，缓解电场集中现象，提高了HEMT器件的击穿电压和耐压。击穿电压和耐压。击穿电压和耐压。

【技术实现步骤摘要】
AlGaN/GaN功率HEMT器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件
，特别是涉及一种AlGaN/GaN功率HEMT器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]功率半导体器件广泛应用于直流变换器、变频器、整流器及逆变器等电力变换器中，其具有优秀的电力控制性能，在电力系统、光伏发电系统及混合动力机车等领域发挥着不可替代的作用。
[0003]目前，功率半导体器件大多采用硅基二极管、功率MOSFET晶体管及IGBT(绝缘栅双极晶体管)等器件结构。随着采用Si材料的功率半导体器件逐渐达到其理论极限，现有功率半导体器件的更新换代的速度不断减慢，在目前针对Si基器件的研究水平上难以进一步实现变换器的高频化、高功率密度及小型化。以氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体材料具有临界击穿电场高、饱和电子速度高、电子密度高、电子迁移率高及导热率高等特点，是一种适用于高频、高压、高温、大功率的抗辐射等级高的半导体材料。GaN器件是新一代雷达及通信系统中最关键的半导体器件，也是新一代半导体照明中应用的主要器件。HEMT(高电子迁移率晶体管)是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AlGaN/GaN功率HEMT器件，其特征在于，包括：n型GaN衬底；形成于所述n型GaN衬底上方的第一p型GaN层；形成于所述第一p型GaN层上方的AlGaN层；形成于所述AlGaN层上方的空穴注入型PN结层；贯穿所述空穴注入型PN结层、所述AlGaN层和所述第一p型GaN层、并停止于所述n型GaN衬底中的栅极结构，所述栅极结构包括栅极金属铝层和形成于所述栅极金属铝层侧壁和下方的栅极二氧化硅层；所述空穴注入型PN结层包括沿水平方向分布的第二p型GaN层和第二n型GaN层，所述第二n型GaN层位于靠近所述栅极结构的一侧。2.根据权利要求1所述的AlGaN/GaN功率HEMT器件，其特征在于，所述n型GaN衬底的厚度范围为5
‑
10μm，所述n型GaN衬底的掺杂浓度范围为1
×
10
15
‑5×
10
15
cm
‑3；所述第一p型GaN层的厚度范围为0.5
‑
1.5μm，所述第一p型GaN层的掺杂浓度范围为1
×
10
16
‑1×
10
17
cm
‑3；所述AlGaN层的厚度范围为0.05
‑
0.15μm，所述AlGaN层的掺杂浓度范围为5
×
10
14
‑5×
10
15
cm
‑3；所述空穴注入型PN结层的厚度范围为0.5
‑
1.5μm，所述第二p型GaN层的掺杂浓度范围为1
×
10
17
‑1×
10
18
cm
‑3，所述第二n型GaN层的掺杂浓度范围为1
×
10
18
‑1×
10
19
cm
‑3；所述栅极金属铝层的厚度范围为0.5
‑
5μm，所述栅极二氧化硅层的厚度范围为0.5
‑
5μm。3.根据权利要求1所述的AlGaN/GaN功率HEMT器件，其特征在于，还包括形成于所述n型GaN衬底下方的第一n型GaN层，所述第一n型GaN层引出为所述AlGaN/GaN功率HEMT器件的漏极。...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾虹谙，
申请(专利权)人：华润微电子重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：