具有抑制衬底漏电结构的GaNHEMT器件与制作方法技术

本发明专利技术提供了一种具有抑制衬底漏电结构的GaNHEMT器件，包括：衬底，以及形成于衬底上的缓冲层；第一P+型掺杂区与第一N+型掺杂区；其中，第一P+型掺杂区形成于缓冲层中；第一N+型掺杂区形成于部分第一P+型掺杂区的表层，且第一P+型掺杂区包裹第一N+型掺杂区；GaNHEMT结构；形成于缓冲层的顶端；其中，GaNHEMT结构包括栅极金属层与漏极金属层；栅极金属层与漏极金属层沿水平方向排列；其中，第一N+型掺杂区覆盖漏极金属层的下方区域，且延伸到第一掺杂区域；第一掺杂区域表征了栅极金属层与漏极金属层之间的下方区域。该方案解决了缓冲层产生漏电通道导致的器件的漏电流的加剧的问题，进而避免出现器件提前击穿现象，实现了器件性能的提高。能的提高。能的提高。

【技术实现步骤摘要】
具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件与制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体器件领域，尤其涉及具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件与制作方法。

技术介绍

[0002]氮化镓(GaN)材料被称为第三代宽禁带半导体，也是新一代的功率半导体，相比前两代半导体材料具有更高的性能参数，更容易满足大功率、高温和恶劣环境应用的新要求。在电力电子应用上，AlGaN/GaN异质结构因其很强的极化效应，在界面处形成量子势阱，产生了具有高电子迁移率、高密度的二维电子气(2DEG)。功率半导体器件的主要特点就是耐压以及大电流，Si材料目前受限的原因不仅是在高频领域，另一点就是在大电压功率器件中，它的导通电阻也会比GaN等材料大，从而大大降低了功率密度和器件开关特性。GaN HEMT则在高压下显示出了较好的大电压与低电阻特性，因此在如何提高GaN HEMTs在高压下的稳定性是研究的重点问题。
[0003]在GaN HEMTs器件的缓冲层(Buffer layer)中存在晶体生长过程中产生的损伤，比如氮空位、线位错，以及非故意掺杂引入的杂质，比如氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件，其特征在于，包括：衬底，以及形成于所述衬底上的缓冲层；第一P+型掺杂区与第一N+型掺杂区；其中，所述第一P+型掺杂区形成于所述缓冲层中，且不接触所述衬底；所述第一N+型掺杂区形成于部分所述第一P+型掺杂区的表层，且所述第一P+型掺杂区包裹所述第一N+型掺杂区；GaN HEMT结构；形成于所述缓冲层的顶端；其中，所述GaN HEMT结构包括栅极金属层与漏极金属层；所述栅极金属层与所述漏极金属层沿水平方向排列；其中，所述第一N+型掺杂区覆盖所述漏极金属层的下方区域，且延伸到第一掺杂区域；所述第一掺杂区域表征了所述栅极金属层与所述漏极金属层之间的下方区域。2.根据权利要求1所述的一种具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件，其特征在于，所述第一P+型掺杂区中掺杂有镁离子，所述第一N+型掺杂区掺杂有硅离子。3.根据权利要求2所述的一种具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件，其特征在于，所述第一P+型掺杂区中的掺杂浓度为1*10
17
～2*10
17
cm
‑3；第一N+型掺杂区的掺杂浓度为2*10
18
～6*10
18
cm
‑3。4.根据权利要求3所述的一种具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件，其特征在于，所述GaN HEMT结构还包括：沟道层与势垒层，所述沟道层与所述势垒层沿垂直方向依次形成于所述缓冲层上的；其中，所述沟道层覆盖所述第一P+型掺杂区、所述第一N+型掺杂区以及部分所述缓冲层的表面；源极金属层与第一p
‑
GaN层，所述源极金属层与所述漏极金属层形成于所述势垒层的表面，所述源极金属层、所述栅极金属层以及所述漏极金属层沿水平方向依次排列，所述第一p
‑
GaN层形成于所述栅极金属层与所述势垒层之间，以暴露出部分所述势垒层；其中，所述及第一p
‑
GaN层中掺杂有镁离子，且镁离子被退火激活。5.根据权利要求4所述的一种具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件，其特征在于，仅所述第一p
‑
GaN层中包括被激光选区退火后激活的镁离子。6.根据权利要求5所述的一种具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件，其特征在于，所述GaN HEMT结构还包括：第二p
‑
GaN层，所述第二p
‑
GaN层形成于所述势垒层暴露出来的表面上；其中，所述第二p
‑
GaN层中掺杂的镁离子未被激光退火激活。7.根据权利要求6所述的一种具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件，其特征在于，具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件还包括：栅极金属互连层、源极金属互连层以及漏极金属互连层；所述栅极金属互连层、所述源极金属互连层、所述漏极金属互连层分别形成于所述栅极金属层、所述源极金属层以及所述漏极金属层的顶端；钝化层，所述钝化层填充于所述栅极金属互连层、所述源极金属互连层以及所述漏极金属互连层之间的空隙中；栅极场板，形成于所述栅极金属层与所述漏极金属层之间的所述钝化层的顶端，且连接所述栅极金属互连层。8.根据权利要求7所述的一种具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件，其特征在于，所
述具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件还包括：若干隔离层；所述若干隔离层形成于所述GaN HEMT结构沿水平方向的两侧，且贯穿所述第二p
‑
GaN层、所述势垒层、所述沟道层以及部分所述缓冲层。9.根据权利要求8所述的一种具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件，其特征在于，所述衬底的材料是Si，所述沟道层的材料是GaN，所述势垒层的材料是AlGaN，所述钝化层的材料是Al2O
3，
所述缓冲层的材料是AlGaN。10.一种具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件的制作方法，用于制作权利要求1
‑
9任一项所述的具有抑制衬底漏电结构的GaN HEMT器件，其特征在于，包括：提供一所述衬底，并在所述衬底上形成所述缓冲层；形成所述第一P+型掺杂区与所述第一N+型掺杂区；其中，所述第一N+型掺杂区形成于部分所述缓冲层中，且不接触所述衬底；所述第一N+型掺杂区形成于部分所述第一P+型掺杂区的表层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王路宇，张鹏浩，徐敏，王强，潘茂林，黄海，黄自强，谢欣灵，徐赛生，王晨，张卫，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
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