一种基于选区退火的高击穿电压增强型GaN器件及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于选区退火的高击穿电压增强型GaN器件及制备方法，属于微电子器件领域，包括SiC衬底和生长在SiC衬底上的AlN成核层，AlN成核层上方依次为GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层、p

【技术实现步骤摘要】
一种基于选区退火的高击穿电压增强型GaN器件及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种基于选区退火的高击穿电压增强型GaN器件及制备方法，属于微电子器件


技术介绍

[0002]为了应对日益严重的全球变暖问题，实现碳中和的目标，功率器件需要进一步的技术创新，电源转换器必须比当前的更高效、更小、更可靠。功率晶体管用作电源转换模块的开关时，需要三方面性能提升：(1)低导通电阻；(2)高开关速度；(3)具备非破坏性击穿能力。对于主流的硅晶体管来说，这三种性能几乎已达到材料的极限，而以氮化镓(GaN)为代表的宽禁带半导体，具有宽禁带、高的饱和漂移速度、大的临界击穿电场、抗辐射等材料特性，其GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)特别适合用于大功率、高速、低损耗的功率开关模块和电路，在光伏逆变器、消费性电子产品电源、电信和数据通讯、电动汽车等领域具有广阔的应用前景。
[0003]AlGaN/GaN HEMT也有其局限性，由于常规的AlGaN/GaN HEMT为耗尽性器件，无法直接应用在集成电路中，而凹槽栅和F基气体处理等方法虽然可以实现增强型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于选区退火的高击穿电压增强型GaN器件，其特征在于，包括SiC衬底和生长在SiC衬底上的AlN成核层，AlN成核层上方依次为GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层、p
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GaN帽层，p
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GaN帽层两侧分别为欧姆接触金属源电极和欧姆接触金属漏电极，p
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GaN帽层上方为SiO2钝化层和肖特基接触金属栅电极，SiO2钝化层上方为金属栅电极场板，金属栅电极场板上方为SiO2钝化层，SiO2钝化层上方为金属源电极场板；p
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GaN帽层中，位于栅电极下方的区域被激光退火激活。2.一种权利要求1所述的基于选区退火的高击穿电压增强型GaN器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采用金属有机化学气相沉积法在SiC衬底上依次生长AlN成核层、GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层和p
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GaN帽层；S2、通过干法刻蚀法去除AlGaN势垒层上方需要蒸镀金属源电极和金属漏电极区域的p
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GaN；S3、在AlGaN势垒层上经过金属蒸镀、退火处理，形成欧姆接触金属源电极和欧姆接触金属源电极漏电极；S4、在p
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GaN帽层、欧姆接触金属源电极和欧姆接触金属漏电极上方沉积SiO2钝化层；S5、去除欧姆接触金属源电极、欧姆接触金属漏电极以及需要退火激活的p
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GaN区域上方的SiO2钝化层，在SiO2钝化层上形成开孔区域；S6、对SiO2钝化层开孔区域下方的p
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GaN进行选区激光退火激活；S7、在激光选区退火p
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GaN区域的上方蒸镀肖特基接触金属栅电极和金属栅电极场版；S8、在金属栅电极场版、欧姆接触金属源电极和欧姆接触金属源电极漏电极上方沉积SiO2钝化层；S9、去除欧姆接触金属源电极和欧姆接触金属漏电极上方的SiO2钝化层；S10、在SiO2钝化层上方蒸镀金属源电极场版。3.根据权利要求2所述的基于选区退火的高击穿电压增强型GaN器件的制备方法，其特征在于，AlN成核层的厚度为1
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300nm，优选为100nm；所述GaN缓冲层为非故意掺杂的GaN缓冲层或掺杂的高阻GaN缓冲层；所述GaN缓冲层的厚度为1
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3μm，优选为2μm。4.根据权利要求3所述的基于选区退火的高击穿电压增强型GaN器件的制备方法，其特征在于，所述AlN插入层的厚度为0.5
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1.5nm，优选为1nm；所述AlGaN势垒层中Al组分的摩尔比为0.15
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0.25，优选为0.2；AlGaN势垒层的厚度为15
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25nm，优选为20nm。5.根据权利要求4所述的基于选区退火的高击穿电压增强型GaN器...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔鹏，陈思衡，徐明升，汉多科，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：