高电子迁移率晶体管及改善其阈值电压漂移的方法技术

本发明专利技术公开了一种高电子迁移率晶体管及改善其阈值电压漂移的方法。高电子迁移率晶体管包括外延结构以及与外延结构匹配的源极、漏极和栅极，所述外延结构包括依次层叠设置的沟道层和势垒层，所述沟道层和/或所述势垒层是经过掺杂选定掺杂元素后形成的，并且，所述沟道层和/或所述势垒层内的所述选定掺杂元素的掺杂浓度不低于1E15cm<supgt;‑3</supgt;，所述沟道层中的空穴浓度大于电子浓度，其中，所述选定元素包括Si元素、Mg元素、H元素中的至少一者。本发明专利技术改善了器件的阈值电压漂移问题，提高了器件的电压稳定性、可靠性和均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术特别涉及一种高电子迁移率晶体管及改善其阈值电压漂移的方法，属于半导体。

技术介绍

1、gan高电子迁移率晶体管(hemt)对下一代高效功率开关应用极具吸引力。特别是pgan栅极的hemt器件(p-gan hemt)，其常关的操作原理是在algan势垒层上所增加一层p型gan帽层，会产生耗尽栅极区域下方的二维电子气(2deg)的作用。栅金属与p-gan层的接触通常有两种，分别是欧姆型和肖特基型。与欧姆型栅极相比，肖特基型栅极hemt具有多项优势，主要包括更大的栅极电压摆幅和更低的栅极泄漏。但是肖特基型栅极的p-gan hemt在功率开关应用上有着巨大的挑战-阈值电压(vth)不稳定。

2、双向的漂移都在p-gan hemt中被观察到，vth负漂可能会导致高频操作器件的异常导通，进而造成器件失效、设备破坏和系统崩溃。vth正漂会导致动态的导通电阻退化，使得系统需要相对较大的栅压来完全开启器件，这导致了器件的安全工作电压范围相对缩小，并且也会导致更大的反向开启电压和更高的反向导通损耗。

3、为了解决vth不稳定性问题，人们越来越本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高电子迁移率晶体管，包括外延结构以及与外延结构匹配的源极、漏极和栅极，所述外延结构包括依次层叠设置的沟道层和势垒层，其特征在于：所述沟道层和/或所述势垒层是经过掺杂选定掺杂元素后形成的，并且，所述沟道层和/或所述势垒层内的所述选定掺杂元素的掺杂浓度不低于1E15cm-3，所述沟道层中的空穴浓度大于电子浓度，其中，所述选定元素包括Si元素、Mg元素、H元素中的至少一者。

2.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述沟道层和所述势垒层的材质均包括III-V族化合物；

3.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述势垒层的栅极区域还...

【技术特征摘要】

1.一种高电子迁移率晶体管，包括外延结构以及与外延结构匹配的源极、漏极和栅极，所述外延结构包括依次层叠设置的沟道层和势垒层，其特征在于：所述沟道层和/或所述势垒层是经过掺杂选定掺杂元素后形成的，并且，所述沟道层和/或所述势垒层内的所述选定掺杂元素的掺杂浓度不低于1e15cm-3，所述沟道层中的空穴浓度大于电子浓度，其中，所述选定元素包括si元素、mg元素、h元素中的至少一者。

2.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述沟道层和所述势垒层的材质均包括iii-v族化合物；

3.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述势垒层的栅极区域还设置有槽状结构，所述栅极设置在所述槽状结构内，或者，所述势垒层的栅极区域还设置有帽层，所述栅极设置在所述帽层上，并且，所述帽层是经过掺杂选定掺杂元素后形成的，所述帽层内所述选定掺杂元素的掺杂浓度不低于1e15cm-3，所述帽层中的空穴浓度大于电子浓度；

4.根据权利要求3所述的高电子迁移率晶体管，其特征在于：和/或，所述帽层的材质均包括iii-v族化合物；

5.根据权利要求1所述高电子迁移率晶体管，其特征在于：所述外延结构包括器件主体部分和器件隔离部分，所述器件隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈文超，杨安，曾中明，张宝顺，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：