【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体，尤其涉及一种源极底置si基gan hemt器件及其制备方法。
技术介绍
1、随着电力电子器件技术的飞速发展，对器件功率密度、工作效率，工作电压等性能提出了更高的的要求；以si为代表的功率半导体器件已经越来越难以满足市场日益增长的多元化需求，以gan和sic为代表的第三代半导体越来越被人们重视，其中gan具有禁带宽度大、临界击穿场强和电子迁移率高等优点，在快充、数据中心、obc、太阳能逆变器等功率器件市场具有强大的应用潜力。
2、目前gan在功率器件的主要应用形式是gan hemt器件，自1993年khan等人制作出了第一个algan/gan高电子迁移率晶体管（hemt），gan hemt器件由于优异的电学性能和更低的能耗受到人们的广泛关注，2005年nitronex推出第一款商用耗尽型射频si基gan hemt器件，2009年epc推出第一款增强型si基gan hemt器件。
3、虽然gan hemt器件具有优于传统si器件的性能，但依然存在一些问题制约着ganhemt器件的应用，比如目前主流的p-gan增强型器件需要刻蚀algan上方p-gan层，刻蚀产生的界面态问题会严重影响器件在高频下的性能，引起严重的电流崩塌效应，其它诸如f离子注入增强型gan hemt、共源共栅混合增强型gan hemt也存在工艺条件难以控制等缺点。
4、针对上述问题，本案申请人于2022年6月申请了一篇名称为“一种新型si基gan凹槽栅型垂直导电器件”的专利技术专利；经过实际应用发现，此款
5、1、由于器件利用复合栅极结构中反型层作为导电沟道，反型层电子迁移率大约500cm2/vs，该器件二维电子气和n型si衬底的电子迁移率分别约1600 cm2/vs和1000 cm2/vs，因此反型层电阻占整个器件电阻占比较大，限制了器件的单位面积通流能力；
6、2、反型层电阻较大，增大了器件的导通损耗，对器件的工作效率提升不利，限制了器件在大功率条件下的应用。针对改善反型层电阻，此款器件虽然可以通过调控复合栅极中p型si的掺杂浓度来调控反型层电子迁移率的大小，但是可调控范围有限；
7、因此本专利技术提出了一种新型结构来改善反型层电子迁移率小，导致沟道电阻较大的问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对以上问题，提供了一种提高器件通流能力、工作效率和散热性能，减少刻蚀产生的界面态，降低电流崩塌效应和工艺难度的一种源极底置si基gan hemt器件及其制备方法。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种源极底置si基gan hemt器件及其制备方法，包括以下步骤：
4、步骤s100，在si基gan外延片上制备u型槽；
5、步骤s200，在u型槽内侧壁制备p型si；
6、步骤s300，在u型槽内p型si上方制备与之连接的n型si；
7、步骤s400，在u型槽内制备隔离层；
8、步骤s500，在u型槽内制备多晶硅；
9、步骤s600，在多晶硅上表面制备栅电极；
10、步骤s700，在si基gan外延片上刻蚀漏电极区域，并制备漏电极；
11、步骤s800，在si基gan外延片背面制备源电极。
12、具体的，步骤s200中p型si的制备方法包括：
13、s210，通过涂胶、光刻和显影工艺将u型槽外区域用光刻胶保护；
14、s220，使用cvd工艺在u型槽中沉积一层设计厚度的p型si；
15、s230，清洗掉步骤s210中的光刻胶后重新依次进行涂胶、光刻和显影工艺，将u型槽外区域、u型槽内需要保留的p型si区域进行保护；随后使用icp干法刻蚀去除u型槽内多余的p型si后清洗掉光刻胶。
16、具体的，步骤s300中n型si制备方法包括：
17、s310，通过涂胶、光刻和显影工艺将u型槽外区域、u型槽内已制备的p型si区域用光刻胶保护；
18、s320，使用cvd工艺在u型槽中剩余区域沉积一层设计厚度的n型si；
19、s330，清洗掉步骤s310中的光刻胶后重新依次进行涂胶、光刻和显影工艺，将u型槽外区域、u型槽内需要保留的p型si和n型si区域进行保护；随后使用icp干法刻蚀去除u型槽内多余的n型si后清洗掉光刻胶。
20、具体的，步骤s400中隔离层的制备方法包括：
21、s410，可以选择cvd工艺制备隔离层，通过涂胶、光刻和显影将u型槽外区域和u型槽内已制备p型si和n型si区域用光刻胶保护，使用cvd工艺在u型槽中沉积一层设计厚度的si3n4或sio2；
22、s420，清洗掉步骤s410中的光刻胶后重新依次进行涂胶、光刻和显影工艺，将u型槽外区域、u型槽内需要保留的p型si、n型si和隔离层区域进行保护，随后使用icp干法刻蚀去除u型槽内多余的si3n4或sio2后清洗掉光刻胶。
23、s430，可以选择热氧工艺制备隔离层，通过涂胶、坚膜将外延片si衬底背面区域进行保护，使用栅氧制备工艺，使u型槽内n型si和si衬底外表面在热氧工艺下由n型si转变为sio2后清洗掉光刻胶。
24、具体的，步骤s500中多晶硅的制备方法包括：
25、s510，通过涂胶、光刻和显影工艺将u型槽外区域、u型槽内已制备p型si、n型si和隔离层区域用光刻胶进行保护；
26、s520，使用cvd工艺在u型槽内剩余区域沉积设计厚度的多晶硅后清洗掉光刻胶。
27、具体的，步骤s600中栅电极制备方法包括：
28、s610，通过涂胶、光刻和显影工艺将u型槽外区域、u型槽内已制备p型si、n型si和隔离层区域用光刻胶保护；
29、s620，使用mocvd或金属离子溅射沉积工艺在多晶硅上表面制备栅电极，并使栅电极和多晶硅形成欧姆接触，随后清洗掉光刻胶。
30、具体的，步骤s700中漏电极的制备方法包括：
31、s710，通过涂胶、光刻和显影工艺对除漏电极区域用光刻胶进行保护；
32、s720，使用icp干法刻蚀在si基gan外延片上刻蚀出设计深度的漏电极槽；
33、s730，清洗掉步骤s710中的光刻胶后重新进行涂胶、光刻和显影工艺将除漏电极区域用光刻胶保护；
34、s740，使用mocvd或金属离子溅射沉积工艺在漏电极槽区域制备漏电极，并使漏电极与gan本征层和algan势垒层之间的二维电子气形成欧姆接触，随后清洗掉光刻胶。
35、一种源极底置si基gan hemt器件，包括si基gan外延片；
36、所述si基gan外延片的底面设有源电极，顶面设有延伸至gan本征层下方的u型槽；
37、所述u型槽的内侧壁设有从槽底向上延伸至gan本征层本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种源极底置Si基GaN HEMT器件及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种源极底置Si基GaN HEMT器件及其制备方法，其特征在于，步骤S200中P型Si（11）的制备方法包括：
3.根据权利要求1所述的一种源极底置Si基GaN HEMT器件及其制备方法，其特征在于，步骤S300中N型Si（7）制备方法包括：
4.根据权利要求1所述的一种源极底置Si基GaN HEMT器件及其制备方法，其特征在于，步骤S400中隔离层（10）的制备方法包括：
5.根据权利要求1所述的一种源极底置Si基GaN HEMT器件及其制备方法，其特征在于，步骤S500中多晶硅（9）的制备方法包括：
6.根据权利要求1所述的一种源极底置Si基GaN HEMT器件及其制备方法，其特征在于，步骤S600中栅电极（8）制备方法包括：
7.根据权利要求1所述的一种源极底置Si基GaN HEMT器件及其制备方法，其特征在于，步骤S700中漏电极（5）的制备方法包括：
8.一种源极底置Si基GaN
9.根据权利要求1所述的一种源极底置Si基GaN HEMT器件，其特征在于，所述Si基GaN外延片包括从下而上依次形成的Si衬底（2）、缓冲层（3）、GaN本征层（4）和AlGaN势垒层（6）。
10.根据权利要求1所述的一种源极底置Si基GaN HEMT器件，其特征在于，所述U型槽向下延伸至Si衬底（2）。
...【技术特征摘要】
1.一种源极底置si基gan hemt器件及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种源极底置si基gan hemt器件及其制备方法，其特征在于，步骤s200中p型si（11）的制备方法包括：
3.根据权利要求1所述的一种源极底置si基gan hemt器件及其制备方法，其特征在于，步骤s300中n型si（7）制备方法包括：
4.根据权利要求1所述的一种源极底置si基gan hemt器件及其制备方法，其特征在于，步骤s400中隔离层（10）的制备方法包括：
5.根据权利要求1所述的一种源极底置si基gan hemt器件及其制备方法，其特征在于，步骤s500中多晶硅（9）的制备方法包括：
6.根据权利要求1所述的一种源极底置si基gan hem...
【专利技术属性】
技术研发人员：代书雨，马倩倩，傅信强，周理明，王毅，
申请(专利权)人：扬州扬杰电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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