一种具有P型GaN栅增强型GaN晶体管结构及其制备方法技术

一种具有P型GaN栅增强型GaN晶体管结构及其制备方法，其结构包括自下而上依次设置的衬底层、III‑N复合缓冲层、GaN沟道层、III‑N势垒层，在III‑N势垒层上设置有直角梯形P型GaN栅、源电极和漏电极，P型GaN栅顶面设置栅金属电极；方法包括先在衬底层上依次生长III‑N复合缓冲层、GaN沟道层、III‑N势垒层和P型GaN层材料，再制备具有小底切角的光刻胶图案，并刻蚀掉没有光刻胶图案的P型GaN层材料，得到一侧为斜坡的直角梯形P型GaN栅，最后在III‑N势垒层表面制备源电极和漏电极，并在P型GaN栅顶面制备栅金属电极；P型GaN栅实现了增强型工作，且其单端倾斜结构的设计，减少了栅漏之间的局域电场尖峰，从而增强了器件的击穿电压，抑制了器件的电流崩塌效应，提高了器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件及其制造，具体涉及一种具有p型gan栅增强型gan晶体管结构及其制备方法。

技术介绍

1、以氮化镓(gan)为代表的第三代半导体材料因其具有禁带宽度大(3.4ev)、电子迁移率高、电子饱和速率高等显著优势，因此在下一代射频器件、电力电子器件等领域有着更广泛的使用场景。三族氮化物半导体异质结由于具有很强的自发极化和压电极化效应，能够在异质结界面处形成浓度较高(1×1013cm-2)、迁移率较大(2000cm2/v·s)的高密度二维电子气(2deg)，因而使得gan基hemt器件具有高击穿电压、低导通电阻、高开关频率和体积小等优势，从而成为研制高性能、低功耗、低成本微波毫米波器件及其前端电路的首选方案。特别是在无线充电、激光雷达、电动汽车以及智能交通等领域有着重要的应用。

2、由于gan异质结界面的二维电子气(2deg)浓度非常高而且是在异质结结构形成时便已形成，该器件的栅极肖特基势垒无法完全耗尽栅极下方的2deg，所以gan基hemt器件为常开型器件(耗尽型器件)，即阈值电压vth<0，在应用时需要设计负压产生电路以本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有P型GaN栅增强型GaN晶体管结构，其特征在于，包括自下而上依次设置的衬底层(1)、III-N复合缓冲层(2)、GaN沟道层(3)、III-N势垒层(4)，在III-N势垒层(4)上设置有直角梯形P型GaN栅(5)、源电极(6)和漏电极(7)，在所述直角梯形P型GaN栅(5)顶面设置栅金属电极(8)；

2.一种具有P型GaN栅增强型GaN晶体管结构，其特征在于，包括自下而上依次设置的衬底层(1)、III-N复合缓冲层(2)、GaN沟道层(3)、隔离层(9)、III-N势垒层(4)，在III-N势垒层(4)上设置有直角梯形P型GaN栅(5)、源电极(6)和漏电极(7...

【技术特征摘要】

1.一种具有p型gan栅增强型gan晶体管结构，其特征在于，包括自下而上依次设置的衬底层(1)、iii-n复合缓冲层(2)、gan沟道层(3)、iii-n势垒层(4)，在iii-n势垒层(4)上设置有直角梯形p型gan栅(5)、源电极(6)和漏电极(7)，在所述直角梯形p型gan栅(5)顶面设置栅金属电极(8)；

2.一种具有p型gan栅增强型gan晶体管结构，其特征在于，包括自下而上依次设置的衬底层(1)、iii-n复合缓冲层(2)、gan沟道层(3)、隔离层(9)、iii-n势垒层(4)，在iii-n势垒层(4)上设置有直角梯形p型gan栅(5)、源电极(6)和漏电极(7)，在所述直角梯形p型gan栅(5)顶面设置栅金属电极(8)；

3.根据权利要求1或2所述的一种具有p型gan栅增强型gan晶体管结构，其特征在于，所述p型gan栅(5)靠近漏电极(7)一侧为斜坡结构。

4.根据权利要求1或2所述的一种具有p型gan栅增强型gan晶体管结构，其特征在于，所述衬底层(1)的材料为si，或sic，或sapphire，或diamond，厚度为50-1500μm。

5.根据权利要求1或2所述的一种具有p型g...

【专利技术属性】
技术研发人员：董高峰，刘志宏，何佳琦，李妍仪，邢伟川，周瑾，杨伟涛，冯欣，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：