【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体，具体涉及一种集成gan二极管温度传感器的hemt及制备方法。
技术介绍
1、gan材料具有高击穿电场、高热导率、高温稳定性和强辐射抗性等优秀特性，因此在高功率和高频率电子器件中得到了广泛应用。
2、在高功率密度应用场合中，gan高电子迁移率晶体管(high electron mobilitytransistors，hemt)的温度升高可能会对其性能和可靠性产生不利影响。这使得gan hemt的温度监测和管理变得极其关键。此外，温度传感器还需具备微型化、响应速度快的特性，以便在不增加器件有源区面积的前提下实现器件内部的实时温度监控与控制。
3、现有技术通常通过分开制备gan基温度传感器与gan hemt器件后再将两者集成以达到监测和管理gan hemt的温度的目的，但是分开制备再集成过程中带来的寄生电阻、电感以及其他不稳定因素对系统的性能存在一定的影响。并且，现有的gan基温度传感器由于其较低的温度灵敏度和复杂的制造工艺，难以满足gan hemt器件的应用需求。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种集成gan二极管温度传感器的hemt及制备方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、本专利技术的第一方面提供了一种集成gan二极管温度传感器的hemt，包括：
3、衬底层；
4、缓冲层，位于所述衬底层的上表面；
5、沟道层，位于所述缓冲层的上表
6、势垒层，位于所述沟道层的上表面；
7、隔离层，由所述势垒层的上表面延伸至所述缓冲层的下表面，将所述势垒层的上表面分为二极管区和hemt区；
8、第一p-gan层，位于所述二极管区；
9、p+gan层，位于所述第一p-gan层的上表面；
10、肖特基接触阴极，位于所述第一p-gan层的上表面，和所述p+gan层之间存在间隔；
11、欧姆接触阳极，位于所述p+gan层的上表面；
12、第二p-gan层，位于所述hemt区；
13、源极，位于所述hemt区，且位于所述第二p-gan层的一侧，和所述第二p-gan层之间存在间隔；
14、漏极，位于所述hemt区，且位于所述第二p-gan层的另一侧，和所述第二p-gan层之间存在间隔；
15、栅极，位于所述第二p-gan层的上表面；
16、钝化层，覆盖所述势垒层的表面、所述第一p-gan层的表面、所述隔离层的表面和所述p+gan层的表面。
17、在一个具体的实施例中，所述肖特基接触阴极和所述栅极的材料均包括ti、al中的一种或多种；
18、所述欧姆接触阳极、所述源极和所述漏极的材料均包括ti、al、ni、au中的一种或多种。
19、在一个具体的实施例中，所述第一p-gan层、所述第二p-gan层和所述p+gan层的掺杂离子均包括镁离子。
20、在一个具体的实施例中，所述第一p-gan层的厚度为60nm～100nm。
21、在一个具体的实施例中，所述第二p-gan层的厚度为60nm～100nm。
22、在一个具体的实施例中，所述p+gan层的厚度为120nm～160nm。
23、在一个具体的实施例中，所述钝化层厚度为180nm～220nm。
24、在一个具体的实施例中，所述隔离层通过氟离子注入形成。
25、本专利技术的第二方面提供了一种集成gan二极管温度传感器的hemt的制备方法，包括以下步骤：
26、s1：在衬底层上依次制备缓冲层、沟道层、势垒层、原始p-gan层和原始p+gan层；
27、s2：刻蚀部分所述原始p+gan层，形成位于所述原始p-gan层部分上表面的p+gan层；
28、s3：刻蚀部分所述原始p-gan层，形成第一p-gan层和第二p-gan层；所述p+gan层位于所述第一p-gan层的上表面；
29、s4：在所述第一p-gan层和所述第二p-gan层之间形成由所述势垒层的上表面延伸至所述缓冲层的下表面的隔离层；
30、s5：在所述p+gan层的表面、所述第一p-gan层的表面、所述隔离层的表面、所述势垒层的表面和所述第二p-gan层的表面制备钝化层；
31、s6：刻蚀部分所述钝化层，形成位于所述p+gan层的上表面的阳极区以及分别位于所述第二p-gan层的两侧的源极区和漏极区；
32、s7：在所述阳极区形成欧姆接触阳极，在所述源极区形成源极，并在所述漏极区形成漏极；
33、s8：刻蚀部分所述钝化层，形成位于所述第一p-gan层的上表面的阴极区以及位于所述第二p-gan层的上表面的栅极区；
34、s9：在所述阴极区形成肖特基接触阴极，并在所述栅极区形成栅极。
35、在一个具体的实施例中，步骤s4中的隔离层通过离子注入形成，注入的离子包括氟离子。
36、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
37、1.本专利技术通过将gan二极管温度传感器集成在hemt内部，避免了分开制备再集成过程中带来的寄生电阻、电感以及其他不稳定因素对系统性能的影响；并且，本专利技术通过空穴在p+gan层与第一p-gan层之间进行垂直输运，在第一p-gan层内部水平输运，从而形成半垂直结构，半垂直结构的温度传感器体积更加紧凑，实现更高程度的集成。
38、2.本专利技术通过第一p-gan层和p+gan层的层间空穴导电，由于能带结构的差异以及空穴的有效质量较大，空穴更容易受到晶格振动的影响而产生更大的散射，在温度升高时引起的杂质电离和载流子俘获等效应对空穴的影响更为显著；因此，空穴导电材料对温度变化更为敏感，本专利技术提供的温度传感器能够实现更精确的温度测量。此外，第一p-gan层有效地阻断了势垒层下方不希望出现的寄生n型沟道，能显著降低器件的漏电流和功耗。
39、3.本专利技术提供的温度传感器部分和hemt部分使用相同的衬底层、缓冲层、沟道层和势垒层材料，能够同时制备，实现了材料特性和界面质量的一致性，有助于增强整体的性能；并且，hemt工作中产生的温度变化能够通过缓冲层、沟道层和势垒层传导到集成的gan二极管温度传感器上，可以达到快速响应监测温度变化的目的，提高了温度传感器的温度采集灵敏度，优化了温度传感器的性能。
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1.一种集成GaN二极管温度传感器的HEMT，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种集成GaN二极管温度传感器的HEMT，其特征在于，所述肖特基接触阴极和所述栅极的材料均包括Ti、Al中的一种或多种；
3.根据权利要求1所述的一种集成GaN二极管温度传感器的HEMT，其特征在于，所述第一P-GaN层、所述第二P-GaN层和所述P+GaN层的掺杂离子均包括镁离子。
4.根据权利要求1所述的一种集成GaN二极管温度传感器的HEMT，其特征在于，所述第一P-GaN层的厚度为60nm～100nm。
5.根据权利要求1所述的一种集成GaN二极管温度传感器的HEMT，其特征在于，所述第二P-GaN层的厚度为60nm～100nm。
6.根据权利要求1所述的一种集成GaN二极管温度传感器的HEMT，其特征在于，所述P+GaN层的厚度为120nm～160nm。
7.根据权利要求1所述的一种集成GaN二极管温度传感器的HEMT，其特征在于，所述钝化层厚度为180nm～220nm。
8.根据权利要求1所述的一
9.一种集成GaN二极管温度传感器的HEMT的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种集成GaN二极管温度传感器的HEMT的制备方法，其特征在于，步骤S4中的隔离层通过离子注入形成，注入的离子包括氟离子。
...【技术特征摘要】
1.一种集成gan二极管温度传感器的hemt，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种集成gan二极管温度传感器的hemt，其特征在于，所述肖特基接触阴极和所述栅极的材料均包括ti、al中的一种或多种；
3.根据权利要求1所述的一种集成gan二极管温度传感器的hemt，其特征在于，所述第一p-gan层、所述第二p-gan层和所述p+gan层的掺杂离子均包括镁离子。
4.根据权利要求1所述的一种集成gan二极管温度传感器的hemt，其特征在于，所述第一p-gan层的厚度为60nm～100nm。
5.根据权利要求1所述的一种集成gan二极管温度传感器的hemt，其特征在于，所述第二p-gan层的厚度为60nm...
【专利技术属性】
技术研发人员：江希，陈靓，袁嵩，严兆恒，邓超凡，弓小武，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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