用于辐照损伤检测的GaN HEMT器件及其检测和制作方法技术

本发明专利技术公开一种用于辐照损伤检测的GaN HEMT器件及其检测和制作方法，属于半导体辐照损伤检测分析领域。本发明专利技术在势垒层顶面设有p型氮化镓层，p型氮化镓层内外两侧的氮化镓层顶面分别设有漏极和源极，p型氮化镓层顶面设有肖特基金属层，p型氮化两侧的势垒层顶面分别设有第一欧姆金属层和第二欧姆金属层，第二欧姆金属层包括互为叉指的内齿轮电极和外齿轮电极。本发明专利技术采用电致发光对辐照前后的GaN HEMT器件在垂直方向与水平方向上分别采集发光波长、强度和区域的数据，对辐照前后的两组数据进行比对分析，确认缺陷在各自区域产生的类型。本发明专利技术能够从不同维度监测GaN HEMT器件在辐照前后的变化，从而识别缺陷在器件各层及区域的产生类型和分布情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体器件辐照损伤检测分析领域，具体涉及一种用于辐照损伤检测的gan hemt器件及其检测和制作方法。

技术介绍

1、氮化镓(gan)基高电子迁移率晶体管(hemt)由于其独特的宽禁带半导体材料特性，被认为在高频、大功率、高温、和高压等环境中具有显著的应用优势。这一优势结合其卓越的耐辐射能力，使得这类器件在卫星、太空探测、核反应堆等关键领域中具有巨大的应用潜力。然而，在航空航天不同应用场景中，氮化镓hemt器件的辐射性能及工作稳定性仍然存在较大问题，例如单粒子烧毁电压低和阈值电压不稳定性等。理论和实验研究表明，宽禁带氮化镓材料具有原子位移能高等抗辐照特性。在实际生产过程中，由于制造工艺和结构流片具有一定的复杂性，其耐辐照性能会受到相关的影响。例如，异质外延生长技术制造的氮化镓材料中，存在一定量的点缺陷和线缺陷，甚至大面积不均匀性。结合hemt器件中较为复杂的异质结设计，使得器件对于外部引入的辐照效应极为敏感。在工作状态下，由于器件横向电场分布不均匀，特别是在栅极靠近漏极一侧存在尖峰电场，导致器件的性能与稳定性受到影响。p>

2、因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于辐照损伤检测的GaN HEMT器件，包括衬底层（1）、氮化镓层（2）、势垒层（3）和介质层，所述势垒层（3）顶面设有环状的p型氮化镓层（4），其特征在于：所述p型氮化镓层内外两侧的所述氮化镓层（2）顶面分别设有环状的透明漏极（5）和透明源极（6），所述p型氮化镓层（4）顶面设有环状的半透明肖特基金属层（7），所述源极（6）与所述p型氮化镓层之间的所述势垒层（3）顶面设有环状的透明第一欧姆金属层（8），所述漏极（5）与所述p型氮化镓层（4）之间的所述势垒层（3）顶面设有环状的透明第二欧姆金属层（9），所述第二欧姆金属层（9）包括多个互为叉指的内齿轮电极（901）和外齿轮电极（9...

【技术特征摘要】

1.一种用于辐照损伤检测的gan hemt器件，包括衬底层（1）、氮化镓层（2）、势垒层（3）和介质层，所述势垒层（3）顶面设有环状的p型氮化镓层（4），其特征在于：所述p型氮化镓层内外两侧的所述氮化镓层（2）顶面分别设有环状的透明漏极（5）和透明源极（6），所述p型氮化镓层（4）顶面设有环状的半透明肖特基金属层（7），所述源极（6）与所述p型氮化镓层之间的所述势垒层（3）顶面设有环状的透明第一欧姆金属层（8），所述漏极（5）与所述p型氮化镓层（4）之间的所述势垒层（3）顶面设有环状的透明第二欧姆金属层（9），所述第二欧姆金属层（9）包括多个互为叉指的内齿轮电极（901）和外齿轮电极（902），所述内齿轮电极（901）和外齿轮电极（902）之间具有间隔。

2.根据权利要求1所述的用于辐照损伤检测的gan hemt器件，其特征在于：多个所述内齿轮电极（901）的齿根均与外环（903）连接并形成整体，所述外环（903）与所述p型氮化镓层（4）接触；多个所述外齿轮电极（902）的齿根均与内环（904）连接并形成整体，所述内环（904）与漏极（5）之间具有间隔；多个所述内齿轮电极（901）的齿顶均指向所述内环（904）并与之具有间隔，多个所述外齿轮电极（902）的齿顶均指向所述外环（903）并与之具有间隔。

3.根据权利要求2所述的用于辐照损伤检测的gan hemt器件，其特征在于：所述内齿轮电极（901）的齿轮个数z取整数于和之间，其中为p型氮化镓层（4）到漏极（5）的距离，为漏极（5）的直径；所述内齿轮电极（901）的齿轮间距，齿高l2为所述外齿轮电极（902）的齿顶弧长；所述外齿轮电极（902）的齿轮间距，齿高与第二欧姆金属层（9）相等，l1为所述内齿轮电极（901）的齿顶弧长；所述外环（903）的宽度为2~5，所述内环（904）的宽度为2~5，所述内环（904）与漏极（5）的间隔为1.5~2.5并填充150nm~200nm厚的介质层；所述内齿轮电极（901）的齿顶与内环（904）的间隔为1~2，所述外齿轮电极（902）的齿顶与所述外环（903）的间隔为1~2，所述内齿轮电极（901）与外齿轮电极（902）的间距为1~2。

4.根据权利要求3所述的用于辐照损伤检测的gan hemt器件，其特征在于：，所述内齿轮电极（901）的齿根连接弧曲率为1/2~1/3-1并与所述外环（903）相切，所述内齿轮电极（901）的面积，所述内齿轮电极（901）的齿隙弧长为；...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，邹灿，陆海，徐尉宗，周东，任芳芳，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：