一种增强型氮化镓场效应晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术属于微电子领域，具体为一种增强型氮化镓场效应晶体管及其制备方法。本发明专利技术针对能带工程理论设计不同厚度、不同铝组分的刻蚀终止层、快速刻蚀层、势垒顶层，并配合特定波长的光源照射，根据光电化学刻蚀机理的带隙选择性实现光电化学刻蚀的自终止，并最终在凹槽结构上再生长P‑GaN层或栅极介质层实现增强型氮化镓异质结场效应晶体管。本发明专利技术解决了传统干法刻蚀工艺中表面损伤难以消除、凹槽栅极工艺中工艺一致性较差等问题，通过前期理论分析制造了高阈值电压(≥2.8V)、工艺一致性优异、电学性能稳定的增强型氮化镓异质结场效应晶体管且工艺简单易行，兼容现有半导体制造工艺，可工业化生产，安全系数高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子领域，具体为一种增强型氮化镓场效应晶体管及其制备方法，具有刻蚀自终止层，可有效提高器件的阈值电压，并保证器件阈值电压等电学性能一致性。

技术介绍

1、因为具有高击穿场、高电子饱和速度以及在易于获得的异质结二维电子气(2deg)通道中的高迁移率，基于宽禁带半导体氮化镓(gan)的功率电子器件正在成为下一代高能效功率转换器的理想候选器件。

2、作为功率开关器件工作时，由于器件高频、高压的工况，器件会受到其漏极、源极及栅极所连的寄生元件影响，产生栅极振铃现象，严重的振铃会致使器件栅极电压超过阈值电压，导致器件误开启或栅极击穿。

3、为保证电力电子系统的安全运行，常关特性是非常必要的，即增强型(e-mode)氮化镓器件的实现。现阶段，常关型高压氮化镓功率器件可以通过p-gan栅极场效应晶体管和具有凹栅结构的金属绝缘体半导体场效应晶体管(misfet)两种方式实现。

4、为实现器件制造的稳定性，在p-gan栅极fet(场效应晶体管)制造工艺中提出了可一种凹栅再生长(trrg)技术，凹栅下方的algan的刻蚀剩余本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种增强型氮化镓场效应晶体管，其特征在于：

2.如权利要求1所述增强型氮化镓场效应晶体管，其特征在于：所述缓冲层的材料为铝镓氮。

3.如权利要求1所述增强型氮化镓场效应晶体管，其特征在于：所述沟道层的材料为氮化镓。

4.如权利要求1所述增强型氮化镓场效应晶体管，其特征在于：所述刻蚀终止层和势垒顶层之间还设有一层快速刻蚀层，其材料也为AlGaN且选定波长的紫外光对快速刻蚀层可刻；通过调节快速刻蚀层中的Al组分来调控刻蚀速度，并通过调节快速刻蚀层和势垒顶层两者的铝组分含量来控制二维电子气密度，从而获得良好的压电特性。

5.如权利要求4所述增...

【技术特征摘要】

1.一种增强型氮化镓场效应晶体管，其特征在于：

2.如权利要求1所述增强型氮化镓场效应晶体管，其特征在于：所述缓冲层的材料为铝镓氮。

3.如权利要求1所述增强型氮化镓场效应晶体管，其特征在于：所述沟道层的材料为氮化镓。

4.如权利要求1所述增强型氮化镓场效应晶体管，其特征在于：所述刻蚀终止层和势垒顶层之间还设有一层快速刻蚀层，其材料也为algan且选定波长的紫外光对快速刻蚀层可刻；通过调节快速刻蚀层中的al组分来调控刻蚀速度，并通过调节快速刻蚀层和势垒顶层两者的铝组分含量来控制二维电子气密度，从而获得良好的压电特性。

5.如权利要求4所述增强型氮化镓场效应晶体管，其特征在于：所述刻蚀终止层、快速刻蚀层、势垒顶层的厚度分别依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜江锋，赵亚鹏，胡津玮，欧阳梓沅，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：