一种增强型SiC衬底GaN双向阻断器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种增强型SiC衬底GaN双向阻断器件及其制备方法，该器件中MOSFET和HEMT共享AlN缓冲层，AlN缓冲层叠加于SiC衬底之上。MOSFET和HEMT之间设有隔离槽，隔离槽深入至AlN缓冲层的上部，MOSFET的源电极和HEMT的栅电极通过第一金属互联条互连，MOSFET的漏电极和HEMT的源电极通过第二金属互联条互连。HEMT的漏电极深入至该HEMT的沟道层，通过漏电极和沟道层表面二维电子气的直接接触，降低了漏电极肖特基势垒高度，从而降低了器件的开启电压，同时提升了器件的正向和反向击穿电压，提供了一种高性能的增强型SiC衬底GaN双向阻断器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体，具体涉及一种增强型sic(碳化硅)衬底gan(氮化镓)双向阻断器件及其制备方法。

技术介绍

1、双向阻断器件是双向开关电路中的核心器件，在汽车电子、不间断电源、电机驱动用的变频器、功率调节器、斩波器以及风力发电等场景中被广泛应用。为了应对功率电子领域对高性能功率器件日益增长的需求，双向阻断器件需要具备高耐压、低导通电阻、低漏电极开启电压、优异的双向阻断特性、高开关频率以及高热稳定性等关键特性。

2、gan作为一种第三代半导体材料，具有宽禁带、高热导率、优异的化学稳定性和抗辐射能力等，因此基于gan材料的双向阻断器件具有天然的优势。而相比于由gan分立器件构成的电力电子系统，采用单片集成技术制作的单片异质集成双向阻断器件更具有成本优势。同时，单片异质集成双向阻断器件能够抑制寄生电容和寄生电导等问题，更有利于提高系统的工作频率、效率以及可靠性。

3、然而，现有的单片异质集成双向阻断器件存在开启电压高、击穿场强低、高功率密度下器件性能退化、正向和反向高压下动态导通电阻退化等问题。

4、因此，如何提供一种高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种增强型SiC衬底GaN双向阻断器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的增强型SiC衬底GaN双向阻断器件，其特征在于，所述MOSFET自下而上依次包括：所述SiC衬底、所述AlN缓冲层、第一沟道层、第一势垒层、第一钝化层、第一隔离层和有源层；所述有源层上部的第一区域设有N+源区和P+体引出区；所述有源层上部的第二区域设有N-漂移区和N+漏区；所述N-漂移区包围所述N+漏区的底面和侧面；

3.根据权利要求2所述的增强型SiC衬底GaN双向阻断器件，其特征在于，所述第一沟道层的材质为GaN；所述第一势垒层的材质为AlGaN；所述第一钝化层和所述第一隔...

【技术特征摘要】

1.一种增强型sic衬底gan双向阻断器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的增强型sic衬底gan双向阻断器件，其特征在于，所述mosfet自下而上依次包括：所述sic衬底、所述aln缓冲层、第一沟道层、第一势垒层、第一钝化层、第一隔离层和有源层；所述有源层上部的第一区域设有n+源区和p+体引出区；所述有源层上部的第二区域设有n-漂移区和n+漏区；所述n-漂移区包围所述n+漏区的底面和侧面；

3.根据权利要求2所述的增强型sic衬底gan双向阻断器件，其特征在于，所述第一沟道层的材质为gan；所述第一势垒层的材质为algan；所述第一钝化层和所述第一隔离层的材质均为sin；所述有源层的材质为si；所述栅介质层的材质为al2o3；所述mosfet的栅电极的材质为多晶硅；所述mosfet的源电极和所述mosfet的漏电极的材质均为al。

4.根据权利要求3所述的增强型sic衬底gan双向阻断器件，其特征在于，所述aln缓冲层的厚度范围为20nm～500nm；所述第一沟道层的厚度范围为100nm～300nm；所述第一势垒层的厚度范围为15nm～30nm；所述第一钝化层的厚度范围为15nm～20nm；所述第一隔离层的厚度范围为150nm～200nm；所述有源层的厚度范围为100nm～300nm；所述mosfet的栅电极的厚度范围为100nm～200nm；所述mosfet的源电极和所述mosfet的漏电极的厚度范围均为30nm～100nm；所述栅介质层的厚度范围为15nm～30nm。

5.根据权利要求1所述的增强型sic衬底gan双向阻断器件，其特征在于，所述hemt自下而上依次包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张苇杭，胡雨清，樊昱彤，袁梦强，冯欣，吴银河，刘志宏，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：