一种增强型GaN HEMT器件的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种增强型GaN HEMT器件的制备方法，包括在衬底层表面依次生长缓冲层、沟道层、势垒层以及p‑GaN帽层，得到外延结构，沟道层与势垒层形成异质结，沟道层与势垒层形成异质结的界面形成二维电子气作为导电沟道；对部分p‑GaN帽层进行电子束辐照，激活其中的Mg杂质，得到P型GaN栅；在P型GaN栅上制备栅金属电极，二维电子气导电沟道受到P型GaN栅和栅金属电极调控；本发明专利技术通过电子束选择性激活p‑GaN帽层制备得到p型GaN栅，有效减少常规增强型GaN HEMT器件制造过程中刻蚀损伤对二维电子气密度和器件动态特性的影响，有利于提高器件的饱和电流，减小器件的动态导通电阻，增强器件的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件，尤其涉及一种增强型gan hemt器件的制备方法。

技术介绍

1、以gan为主要代表的新型宽带隙半导体材料具有禁带宽度大、高电子迁移率、高击穿场强、高饱和电子速度以及高热导率等优点使其成为功率半导体器件的优质选择。gan具有优越的本征材料特性，除了具有宽带隙半导体材料共有的优点外，gan最大的优势之一是存在较强的自发极化和压电极化效应，在algan/gan界面能够形成高浓度的二维电子气(2deg)，实现器件沟道的导通。

2、基于gan基异质结中存在的强自发极化和压电效应，常规的gan hemt为耗尽型器件，也称常开型器件。在实际应用中，耗尽型器件需要在负压电源的驱动下保持关断状态，不仅会有电路误开启的风险，也大大增加了电路功耗。增强型gan hemt在零栅压的状态下为关断状态，即在非工作状态下不需要负极电压驱动，能够很大程度上降低额外的功耗以及简化电路。

3、p-gan帽层技术能够使得增强型gan hemt器件不需要对栅极进行额外处理，具有性能稳定、重复性高、可靠性高等优点，是实现gan功率器件商业化的优先本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种增强型GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种增强型GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于：所述步骤1中衬底层(1)的材料为Si、SiC、蓝宝石(Sapphire)或金刚石(Diamond)，厚度为100-1500μm；所述缓冲层(2)的材料为AlN、GaN或AlGaN，厚度为1000-6000nm；所述沟道层(3)的材料为GaN、AlGaN或者InGaN，厚度为200-1000nm；所述势垒层(4)的材料为AlGaN，厚度为10-25nm，Al组分为0.05-0.25；所述p-GaN帽层(5)的材料为GaN，厚度为...

【技术特征摘要】

1.一种增强型gan hemt器件的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种增强型gan hemt器件的制备方法，其特征在于：所述步骤1中衬底层(1)的材料为si、sic、蓝宝石(sapphire)或金刚石(diamond)，厚度为100-1500μm；所述缓冲层(2)的材料为aln、gan或algan，厚度为1000-6000nm；所述沟道层(3)的材料为gan、algan或者ingan，厚度为200-1000nm；所述势垒层(4)的材料为algan，厚度为10-25nm，al组分为0.05-0.25；所述p-gan帽层(5)的材料为gan，厚度为50-140nm，掺杂杂质为mg，掺杂浓度为5x1017–5x1020 cm-3。

3.根据权利要求1所述的一种增强型gan hemt器件的制备方法，其特征在于：将步骤1得到的外延结构在体积比为7：3的h2so4和h2o2的混合溶液浸泡，去除外延结构表面的氧化物和杂质，然后依次在丙酮溶液和异丙醇溶液中进行有机清洗。

4.根据权利要求1所述的一种增强型gan h...

【专利技术属性】
技术研发人员：李妍仪，刘志宏，林珍华，何佳琦，毛佩玉，周瑾，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：