一种氮化镓基HEMT器件及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种氮化镓基HEMT器件及其制作方法，该制作方法包括以下步骤：提供一衬底；于衬底上方形成成核层并对成核层进行掺杂以呈n型，于成核层上方生长氮化物外延层，氮化物外延层中含有俘获发射电子的缺陷，通过对成核层进行掺杂呈n型以抬升费米能级从而钝化缺陷使其失去俘获发射电子的能力。该制作方法通过在成核层生长过程中进行掺杂而呈n型以钝化氮化物外延层中的缺陷，避免缺陷在器件工作过程中俘获发射电子，从而大幅抑制电流崩塌效应，提升器件的高频响应性能，拓展器件的高频适用性，且整体工艺步骤简单易实现。该器件由于具有呈n型的成核层，器件工作时电流崩塌效应显著改善，高频响应性能得到有效提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于集成电路器件及制作，涉及一种氮化镓基hemt器件及其制作方法。

技术介绍

1、gan hemt器件由于其材料的优势，例如，高功率密度、高带宽、高电子迁移率、高饱和电子速度和击穿电场，可以实现更小的导通电阻和栅极电荷，非常适合于大功率高频应用场合(例如，高频通信及雷达系统)，或者，提升变换器的效率和功率密度。

2、gan hemt器件通常包括基于异质衬底外延生长的氮化物材料层，由于异质衬底与氮化物材料层之间的晶格常数和热膨胀系数存在明显差异，导致外延材料层产生大量的缺陷(如，位错、空位、杂质等)而影响材料层质量，这些缺陷分布于氮化物材料层的表面以及内部，会在hemt器件工作时俘获或者发射电子，该过程速度远慢于器件的开关速度，使得器件源漏电流响应偏离理想情况(即所谓的电流崩塌效应)。在诸多电流崩塌效应导致的现象中，idq drop会严重影响器件动态特性变化，进而制约器件在基站等
的应用。具体请参阅图1至图3，其中，图1显示为常规hemt器件工作时施加的射频电流随时间变化数据图，图2显示为基于图1中hemt器件工作时采集的输出电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氮化镓基HEMT器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的氮化镓基HEMT器件的制作方法，其特征在于：所述成核层的有效n型掺杂浓度范围是3E17～1E18 cm-3，对所述成核层进行掺杂的元素包括Si、Te及Sn中的至少一种，或者，对所述成核层进行掺杂的元素包括Si、Te及Sn中的至少一种及p型元素。

3.根据权利要求1所述的氮化镓基HEMT器件的制作方法，其特征在于：所述成核层的生长与掺杂同时进行。

4.根据权利要求1所述的氮化镓基HEMT器件的制作方法，其特征在于：所述衬底的材料包括碳化硅、蓝宝石及金刚石中的至少一...

【技术特征摘要】

1.一种氮化镓基hemt器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的氮化镓基hemt器件的制作方法，其特征在于：所述成核层的有效n型掺杂浓度范围是3e17～1e18 cm-3，对所述成核层进行掺杂的元素包括si、te及sn中的至少一种，或者，对所述成核层进行掺杂的元素包括si、te及sn中的至少一种及p型元素。

3.根据权利要求1所述的氮化镓基hemt器件的制作方法，其特征在于：所述成核层的生长与掺杂同时进行。

4.根据权利要求1所述的氮化镓基hemt器件的制作方法，其特征在于：所述衬底的材料包括碳化硅、蓝宝石及金刚石中的至少一种；所述成核层的材料包括氮化铝，所述成核层的生长温度范围是1100～1300℃，所述成核层的生长压力范围是50～100mbar，所述成核层的厚度范围是10～100nm。

5.根据权利要求1所述的氮化镓基hemt器件的制作方法，其特征在于：所述氮化物外延层包括沟道层，所述沟道层的材料包括gan，所述沟道层的生长温度范围是1000～1050℃，所述沟道层的生长压力范围是200～400mbar，所述沟道层的厚度范围是300～1200nm。

6.根据权利要求5所述的氮化镓基hemt器件的制作方法，其特征在于：所述氮化物外延层还包括位于所述沟道层下方的缓冲层，且所述缓冲层掺杂有fe元素，所述缓冲层的材料为alxga1-xn，0≤x≤0.1，所述缓冲层的生长温度范围是900～1100℃，所述缓冲层的生长压力范围是200～400mbar，所述缓冲层的厚度范围是200～600nm，所述fe元素的掺杂浓度范围为5e15～1e19 cm-3。

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【专利技术属性】
技术研发人员：江灵荣，王玮竹，任芳，
申请(专利权)人：上海新微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：