一种金刚石与氮化镓异质集成的互补场效应晶体管器件制造技术

本申请涉及半导体器件技术领域，特别地，涉及一种金刚石与氮化镓异质集成的互补场效应晶体管器件。所述器件包括n型GaN基晶体管单元(001)、p型金刚石基晶体管单元(002)、电极连接单元(003)和金刚石衬底(1)，n型GaN基晶体管单元(001)、p型金刚石基晶体管单元(002)均设于所述金刚石衬底(1)上，所述第一电极连接金属(15a)分别与所述n型GaN晶体管栅电极(8)和所述p型金刚石晶体管栅电极(13)连接，所述第二电极连接金属(15b)分别与所述n型GaN晶体管漏电极(9)和所述p型金刚石晶体管源电极(12)连接。本申请可以具有较宽的禁带宽度，带间隧穿几率低的特点，所形成的互补场效应晶体管器件具有开关速度快、功耗低的特点。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体器件，特别地，涉及一种金刚石与氮化镓异质集成的互补场效应晶体管器件。

技术介绍

1、随着对半导体芯片不断往多功能的方向发展，现有的硅基cmos(complementarymetal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)器件难以实现高频、大功率芯片的设计需求。现有的通常采用氮化镓材料制成高电子迁移率晶体管，即gan hemt，能够在高频、高功率下运行，实现高性能的n沟道晶体管；但现有的这种晶体管器件的主要缺点是阻碍了其在众多应用中替代硅的能力，在相同性能水平下，较难实现p型gan晶体管，无法靠自身形成类似硅基cmos的协同工作类型，因此设计逻辑电路功能受到限制。

技术实现思路

1、本申请提供了一种金刚石与氮化镓异质集成的互补场效应晶体管器件，可以通过金刚石材料与氮化镓进行异质集成，其中利用氮化镓形成n沟道晶体管，利用金刚石形成p型沟道晶体管，相互之间形成互补场效应，能够形成类似硅基cmos的协同工作逻辑，进一步解决逻辑电路的设计功能受到限制的问题。通过金刚石材料与氮化镓本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金刚石与氮化镓异质集成的互补场效应晶体管器件，其特征在于，包括：n型GaN基晶体管单元(001)、p型金刚石基晶体管单元(002)、电极连接单元(003)和金刚石衬底(1)，n型GaN基晶体管单元(001)、p型金刚石基晶体管单元(002)均设于所述金刚石衬底(1)上，所述n型GaN基晶体管单元(001)包括n型GaN晶体管栅电极(8)和n型GaN晶体管漏电极(9)；所述p型金刚石基晶体管单元(002)包括p型金刚石晶体管源电极(12)和p型金刚石晶体管栅电极(13)；所述电极连接单元(003)包括空间位置相互错开的第一电极连接金属(15a)和第二电极连接金属(15b)，所述第一...

【技术特征摘要】

1.一种金刚石与氮化镓异质集成的互补场效应晶体管器件，其特征在于，包括：n型gan基晶体管单元(001)、p型金刚石基晶体管单元(002)、电极连接单元(003)和金刚石衬底(1)，n型gan基晶体管单元(001)、p型金刚石基晶体管单元(002)均设于所述金刚石衬底(1)上，所述n型gan基晶体管单元(001)包括n型gan晶体管栅电极(8)和n型gan晶体管漏电极(9)；所述p型金刚石基晶体管单元(002)包括p型金刚石晶体管源电极(12)和p型金刚石晶体管栅电极(13)；所述电极连接单元(003)包括空间位置相互错开的第一电极连接金属(15a)和第二电极连接金属(15b)，所述第一电极连接金属(15a)用于与输入信号的接口连接，所述第二电极连接金属(15b)用于与输出信号的接口连接；所述第一电极连接金属(15a)分别与所述n型gan晶体管栅电极(8)和所述p型金刚石晶体管栅电极(13)连接，所述第二电极连接金属(15b)分别与所述n型gan晶体管漏电极(9)和所述p型金刚石晶体管源电极(12)连接。

2.根据权利要求1所述的金刚石与氮化镓异质集成的互补场效应晶体管器件，其特征在于，所述n型gan晶体管单元(001)和所述p型金刚石晶体管单元(002)间隔设置于所述金刚石衬底(1)的上表面，且所述n型gan晶体管单元(001)和所述p型金刚石晶体管单元(002)之间的间隔距离不低于预设距离阈值。

3.根据权利要求1所述的金刚石与氮化镓异质集成的互补场效应晶体管器件，其特征在于，所述n型gan基晶体管单元(001)还包括n型gan晶体管过渡层(2)、n型gan晶体管缓冲层(3)、n型gan晶体管沟道层(4)、n型gan晶体管势垒层(5)；所述n型gan晶体管过渡层(2)、所述n型gan晶体管缓冲层(3)、所述n型gan晶体管沟道层(4)、所述n型gan晶体管势垒层(5)依次自下而上设置，且所述n型gan晶体管过渡层(2)设于所述金刚石衬底(1)上。

4.根据权利要求3所述的金刚石与氮化镓异质集成的互补场效应晶体管器件，其特征在于，所述n型gan基晶体管单元(001)还包括第一sin钝化层(6a)、第二sin钝化层(6b)和n型gan晶体管源电极(7)，所述n型gan晶体管源电极(7)、所述第一sin钝化层(6a)、所述n型gan晶体管栅电极(8)、所述第二sin钝化层(6b)和所述n型gan晶体管漏电极(9)从左往右依次设置于所述n型gan晶体管势垒层(5)的表面上方，且所述n型gan晶体管源电极(7)和所述n型gan晶体管漏电极(9)分别设于所述n型gan晶体管势垒层(5)两端；所述n型gan晶体管源电极(7)与所述n型gan晶体管栅电极(8)之间通过所述第一sin钝化层(6a)连接，所述n型gan晶体管栅电极(8)与所述n型gan晶体管漏电极(9)之间通过所述第二sin钝化层(6b)连接，且所述第一sin钝化层(6a)与所述第二sin钝化层(6b)的长度比为1.5-2的范围。

5.根据权利要求3所述的金刚石与氮化镓异质集成的互补场效应晶体管器件，其特征在于，所述n型gan晶体管沟道层(4)、所述n型gan晶体管势垒层(5)均为iii族氮化物，所述iii族氮化物为氮化镓、氮化铝和氮化铟中的一种或多种；所述n型gan晶体管沟道层(4)与所述n型gan晶体管势垒层(5)之间形成二维电子气，以形成所述n型g...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志宏，沈季乾，郑雪峰，丛晓波，马铭阳，周瑾，杜航海，邢伟川，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学广州研究院，
类型：发明
国别省市：