一种集成金刚石的包裹型GaN HEMT及其制备方法技术

本申请公开了一种集成金刚石的包裹型GaN HEMT及其制备方法，包括衬底、GaN层、势垒层、金属电极、介质层和金刚石散热层；金属电极由第一金属区和第二金属区组成，第一金属区以外势垒层与GaN层都被刻蚀掉，为电隔离区，暴露出GaN HEMT侧壁，第一金属区内包括源、漏、栅电极；第二金属区内金属电极与第一金属区内金属电极相连，上方介质层及金刚石散热层会被刻蚀掉，将第一金属区内的源、漏、栅电极引出；介质层及金刚石散热层直接生长在GaN HEMT顶部及侧壁；本申请将GaN HEMT侧壁暴露出来，增加了金刚石散热层与GaN HEMT的接触面积，进一步提高GaN HEMT的散热。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体器件，特别是涉及一种集成金刚石的包裹型gan hemt及其制备方法。

技术介绍

1、金刚石具有很高热导率，单晶金刚石室温下的热导率高达2000w/(m·k)，将金刚石与gan集成有助于gan hemt器件的散热，缓解gan大功率下热量积累导致的性能退化问题。现有的在gan器件顶部集成金刚石的技术是先在势垒层上生长金刚石散热层，再通过刻蚀的方式暴露出势垒层上的源、漏、栅电极预留区制备源、漏、栅电极。这种方式会对源、漏、栅功能区进行刻蚀，如果过刻蚀，在刻蚀气体的轰击下，极有可能会对电极区的势垒层造成损伤，影响后续制备的器件可靠性；如果刻蚀不够，则势垒层上方介质层及金刚石散热层刻蚀不干净，会有残留物，影响后续电极的制备。这种先生长金刚石，后制备金属电极的制备方式对刻蚀工艺要求极高，在实际工艺中不可控，造成制备出的gan hmet器件性能不可靠。

2、gan hemt器件具有高电子迁移率和大输出电流的优势，但在实际的gan hemt功率器件研制与应用进程中，由于器件集成化越来越高，尺寸越来越小，器件产生的热量越来越聚集，器件内部温升急剧本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种集成金刚石的包裹型GaN HEMT，其特征在于：所述集成金刚石的包裹型GaNHEMT的结构自下而上依次是衬底(1)、GaN层(2)、势垒层(3)、金属电极(4)、介质层(5)以及金刚石散热层(6)；

2.根据权利要求1所述的集成金刚石的包裹型GaN HEMT，其特征在于：所述第一金属区内源、漏、栅电极分两次制备，其中源、漏电极的第一次制备方法为自下而上蒸发钛、铝、镍和金四层金属，然后退火形成合金，与势垒层(3)形成欧姆接触；栅电极的第一次制备方法为自下而上蒸发镍、金两层金属，与势垒层(3)形成肖特基接触；所述第一金属区内源、漏、栅电极的第二次制备方法为与第二金属区内源...

【技术特征摘要】

1.一种集成金刚石的包裹型gan hemt，其特征在于：所述集成金刚石的包裹型ganhemt的结构自下而上依次是衬底(1)、gan层(2)、势垒层(3)、金属电极(4)、介质层(5)以及金刚石散热层(6)；

2.根据权利要求1所述的集成金刚石的包裹型gan hemt，其特征在于：所述第一金属区内源、漏、栅电极分两次制备，其中源、漏电极的第一次制备方法为自下而上蒸发钛、铝、镍和金四层金属，然后退火形成合金，与势垒层(3)形成欧姆接触；栅电极的第一次制备方法为自下而上蒸发镍、金两层金属，与势垒层(3)形成肖特基接触；所述第一金属区内源、漏、栅电极的第二次制备方法为与第二金属区内源、漏、栅电极引脚一起制备，自下而上蒸发钛、金两层金属。

3.根据权利要求1所述的集成金刚石的包裹型gan hemt，其特征在于：所述衬底(1)材质为硅、蓝宝石或碳化硅；势垒层(3)的材质为algan。

4.根据权利要求1所述的集成金刚石的包裹型gan hemt，其特征在于：所述金刚石散热层(6)的材质为多晶金刚石，金刚石散热层(6)厚度为0.5μm-2μm，金刚石散热层(6)生长温度低于600℃。

5.根据权利要求1所述的一种集成金刚...

【专利技术属性】
技术研发人员：李义壮，郭怀新，黄健，孔月婵，陈堂胜，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：