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一种基于叠层钝化的增强型氮化镓器件及其制造方法技术

技术编号:46061949 阅读:15 留言:0更新日期:2025-08-11 15:47
本发明专利技术涉及一种基于叠层钝化的增强型氮化镓器件及其制造方法,属于半导体器件技术领域。器件由下到上依次为衬底、GaN缓冲层、GaN沟道层、AlN插层和AlGaN势垒层,AlGaN势垒层上侧设置有P‑GaN帽层,P‑GaN帽层两侧的AlGaN势垒层上均设置有钝化层,钝化层两侧分别设置有源极金属和漏极金属,源极金属和漏极金属延伸至GaN缓冲层,P‑GaN帽层上侧设置有栅极金属。本发明专利技术显著改善器件界面质量,抑制表面陷阱效应和热载流子注入,缓解热应力失配,提升器件的整体电气性能和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于叠层钝化的增强型氮化镓器件及其制造方法,属于半导体器件。


技术介绍

1、宽禁带gan材料具有高电子迁移率、高饱和电子速率和高临界击穿场等优异电学性能,使得gan hemt在高频、高功率和高温环境中具有重要应用前景。正因为gan器件具有高输出功率密度和高击穿电压等特点,gan hemt在电力电子、射频微波以及5g通讯等领域受到广泛关注。然而,gan hemt器件在实际应用中仍面临多项关键技术挑战。目前的增强型(本征关断)gan hemt器件普遍存在阈值电压低且不稳定、击穿电压不足、栅极耐压能力弱以及漏电流较大的问题。阈值电压低的不稳定性会导致误触发,并对驱动电路提出更高要求,甚至加速器件老化;较低的击穿电压限制了器件在高功率环境中的可靠性;此外,栅极区域的过高漏电和较低的耐压也严重影响器件性能和寿命。

2、针对传统增强型gan hemt的应用需求,目前已提出多种改进方法,如增厚p-gan层、表面氮化处理、延长漂移区长度、引入场板或调整algan层成分等,以期提高阈值电压和击穿性能。但是,这些方法往往伴随工艺复杂度显著增加、导本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于叠层钝化的增强型氮化镓器件,其特征在于,由下到上依次为衬底、GaN缓冲层、GaN沟道层、AlN插层和AlGaN势垒层,AlGaN势垒层上侧设置有P-GaN帽层,P-GaN帽层两侧的AlGaN势垒层上均设置有钝化层,钝化层两侧分别设置有源极金属和漏极金属,源极金属和漏极金属延伸至GaN缓冲层,P-GaN帽层上侧设置有栅极金属;

2.如权利要求1所述的基于叠层钝化的增强型氮化镓器件,其特征在于,AlN钝化层、HfO2钝化层和SiO2钝化层的截面均为L型,SiN钝化层的截面为矩形,AlN钝化层、HfO2钝化层、SiO2钝化层和SiN钝化层由下到上依次套装叠加。

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【技术特征摘要】

1.一种基于叠层钝化的增强型氮化镓器件,其特征在于,由下到上依次为衬底、gan缓冲层、gan沟道层、aln插层和algan势垒层,algan势垒层上侧设置有p-gan帽层,p-gan帽层两侧的algan势垒层上均设置有钝化层,钝化层两侧分别设置有源极金属和漏极金属,源极金属和漏极金属延伸至gan缓冲层,p-gan帽层上侧设置有栅极金属;

2.如权利要求1所述的基于叠层钝化的增强型氮化镓器件,其特征在于,aln钝化层、hfo2钝化层和sio2钝化层的截面均为l型,sin钝化层的截面为矩形,aln钝化层、hfo2钝化层、sio2钝化层和sin钝化层由下到上依次套装叠加。

3.如权利要求2所述的基于叠层钝化的增强型氮化镓器件,其特征在于,衬底的材料为碳化硅、硅、蓝宝石;

4.如权利要求3所述的基于叠层钝化的增强型氮化镓器件,其特征在于,衬底的材料为碳化硅;

5.如权利要求3所述的基于叠层钝化的增强型氮化镓器件,其特征在于,aln钝化层的厚度为5-1000nm;

6....

【专利技术属性】
技术研发人员:崔鹏张铁瀛韩吉胜汉多科·林纳威赫徐现刚
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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