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一種p-GaNHEMT器件及制備方法與流程

文檔序號:40391850發(fā)布日期:2024-12-20 12:14閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種p-gan?hemt器件,其特征在于:包括,

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的p-gan?hemt器件,其特征在于:所述p型摻雜區(qū)設(shè)于沿著所述緩沖層第一方向上的靠近兩側(cè)邊的注入?yún)^(qū)域內(nèi),在任一注入?yún)^(qū)域,所述p型摻雜區(qū)包括多組p型摻雜區(qū)組,多組所述p型摻雜區(qū)組沿著所述緩沖層的第一方向依次設(shè)置,每一組p型摻雜區(qū)組均包括多個p型摻雜子區(qū),多個所述p型摻雜子區(qū)沿著所述緩沖層的第二方向依次設(shè)置,所述第一方向與所述第二方向垂直設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的p-gan?hemt器件,其特征在于:相鄰兩組所述p型摻雜區(qū)組中的多個所述p型摻雜子區(qū)交錯設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的p-gan?hemt器件,其特征在于:所述p型摻雜子區(qū)的形狀為多邊形或圓形。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的p-gan?hemt器件,其特征在于:所述帽層包括疊放設(shè)置的第一槽柵層和第二槽柵層,所述第一槽柵層設(shè)于所述勢壘層上,且所述第一槽柵層的一側(cè)面位于所述勢壘層內(nèi),所述第一槽柵層的另一側(cè)面與所述第二槽柵層的第一側(cè)面接觸,所述第二槽柵層的第一側(cè)面與所述散熱層接觸。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的p-gan?hemt器件,其特征在于:所述帽層為摻雜有p型摻雜劑的氮化鎵,所述p型摻雜劑為鎂,所述p型摻雜劑的摻雜濃度為1×1017-8×1017cm-3。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的p-gan?hemt器件,其特征在于:所述第一槽柵層的厚度為8-13nm,所述第二槽柵層的厚度為90-130nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-3和6-7任一項所述的p-gan?hemt器件,其特征在于:所述散熱層為單晶金剛石薄膜或碳化硅薄膜,所述散熱層的厚度為200nm-700nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的p-gan?hemt器件,其特征在于:所述襯底層為多晶金剛石襯底,所述襯底層的厚度為300-400um。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的p-gan?hemt器件,其特征在于:所述緩沖層與所述溝道層均為氮化鎵,所述緩沖層的厚度為200-300nm,所述溝道層的厚度為50-150nm。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的p-gan?hemt器件,其特征在于:所述勢壘層為氮化鎵鋁,所述勢壘層的厚度為10-20nm。

12.根據(jù)權(quán)利要求9-11任一項所述的p-gan?hemt器件,其特征在于:沿著所述溝道層至外部方向,所述源極與所述漏極均包括依次設(shè)置的ti層、al層、ni層以及au層;沿著所述帽層至外部方向,所述柵極包括依次設(shè)置的tin層、ti層、al層、ni層以及au層。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的p-gan?hemt器件,其特征在于:所述鈍化層為氮化硅。

14.一種p-gan?hemt器件的制備方法,其特征在于:包括以下步驟,

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的p-gan?hemt器件的制備方法,其特征在于:采用化學氣相沉積法制備所述襯底層,所述襯底層為多晶金剛石襯底。

16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的p-gan?hemt器件的制備方法,其特征在于:所述緩沖層與所述溝道層均為氮化鎵,分別采用mocvd方式制備所述緩沖層和所述溝道層;

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的p-gan?hemt器件的制備方法,其特征在于:在所述緩沖層表面進行p型離子注入,形成p型摻雜區(qū),并進行退火處理步驟中,在氮氣氛圍中進行退火,退火溫度為850℃-1150℃。

18.根據(jù)權(quán)利要求14或15或17所述的p-gan?hemt器件的制備方法,其特征在于:所述p型摻雜離子為鎂離子,注入結(jié)深為0.8-1.0um,注入劑量為1×1015-1×1017cm-3。

19.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的p-gan?hemt器件的制備方法,其特征在于:所述散熱層為單晶金剛石薄膜或碳化硅薄膜,在一襯底上生長形成所述散熱層,將所述散熱層鍵合到所述勢壘層上后去除該襯底。

20.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的p-gan?hemt器件的制備方法,其特征在于:采用等離子體增強化學氣相沉積法沉積所述鈍化層,并通過刻蝕去除所述溝道層和所述帽層上的所述鈍化層。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種p?GaN?HEMT器件及制備方法,襯底層;設(shè)于襯底層上的緩沖層,緩沖層的遠離襯底層的一側(cè)面設(shè)有P型摻雜區(qū);設(shè)于緩沖層上的溝道層,溝道層與P型摻雜區(qū)接觸;設(shè)于溝道層上的勢壘層、源極以及漏極,源極與漏極設(shè)于勢壘層的兩側(cè);設(shè)于勢壘層上的散熱層;設(shè)于勢壘層上和散熱層上的帽層;設(shè)于散熱層上的鈍化層,鈍化層設(shè)于源極與帽層之間以及漏極與帽層之間;設(shè)于帽層上的柵極。本發(fā)明的有益效果是能夠有效的降低異質(zhì)結(jié)界面處的缺陷數(shù)量和界面熱阻,提高器件溝道處2DEG的散熱能力,并增強器件的機械性能,降低界面反應和缺陷對器件工作性能的影響,能夠有效調(diào)制2DEG溝道處的電場,提升器件自身的熱管理能力,提高器件工作的穩(wěn)定性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員:趙宇軒,張敬偉,敖松泉,徐長坡,張新玲,程研,劉闖
受保護的技術(shù)使用者:TCL環(huán)鑫半導體(天津)有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/12/19
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