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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115939203A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211446189.8(22)申请日2022.11.18(71)申请人深圳市爱迪芯半导体有限公司地址518000广东省深圳市龙华区大浪街道陶元社区南科创元谷1栋303(72)发明人陈波(74)专利代理机构深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙)44312专利代理师赵胜宝(51)Int.Cl.H01L29/778(2006.01)H01L21/335(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种氮化镓高电子迁移率晶体管及其制造方法(57)摘要本发明涉及氮化镓器件技术领域,提供一种氮化镓高电子迁移率晶体管及其制造方法,氮化镓高电子迁移率晶体管包括势垒层、2DEG层、GaN沟道层、GaNn型掺杂层、缓冲层、衬底以及栅极;所述衬底为高阻硅衬底,在所述衬底上方生长1~7层的外延层,所述外延层包含自下而上设置的缓冲层、GaNn型掺杂层、GaN沟道层、势垒层以及栅极,所述缓冲层与GaNn型掺杂层之间还设有AlGaN层,在现有的HEMT基础上增加与外延层连接的电极结构成为四端器件。避免上管的栅极电压受到输出端的影响,插入高掺杂n型层以提升沟道导通时的导电能力。CN115939203ACN115939203A权利要求书1/1页1.一种氮化镓高电子迁移率晶体管,其特征在于,包括势垒层、2DEG层、GaN沟道层(及其中靠近势垒层形成的二维电子气层2DEG)、GaNn型掺杂层、缓冲层、衬底以及栅极;所述衬底为高阻硅衬底,在所述衬底上方生长1~7层的外延层,所述外延层包含自下而上设置的缓冲层、GaNn型掺杂层、GaN沟道层、、势垒层以及栅极,所述缓冲层与GaNn型掺杂层之间还设有AlGaN层。2.根据权利要求1所述的氮化镓高电子迁移率晶体管,其特征在于,所述高阻硅衬底厚度为200~2000μm,上方设有10~100nm厚度的氮化铝缓冲层。3.根据权利要求2所述的氮化镓高电子迁移率晶体管,其特征在于,所述氮化镓高电子迁移率晶体管行还设有氮化镓铝应力释放层,所述氮化镓铝应力释放层中铝组分随厚度增加呈梯度降低。4.根据权利要求1所述的氮化镓高电子迁移率晶体管,其特征在于,所述GaNn型掺杂层使用硅作为掺杂剂,设置厚度为1~5μm的N+型氮化镓,硅的掺杂浓度为1×1017~9×1018cm‑3。5.根据权利要求4所述的氮化镓高电子迁移率晶体管,其特征在于,所述GaN沟道层为N型氮化镓沟道层,势垒层为氮化镓铝势垒层,栅极为P型氮化镓栅极层。6.根据权利要求5所述的氮化镓高电子迁移率晶体管,其特征在于,所述衬底的衬底电极选择ICP法刻蚀,Cl2/Ar混合气体作为刻蚀气,刻蚀至高掺杂氮化镓层中,采用PECVD方法沉积SiO2填充刻蚀的凹槽,再次刻蚀SiO2填充区域至高掺杂氮化镓层中时,刻蚀孔水平方向与凹槽保留100~1000nm的距离。7.根据权利要求1所述的氮化镓高电子迁移率晶体管,其特征在于,所述氮化镓高电子迁移率晶体管采用磁控溅射逐层沉积欧姆电极并最终填充衬底电极刻蚀槽。8.一种氮化镓高电子迁移率晶体管的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:选择衬底之上外延GaN基HEMT结构:首先生长成核层,在成核层之上生长缓冲层,在缓冲层之内插入Al组分交替变化或梯度变化的结构形成插入层,在插入层之间插入高掺杂浓度的n型外延层,在高掺杂层之上外延沟道层、势垒层结构;在所述外延GaN基HEMT结构上制造HEMT器件:在栅极区域通过刻蚀、沉积的方式形成栅电极,用于控制导电沟道的开关;在源、漏区域通过沉积的方式制备欧姆接触电极,作为源漏电极;在导电沟道区域的活性区之外通过离子注入的方式制备隔离区域;在隔离区域之外采用ICP或RIE的方式对缓冲层进行刻蚀,刻蚀完成后再采用物理或化学沉积的方式沉积SiO2、SiNx在内的绝缘材料填充刻蚀孔洞,填充后的孔洞再次通过刻蚀的方式刻蚀至高掺杂n型层内;在刻蚀区域采用沉积的方式制备欧姆接触电极,作为参考电位电极,将源、漏、栅、参考电位的电极与对应的电极触点连接起来。9.根据权利要求8所述的氮化镓高电子迁移率晶体管的制造方法,其特征在于,缓冲层的刻蚀深度设定目标为插入的高掺杂n型层的中央偏上深度位置。2CN115939203A说明书1/5页一种氮化镓高电子迁移率晶体管及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及氮化镓器件技术领域,具体涉及一种氮化镓高电子迁移率晶体管及其制造方法。背景技术[0002]近年来宽禁带氮化镓(GaN)以其优越的材料性能,已成为功率应用领域的新兴材料。在电力电子方面因其高频、高压、高温特性,已经逐渐渗透到适配器、模块电源、车载电源等领域。在器件功能方面目前GaN基半