一种实现CASCODE模式的GaN HEMT功率器件.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115911096A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211616624.7H01L21/335(2006.01)(22)申请日2022.08.24(62)分案原申请数据202211015797.32022.08.24(71)申请人成都功成半导体有限公司地址610041四川省成都市中国（四川）自由贸易试验区成都高新区蜀锦路88号1栋2单元48层1号、2号(72)发明人王中健曹远迎(74)专利代理机构成都华风专利事务所(普通合伙)51223专利代理师张巨箭(51)Int.Cl.H01L29/06(2006.01)H01L29/778(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种实现CASCODE模式的GaNHEMT功率器件(57)摘要本发明公开了一种实现CASCODE模式的GaNHEMT功率器件，属于半导体技术领域，器件包括从下至上依次连接的第三衬底、第二中间层、缓冲层、GaN层和AlGaN层；AlGaN层上设置有源极、漏极和栅极，其中，源极、漏极均延伸连接至所述GaN层中；GaN层中设置有空腔，所述空腔的下端延伸至缓冲层中，空腔的上端位于源极和漏极的沟道下方，所述AlGaN层上连接有一个增强型硅MOSFET器件，其中，所述增强型硅MOSFET器件的源极和栅极做整个器件的源极和栅极，GaNHEMT功率器件作为整个器件的漏极。本发明通过在GaN层形成空腔，一方面减少了沟道下方GaN层的厚度，减少了漏电通道，减少漏电，另一方面，使得AlGaN/GaN界面二维电子气密度增加，提高器件性能，整体器件通过简单工艺即可实现CASCODE结构。CN115911096ACN115911096A权利要求书1/1页1.一种实现CASCODE模式的GaNHEMT功率器件，其特征在于，包括从下至上依次连接的第三衬底(1)、第二中间层(2)、缓冲层(3)、GaN层(4)和AlGaN层(5)；所述AlGaN层(5)上设置有源极、漏极和栅极，其中，所述源极、漏极均延伸连接至所述GaN层(4)中；所述GaN层(4)中设置有空腔(6)，所述空腔(6)的下端延伸至所述缓冲层(3)中，所述空腔(6)的上端位于源极和漏极的沟道下方；所述GaNHEMT功率器件的制备方法包括以下步骤：S1、在第一衬底(8)上依次外延缓冲层(3)、GaN层(4)和AlGaN层(5)；S2、在所述AlGaN层(5)上旋涂或沉积第一中间层(9)，并在所述第一中间层(9)上键合第二衬底(10)；S3、研磨加选择性刻蚀去掉所述第一衬底(8)漏出所述缓冲层(3)，在所述缓冲层(3)上旋涂光刻胶并开窗口；S4、依次刻蚀所述缓冲层(3)、GaN层(4)形成刻蚀槽，其中，刻蚀槽延伸至所述GaN层(4)内部后停止刻蚀并去除所述光刻胶；S5、在所述缓冲层(3)上键合旋涂或沉积有第二中间层(2)的第三衬底(1)，并让所述第二中间层(2)盖住所述刻蚀槽，形成空腔(6)；S6、去掉所述第一中间层(9)和第二衬底(10)，并在所述AlGaN层(5)上制造源极、漏极和栅极，得到GaNHEMT功率器件；所述AlGaN层(5)上连接有一个增强型硅MOSFET器件，其中，所述增强型硅MOSFET器件的源极和栅极做整个器件的源极和栅极，GaNHEMT功率器件作为整个器件的漏极。2.根据权利要求1所述的一种实现CASCODE模式的GaNHEMT功率器件，其特征在于，所述空腔(6)上方的GaN层(4)厚度为0.2um‑1um。3.根据权利要求1所述的一种实现CASCODE模式的GaNHEMT功率器件，其特征在于，所述第三衬底(1)为硅衬底或SOI晶片。4.根据权利要求1所述的一种实现CASCODE模式的GaNHEMT功率器件，其特征在于，所述AlGaN层(5)上外延有p型GaN(7)，所述栅极位于所述p型GaN(7)上。5.根据权利要求1所述的一种实现CASCODE模式的GaNHEMT功率器件，其特征在于，所述第一衬底(8)、第二衬底(10)和第三衬底(1)均选用硅衬底。2CN115911096A说明书1/5页一种实现CASCODE模式的GaNHEMT功率器件技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种实现CASCODE模式的GaNHEMT功率器件。背景技术[0002]传统GaNHEMT器件需要在硅衬底上生长AlGaN/GaN材料，然后制造HEMT器件，影响GaNHEMT器件的两个因素是AlGaN层呈现张应变以及GaN层的漏电，其中GaNHEMT器件的工作核心原理是AlGaN层呈现张应变，具有自发极化和压电极化两种极化效应，而GaN层则只有自发极化效应，因为极化效应的差距，AlGaN/GaN界面处产生感生二