预览加载中,请您耐心等待几秒...
1/10
2/10
3/10
4/10
5/10
6/10
7/10
8/10
9/10
10/10

亲,该文档总共14页,到这已经超出免费预览范围,如果喜欢就直接下载吧~

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115084260A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202210645314.1(22)申请日2022.06.08(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人宁静吴晶晶王东张进成赵江林张弛曾瑜马佩军郝跃(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205专利代理师王品华(51)Int.Cl.H01L29/778(2006.01)H01L29/06(2006.01)H01L23/373(2006.01)H01L21/335(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称基于范德华外延的氮化镓高电子迁移率晶体管器件及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种范德华外延的氮化镓高电子迁移率晶体管器件,主要解决了现有GaN‑HEMT器件击穿电压低的问题。其包括:衬底、本征GaN缓冲层、电流孔径、GaN沟道层、AlN层、AlGaN势垒层、P‑GaN帽层、源栅电极及钝化层;该本征GaN缓冲层与电流孔径之间,垂直设有两种不同掺杂浓度的第一P型GaN层和第二P型GaN层,以分别与本征GaN缓冲层形成PN结;该衬底与本征GaN缓冲层之间,垂直设有二维材料层、第一AlN层、第二AlN层和掺铁的GaN层;该二维材料层、第一AlN层、第二AlN层及衬底的中间开有通孔,孔内蒸镀有金属形成漏极。本发明减小了导通电阻,提高了击穿电压,可用于电力电子系统。CN115084260ACN115084260A权利要求书1/2页1.一种范德华外延的氮化镓高电子迁移率晶体管器件器件,自下而上包括:衬底(15)、本征GaN缓冲层(7)、电流孔径(10)、GaN沟道层(11)、AlN层(12)、AlGaN势垒层(13)、P‑GaN帽层(14)和栅极(18),其特征在于:所述衬底(15)与本征GaN缓冲层(7)之间,自下而上设有二维材料层(3)、第一AlN层(4)、第二AlN层(5)和掺铁的GaN层(6);所述衬底(15)、二维材料层(3)、第一AlN层(4)、第二AlN层(5)的中间开有通孔,孔内蒸镀有金属形成漏极(16);所述在本征GaN缓冲层(7)与电流孔径(10)之间,垂直设有两种不同掺杂浓度的第一P型GaN层(8)和第二P型GaN层(9),以分别与本征GaN缓冲层(7)形成PN结,提高耐压特性。2.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述的二维材料层(3)为石墨烯或氮化硼这种二维材料。3.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述的第一AlN层(4)为低温生长,厚度为10~100nm。4.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述的第二AlN层(5)为高温生长,厚度为100~300nm。5.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述的第一P型GaN层(8)厚度为100~200nm,浓度为(1~4)×1016cm‑3。6.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,所述的第二P型GaN层(9)的厚度为200~300nm,浓度为(5~9)×1016cm‑3,用于均匀电场分布,提高击穿电压。7.一种范德华外延的氮化镓高电子迁移率晶体管器件的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1)在衬底上磁控溅射一层AlN层(2);S2)选用二维材料,并通过湿法将其转移到AlN层(2)上形成二维材料层(3),S3)在二维材料层(3)的上部采用金属氧化物气相沉积外延技术,在氢气为载气,氮源、镓源和铝源分别为氨气、三甲基镓和三甲基铝的气氛下,先依次在800℃的低温条件下生长第一AlN层(4)、在1200℃高温条件下生长的第二AlN层(5);再在第二AlN层(5)依次生长掺铁浓度为1×1018cm‑3的GaN层(6)和本征GaN缓冲层(7);S4)在本征GaN缓冲层(7)上进行第一次光刻,并在本征GaN缓冲层(7)的左右两侧靠近中心无光刻胶部分进行Mg离子注入,形成浓度范围(1~4)×1016cm‑3、厚度为100~200nm的第一P型GaN层(8);再在本征GaN缓冲层(7)上进行二次光刻,并在本征GaN缓冲层(7)上的第一P型GaN层(8)左右两侧外部无光刻胶部分离子注入,形成浓度范围为(5~9)×1016cm‑3、厚度为200~300nm的第二P型GaN层(9);S5)采用刻蚀工艺在本征GaN缓冲层(7)上两个第一P型GaN层(8)的之间位置开孔,厚度为100~200nm,并在孔中离子注入形成电流孔径层(10);S6)在第一P型GaN层(8)、第二P型GaN层(9)和电流孔径层(10)上,采用金属氧化物气相沉积外延技术,在氢气为载气,氮源、镓源和铝源分别为氨气、三甲基镓和三甲基铝的气氛下依次生长GaN沟道层(11)、AlN层(12)、AlGaN势垒层(13