一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114975588A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210153548.4H01L29/47(2006.01)(22)申请日2022.02.18H01L29/778(2006.01)H01L21/335(2006.01)(71)申请人中山市华南理工大学现代产业技术研究院地址528400广东省中山市火炬开发区中心城区祥兴路6号212房申请人华南理工大学(72)发明人王洪高升谢子敬(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102专利代理师江裕强(51)Int.Cl.H01L29/06(2006.01)H01L29/417(2006.01)H01L29/45(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件及其制备方法。所述肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件自下而上包括硅衬底、AlN成核层、AlGaN缓冲层、GaN沟道层、AlN插入层以及AlGaN势垒层；AlGaN势垒层上方设置有栅电极、源电极和漏电极，栅电极位于源电极和漏电极之间。自下而上包括硅衬底、AlN成核层、AlGaN缓冲层、GaN沟道层、AlN插入层以及AlGaN势垒层；AlGaN势垒层上方设置有栅电极、源电极和漏电极，栅电极位于源电极和漏电极之间。本发明制备的源漏电极与帽层形成了双层接触界面，在退火后形成了肖特基/欧姆漏结构，优化了漏极侧电场分布，提高了击穿电压及其分布稳定性。CN114975588ACN114975588A权利要求书1/1页1.一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件，其特征在于，自下而上包括硅衬底(101)、AlN成核层(102)、AlGaN缓冲层(103)、GaN沟道层(104)、AlN插入层(105)以及AlGaN势垒层(106)；AlGaN势垒层(106)上方设置有栅电极(110)、源电极和漏电极，栅电极(110)位于源电极和漏电极之间。2.根据权利要求1所述的一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件，其特征在于，所述源电极和漏电极均采用一步光刻、两步变角度电子束蒸发金属的方式获得；源电极和漏电极均包括第一步金属(108)和第二步金属(109)，其中，第一步金属(108)采用斜角入射蒸发获得，第二步金属(109)采用垂直入射蒸发获得。3.根据权利要求2所述的一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件，其特征在于，第一步金属(108)位于第二步金属(109)斜下侧，且第一步金属(108)与第二步金属(109)均与AlGaN势垒层(106)相接触。4.根据权利要求3所述的一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件，其特征在于，源电极和漏电极退火后，源电极和漏电极中的第一步金属(108)与AlGaN势垒层(106)形成欧姆接触，第二步金属(109)与AlGaN势垒层(106)形成肖特基接触。5.根据权利要求2所述的一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件，其特征在于，所述第一步金属(108)为X/Y双层金属体系，其中，第一金属X包括Ta或Ti，第二金属Y包括Al。6.根据权利要求2所述的一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件，其特征在于，所述第二步金属(109)为Z/W双层金属体系，其中，第三金属Z包括Ni，第四金属W包括Ti、TiN或TiW。7.根据权利要求1～6任一项所述的一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件，其特征在于，第一金属X的功函数小于第三金属Z的功函数。8.权利要求7所述的一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、自下而上构建硅衬底(101)、AlN成核层(102)、AlGaN缓冲层(103)、GaN沟道层(104)、AlN插入层(105)以及AlGaN势垒层(106)，采用光刻胶(107)在AlGaN势垒层(106)上定义源漏光刻区域，基于电子束蒸发设备，斜角入射沉积第一步金属(108)；S2、完成第一步金属(108)的沉积后，采用垂直入射沉积第二步金属(109)，完成整个源电极和漏电极的沉积；S3、在完成源电极和漏电极的剥离后，进行退火处理，使得源电极和漏电极中的第一步金属(108)与AlGaN势垒层(106)形成欧姆接触，第二步金属(109)与AlGaN势垒层(106)形成肖特基接触；S4、在AlGaN势垒层(106)上制备栅电极(110)，得到肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件。9.根据权利要求8所述的一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件的制备方法，其特征在于，斜角入射沉积第一步金属(108)时，斜角入射的范围为5‑20°。10.根据权利要求8所述的一种肖特基/欧姆漏结构的HEMT器件的制备方法，其特