CN106981513A - 基于高阻盖帽层的ⅲ族氮化物极化超结hemt器件及其制法 - Google Patents
基于高阻盖帽层的ⅲ族氮化物极化超结hemt器件及其制法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106981513A CN106981513A CN201710270380.4A CN201710270380A CN106981513A CN 106981513 A CN106981513 A CN 106981513A CN 201710270380 A CN201710270380 A CN 201710270380A CN 106981513 A CN106981513 A CN 106981513A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- semiconductor
- grid
- hetero
- junctions
- drain electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 50
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 287
- 230000005533 two-dimensional electron gas Effects 0.000 claims abstract description 42
- 239000004047 hole gas Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 18
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 9
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 230000026267 regulation of growth Effects 0.000 claims description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 claims description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 29
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 22
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 18
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 4
- 238000000313 electron-beam-induced deposition Methods 0.000 description 4
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 2
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000001810 electrochemical catalytic reforming Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000000344 low-energy electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
- H01L29/7782—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET
- H01L29/7783—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET using III-V semiconductor material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66446—Unipolar field-effect transistors with an active layer made of a group 13/15 material, e.g. group 13/15 velocity modulation transistor [VMT], group 13/15 negative resistance FET [NERFET]
- H01L29/66462—Unipolar field-effect transistors with an active layer made of a group 13/15 material, e.g. group 13/15 velocity modulation transistor [VMT], group 13/15 negative resistance FET [NERFET] with a heterojunction interface channel or gate, e.g. HFET, HIGFET, SISFET, HJFET, HEMT
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件及制法，所述器件包括：第一异质结，包括第一半导体和形成于第一半导体上的第二半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，且所述第一异质结构中形成有二维电子气；第二异质结，包括所述第二半导体和形成于所述第二半导体上的第三半导体，所述第三半导体具有窄于第二半导体的带隙，且所述第二异质结构中形成有二维空穴气；形成在所述第二半导体上的p型掺杂的第四半导体，所述第四半导体与第三半导体在水平方向上紧密连接；与第一异质结连接的源极和漏极，所述源、漏极能够通过所述二维电子气电连接；以及，分布于源极与漏极之间的栅极，所述栅极与第四半导体连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种极化超结HEMT(high electron mobility transistor)器件及其制作方法，特别涉及一种基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件及制作方法，属于功率半导体技术领域。
背景技术
III族氮化物(如GaN)具有大禁带宽度、高电子迁移率、高击穿场强等优点，能够满足下一代电力电子系统对功率器件更大功率、更高频率、更小体积和更高温度的工作的要求，因此III族氮化物制成的HEMT器件(如AlGaN/GaN HEMT)成为新一代功率器件研究的热点。但是，目前III族氮化物HEMT还面临许多问题，如电流崩塌、击穿电压低和增强型方案等问题。针对上述问题，一种新的技术已经被提出来——极化超结技术。极化超结的概念来源于SiMOSFET的超结，不同的是超结是通过掺杂产生的，而极化超结是通过III族氮化物的极化作用产生的。以GaN材料为例，在GaN/AlGaN/GaN双异质结构中，由于极化作用在AlGaN/GaN界面会形成高浓度的二维电子气，而当AlGaN上方的GaN盖帽层足够厚时，上方的GaN/AlGaN异质结由于负的极化作用，在界面处也会形成高浓度的二维空穴气，当器件处于关态时，栅漏电极之间的电场使得两个电极间的二维电子气和二维空穴气被排空，会在两个异质结的界面处分别留下正电荷和负电荷，因此栅漏电极间的电场将由正电荷指向负电荷，因此电场将会均匀分布，有效提高器件的耐压能力，同时厚的GaN盖帽层也有利于屏蔽电流崩塌效应，改善器件性能。这种极化超结概念有望代替场板技术，制备1200V以上的横向的GaN HEMT器件。
但是目前主要用来制备这种极化超结的材料是p-GaN/GaN/AlGaN/GaN结构，材料结构复杂，材料生长难度大。传统的制备极化超结的材料中的p-GaN主要是用来做欧姆接触用的，为了保留栅漏之间的极化超结，需要采用精确的刻蚀工艺将其他区域的p-GaN/GaN盖帽层刻蚀掉，工艺非常困难。传统的制备极化超结的工艺制备的都是耗尽型的器件，想要实现增强型器件需要额外增加一个电极，采用凹槽栅的方式获得，因此增强型和极化超结结构是分立的、不兼容。过多的刻蚀工艺带来的损伤以及极化超结结构降低部分二维电子气浓度，因此传统的增强型的极化超结器件的电流密度很低。
因而，业界亟待发展出一种易于实施，重复性好，且能有效保证器件高性能的增强型极化超结HEMT器件的实现方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件及制法，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明一方面提供了一种基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件，包括：
第一异质结，包括第一半导体和形成于第一半导体上的第二半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，且所述第一异质结构中形成有二维电子气；
第二异质结，包括所述第二半导体和形成于所述第二半导体上的第三半导体，所述第三半导体具有窄于第二半导体的带隙，且所述第二异质结构中形成有二维空穴气；
形成在所述第二半导体上的p型掺杂的第四半导体，所述第四半导体与第三半导体在水平方向上紧密连接；
与第一异质结连接的源极和漏极，所述源、漏极能够通过所述二维电子气电连接；
以及，分布于源极与漏极之间的栅极，所述栅极与第四半导体连接。
进一步的，所述源极和漏极分别与电源的低电位和高电位连接。
在一些较为具体的实施方案中，当在所述栅极未施加电压或施加的电压低于零电压时，所述HEMT器件处于断开状态；而当在所述栅极施加的电压大于零电压且高于所述阈值电压时，所述HEMT器件处于开启状态。
在一些较为具体的实施方案中，当在所述栅极施加零偏压或者没有施加偏压时，位于所述栅极正下方的第一异质结的区域内无二维电子气的积累，而当在所述栅极电压大于阈值电压时，能够在位于所述栅极正下方的第一异质结的区域内形成二维电子气。
在一些较为具体的实施方案中，当所述HEMT器件处于开态时，所述二维电子气、二维空穴气同时存在于第一异质结、第二异质结中；当所述HEMT器件处于关态时，所述二维电子气泄放到漏极并在所述第一异质结内的界面处留下正电荷，所述二维空穴气通过第四半导体泄放到栅极并在所述第二异质结内的界面处留下负电荷，所述正电荷与负电荷使所述HEMT器件中于栅极和漏极之间形成均匀电场分布。
本发明另一方面还提供了一种上述基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件的制作方法，包括：
在衬底上依次生长第一半导体、第二半导体和第三半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，所述第三半导体具有窄于第二半导体的带隙，所述第一半导体与第二半导体配合形成第一异质结，所述第二导体与第三半导体配合形成第二异质结，所述第一异质结构中形成有二维电子气，所述第二异质结构中形成有二维空穴气，
制作源极和漏极，使源极、漏极与第一异质结连接，并使源、漏极能够通过所述二维电子气电连接，
于所述第二半导体上形成p型掺杂的第四半导体，并使第四半导体与第三半导体在水平方向上紧密连接，
以及，制作栅极，使所述栅极分布于源极与漏极之间，并使所述栅极与第四半导体连接；
优选的，所述制作方法包括：至少以低能电子辐射激活方式对第三半导体的局部区域进行处理，从而形成所述第四半导体；
或者，所述制作方法包括：
在衬底上依次生长第一半导体、第二半导体和p型掺杂的第四半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，所述第一半导体与第二半导体配合形成第一异质结所述第一异质结构中形成有二维电子气，
制作源极和漏极，使源极、漏极与第一异质结连接，并使源、漏极能够通过所述二维电子气电连接，
于所述第二半导体上形成第三半导体，并使第三半导体与第四半导体在水平方向上紧密连接，所述第三半导体具有窄于第二半导体的带隙，所述第二导体与第三半导体配合形成第二异质结，所述第二异质结构中形成有二维空穴气，
以及，制作栅极，使所述栅极分布于源极与漏极之间，并使所述栅极与第四半导体连接；
在一些较为具体的实施方案中，所述制作方法包括：至少以离子注入和钝化工艺中的任一种方式对第四半导体的局部区域进行处理，从而形成所述第三半导体。
在第四半导体上制作栅极，并使所述第四半导体设于栅极和第二半导体之间；
或者，至少对位于栅极正下方的第四半导体的局部区域进行刻蚀，直至深入第二半导体，之后制作栅极，使栅极的局部区域嵌入第二半导体，形成凹栅结构；
或者，至少对位于栅极正下方的第四半导体的局部区域进行刻蚀，直至到达第二半导体表面或深入第二半导体，之后对位于栅极正下方的第二半导体的局部区域进行F等离子体注入处理，其后制作栅极，形成增强型结构。
与现有技术相比，本发明的优点包括：本发明提供的基于高阻盖帽层的HEMT器件材料结构简单，同时具有高阻盖帽和双异质结构，所述高阻的第三半导体和p型掺杂的第四半导体可以通过工艺方式互相转化；工艺简单，避免了刻蚀工艺，避免了过多的刻蚀损伤，工艺要求较为宽松，对器件的损伤小；极化超结与增强型方案兼容，器件结构简单，可实现多种方案的增强型器件；利用p型栅的增强型方案，还可以利用电导调制效应，提高电流密度，减小导通电阻，弥补极化超结器件低电流密度的不足；重复性高，成本低廉，易于进行大规模生产。
附图说明
图1是传统的耗尽型极化超结GaN HEMT器件的局部结构示意图；
图2是传统的增强型极化超结GaN HEMT器件的局部结构示意图；
图3是本发明一典型实施例中高阻盖帽层p型栅增强型极化超结GaN HEMT器件的局部结构示意图；
图4是本发明一典型实施例中高阻盖帽层凹槽栅增强型极化超结GaN HEMT器件的局部结构示意图；
图5是本发明一典型实施例中高阻盖帽层F离子注入增强型极化超结GaN HEMT器件的局部结构示意图；
图6是本发明实施例1中一种高阻盖帽层p型栅增强型极化超结GaN HEMT器件的制作工艺流程图；
图7是本发明实施例2中一种高阻盖帽层p型栅增强型极化超结GaN HEMT器件的制作工艺流程图；
附图标记说明：衬底1、第一半导体2、第二半导体3、第四半导体4、源极5、漏极6、栅极7、二维电子气8、第三半导体9、二维空穴气10、F离子注入区11。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
下文将对本发明的技术方案作更为详尽的解释说明。但是，应当理解，在本发明范围内，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
本发明实施例一方面提供了一种基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件，包括：
第一异质结，包括第一半导体和形成于第一半导体上的第二半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，且所述第一异质结构中形成有二维电子气；
第二异质结，包括所述第二半导体和形成于所述第二半导体上的第三半导体，所述第三半导体具有窄于第二半导体的带隙，且所述第二异质结构中形成有二维空穴气；
形成在所述第二半导体上的p型掺杂的第四半导体，所述第四半导体与第三半导体在水平方向上紧密连接；
与第一异质结连接的源极和漏极，所述源、漏极能够通过所述二维电子气电连接；
以及，分布于源极与漏极之间的栅极，所述栅极与第四半导体连接。
进一步的，所述源极、漏极与所述第二半导体形成欧姆接触。
进一步的，所述栅极与第四半导体形成欧姆接触，且所述栅极通过第四半导体与所述二维空穴气电连接。
进一步的，所述第一半导体、第二半导体和第三半导体的材质均选自III族氮化物；优选的，所述第一半导体的材质包括GaN，但不限于此；优选的，所述第二半导体的材质包括AlxGa(1-x)N或InAlN，0＜x≤1，但不限于此；优选的，所述第三半导体的材质包括高阻GaN、高阻InGaN或高阻InN，但不限于此；优选的，所述第三半导体的材质包括掺C或掺Fe的高阻GaN、InGaN或InN，但不限于此。
进一步的，所述第三半导体的厚度在10nm以上。
进一步的，所述第一半导体与第二半导体之间还分布有插入层；优选的，所述插入层的材质包括AlN，但不限于此。
进一步的，所述第四半导体的材质包括p型的宽禁带半导体；优选的，所述p型的宽禁带半导体包括p型的III族氮化物；优选的，所述p型的III族氮化物包括p-GaN或p-InGaN，但不限于此；优选的，所述宽禁带半导体包括p-NiO，但不限于此。
在一些较为具体的实施方案中，所述第三半导体与第四半导体一体设置。
优选的，所述第三半导体由第四半导体的局部区域至少经离子注入和钝化工艺中的任一种方式处理形成。
优选的，所述第四半导体由第三半导体的局部区域至少经低能电子辐射激活处理形成。
进一步的，所述源极和漏极分别与电源的低电位和高电位连接。
在一些较为具体的实施方案中，当在所述栅极未施加电压或施加的电压低于零电压时，所述HEMT器件处于断开状态；而当在所述栅极施加的电压大于零电压且高于所述阈值电压时，所述HEMT器件处于开启状态。
在一些较为具体的实施方案中，当在所述栅极施加零偏压或者没有施加偏压时，位于所述栅极正下方的第一异质结的区域内无二维电子气的积累，而当在所述栅极电压大于阈值电压时，能够在位于所述栅极正下方的第一异质结的区域内形成二维电子气。
在一些较为具体的实施方案中，当所述HEMT器件处于开态时，所述二维电子气、二维空穴气同时存在于第一异质结、第二异质结中；当所述HEMT器件处于关态时，所述二维电子气泄放到漏极并在所述第一异质结内的界面处留下正电荷，所述二维空穴气通过第四半导体泄放到栅极并在所述第二异质结内的界面处留下负电荷，所述正电荷与负电荷使所述HEMT器件中于栅极和漏极之间形成均匀电场分布。
在一些较为具体的实施方案中，所述栅极设置在第四半导体上，且所述第四半导体设于栅极和第二半导体之间。
在另一些较为具体的实施方案中，所述栅极的局部区域嵌入所述第二半导体而形成凹栅结构。
在另一些较为具体的实施方案中，所述第二半导体的位于所述栅极正下方的局部区域经F等离子注入处理而形成增强型结构。
本发明实施例还提供了上述基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件的制作方法，包括：
在衬底上依次生长第一半导体、第二半导体和第三半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，所述第三半导体具有窄于第二半导体的带隙，所述第一半导体与第二半导体配合形成第一异质结，所述第二导体与第三半导体配合形成第二异质结，所述第一异质结构中形成有二维电子气，所述第二异质结构中形成有二维空穴气，
制作源极和漏极，使源极、漏极与第一异质结连接，并使源、漏极能够通过所述二维电子气电连接，
于所述第二半导体上形成p型掺杂的第四半导体，并使第四半导体与第三半导体在水平方向上紧密连接，
以及，制作栅极，使所述栅极分布于源极与漏极之间，并使所述栅极与第四半导体连接；
优选的，所述制作方法包括：至少以低能电子辐射激活方式对第三半导体的局部区域进行处理，从而形成所述第四半导体。
在另一些较为具体的实施方案中，所述制作方法还可以包括：
在衬底上依次生长第一半导体、第二半导体和p型掺杂的第四半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，所述第一半导体与第二半导体配合形成第一异质结所述第一异质结构中形成有二维电子气
制作源极和漏极，使源极、漏极与第一异质结连接，并使源、漏极能够通过所述二维电子气电连接，
于所述第二半导体上形成第三半导体，并使第三半导体与第四半导体在水平方向上紧密连接，所述第三半导体具有窄于第二半导体的带隙，所述第二导体与第三半导体配合形成第二异质结，所述第二异质结构中形成有二维空穴气，
以及，制作栅极，使所述栅极分布于源极与漏极之间，并使所述栅极与第四半导体连接；
优选的，所述制作方法包括：至少以离子注入和钝化工艺中的任一种方式对第四半导体的局部区域进行处理，从而形成所述第三半导体。
进一步的，至少以金属有机化学气相沉积、分子束外延、原子层沉积、物理气相沉积和磁控溅射中的任一种方式生长形成所述第一半导体、第二半导体、第三半导体或第四半导体。
在另一些较为具体的实施方案中，所述制作方法还可以包括：
在第四半导体上制作栅极，并使所述第四半导体设于栅极和第二半导体之间；
或者，至少对位于栅极正下方的第四半导体的局部区域进行刻蚀，直至深入第二半导体，之后制作栅极，使栅极的局部区域嵌入第二半导体，形成凹栅结构；
或者，至少对位于栅极正下方的第四半导体的局部区域进行刻蚀，直至到达第二半导体表面或深入第二半导体，之后对位于栅极正下方的第二半导体的局部区域进行F等离子体注入处理，之后制作栅极，形成增强型结构。
在另一些较为具体的实施方案中，所述制作方法还可以包括：
在衬底上依次生长第一半导体、第二半导体和p型掺杂的第四半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，所述第一半导体与第二半导体配合形成第一异质结所述第一异质结构中形成有二维电子气
制作源极和漏极，使源极、漏极与第一异质结连接，并使源、漏极能够通过所述二维电子气电连接，
以及，制作栅极，使所述栅极分布于源极与漏极之间，并使所述栅极与第四半导体连接；
于所述第二半导体上形成第三半导体，并使第三半导体与第四半导体在水平方向上紧密连接，所述第三半导体具有窄于第二半导体的带隙，所述第二导体与第三半导体配合形成第二异质结，所述第二异质结构中形成有二维空穴气，
优选的，所述制作方法包括：至少以离子注入和钝化工艺中的任一种方式对第四半导体的局部区域进行处理，从而形成所述第三半导体；优选的，所述离子注入的元素包括F、N、Ar、H；优选的，所述钝化工艺包括等离子体表面钝化或于300～800℃钝化；优选的，所述钝化工艺包括在NH3或H2气氛下进行钝化处理。
进一步的，所述制作方法包括：利用栅极、源极和漏极或者绝缘层作为掩模，对非电极区的第四半导体进行处理，从而形成所述第三半导体。
在一些更为具体的的实施方案中，所述基于高阻盖帽层的基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件的制作方法，可以包括：
(1)材料生长：生长HR GaN/AlGaN/GaN/衬底的结构，在此结构中2DEG和2DHG同时存在两个异质结的界面处；HR GaN的获得方式主要通过生长GaN时掺入受主杂质Mg、Zn等(此处掺入受主杂质的GaN为未被激活的GaN)；
(2)源极、漏极制备：先进行图形化，再使用刻蚀设备(ICP、RIE、ECR等)刻蚀掉源极和漏极区域的HR GaN，再通过镀膜设备(如电子书蒸发、磁控溅射、热蒸发等)在AlGaN上沉积欧姆金属，最后通过快速退火(RTA)进行合金化，实现欧姆电极的制备；
(3)局部激活：制备掩膜(掩膜材质可为光刻胶、SiO2、SiNx等)，对栅极区域进行图形化(光刻胶为显影、其他掩膜通过湿法或干法腐蚀)，再以低能电子束辐射(LEEBI)方式对开窗口区域(亦可理解为没有掩膜保护的区域)的HR GaN进行局部激活，使得HR GaN转变为p-GaN，低能电子束辐射的设备包括SEM(扫描电子显微镜)、电子束光刻机等可以形成低能电子束的设备。
(4)栅极制备：先图形化，使用镀膜设备沉积一层与p-GaN可形成欧姆接触的金属(Ni/Au、Pd/Pt/Au等)，再通过剥离、退火等工艺获得欧姆接触。
又如，所述基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件的制作方法，还可以是：
(1)材料生长：生长p-GaN/AlGaN/GaN/衬底的结构，在此结构中，当p-GaN中的空穴浓度太高时，2DEG和2DHG都不存在在两个异质结的界面处。p-GaN的获得方式主要通过生长GaN时掺入受主杂质Mg、Zn等，之后再通过在生长设备(如MOCVD、MBE、PLD等)中进行退火激活获得；
(2)源极、漏极制备：先进行图形化，再使用刻蚀设备(ICP感应耦合等离子体、RIE反应离子刻蚀、ECR电子回旋共振等)刻蚀掉源极和漏极区域的HR GaN，再通过镀膜设备(如电子书蒸发、磁控溅射、热蒸发等)在AlGaN上沉积欧姆金属，最后通过快速退火(RTA)进行合金化，实现欧姆电极的制备；
(3)栅极制备：先图形化，使用镀膜设备沉积一层与p-GaN可形成欧姆接触的金属(例如Ni/Au、Pd/Pt/Au等)，再通过剥离、退火等工艺获得欧姆接触。
(4)局部钝化：利用电极或者其他绝缘层做掩膜，对非电极区的p-GaN进行处理，使之转变为高阻GaN；处理的方式包括离子注入、等离子体表面钝化或者高温钝化等；其中离子注入的元素包括F、N、Ar、H等，优选的，在H2或NH3气氛下进行所述等离子体表面钝化或于300～800℃钝化；
本申请中，衬底的材质可以是：硅、蓝宝石、碳化硅、氮化镓中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步的解释说明。
请参阅图1，对于传统的极化超结HEMT器件(以AlGaN/GaN器件为例，如下均简称“器件”)，一般都是基于p-GaN/GaN/AlGaN/GaN(4/2/3/2)结构制备而成的，GaN/AlGaN/GaN双异质结的两个界面会分别形成二维电子气8和二维空穴气10；在关态下，由于反偏的作用，栅极7和漏极6间的二维电子气8和二维空穴气10会被排空，留下的正负电荷使得电场均匀分布，因此这种器件的耐压相对于传统的采用场板的GaN HEMT器件耐压提升很大。但是，这种结构的器件是耗尽型的。
请参阅图2，对于传统的极化超结增强型HEMT器件(以AlGaN/GaN器件为例)，一般p-GaN/GaN盖帽层只存在于栅极7和漏极6之间，并且还要在极化超结的结构上做另一个栅极7用于调控二维空穴气10。为了获得增强型器件，还需要对栅极7下方的AlGaN 3进行精确刻蚀获得凹槽栅的结构，因此在这种器件结构里，极化超结的结构和增强型的栅结构是分开的，两者的制备都需要精确的刻蚀工艺，制备非常困难。
请参阅图3所示是本发明一典型实施方案中采用高阻盖帽层和p型栅技术实现的极化超结增强型HEMT的结构示意图(以A1GaN/GaN器件为例)。这种器件可以通过在AlGaN/GaN 3/2异质结上生长p-GaN 4，再以钝化或者离子注入方式将栅极区域以外的p-GaN 4变为高阻GaN9，因此，在源极5和栅极7、栅极7和漏极6之间的高阻GaN 9会与下方的A1GaN 3产生负的极化作用，在该异质结界面处会形成高浓度的二维空穴气。当器件处于关态时，栅极7和漏极6之间的电场会均匀分布，而栅极7以下区域仍然是p-GaN 4，利用p型材料可有效抬高栅极7以下的能带，使得整个器件获得增强型的性能。
类似的，材料外延时，也可以在AlGaN/GaN异质结上外延一层掺Mg的高阻的GaN 9，再以低能电子束辐射方式对栅极7以下区域进行局部激活获得p-GaN 4。在这种器件结构中，增强型的p型栅结构和极化超结的结构是一体的，既能通过p-GaN 4实现增强型，关态时也可以利用p-GaN 4对二维空穴气进行泄放，获得均匀的电场分布。同时，这种器件的工艺避免了复杂且难控制的刻蚀工艺，大大地降低了工艺难度。
请参阅图4所示是本发明一典型实施方案中采用高阻盖帽层和凹槽栅技术实现的极化超结增强型HEMT的结构示意图(以AlGaN/GaN器件为例)。这种器件是在图3的p型栅高阻盖帽层极化超结GaN HEMT器件上发展出来的，即在图3的结构上将p-GaN 4和AlGaN3进行刻蚀，同时栅极7的两侧保留部分的与二维空穴气连接的p-GaN，至少用于关态下二维电子气空穴气的泄放。
请参阅图5所示是本发明一典型实施方案中采用高阻盖帽层和F等离子体注入实现的极化超结增强型HEMT的结构示意图(以A1GaN/GaN器件为例)。这种器件是在图4的凹槽栅高阻盖帽层极化超结GaN HEMT器件上发展出来的，即在图4的结构上只刻蚀p-GaN 4，然后用F等离子体注入到栅下的AlGaN 3区域，形成F离子注入区11，抬高栅下的能带，获得增强型的性能。
需要说明的是，HR GaN与p-GaN并不一定非要通过上述的互相转化的方式形成，也可通过二次外延p-GaN、或者生长其他p型的材质，如ALD(原子层沉积)生长的p-NiO也可以代替p-GaN，在此情况下，HR GaN与p-GaN厚度也可不一样。
在本申请的一些实施例中，前述极化超结增强型HEMT中的增强型结构亦可被理解为采用电路连接的方式将耗尽型的HEMT器件与增强型的Si MOSFET进行连接并且集成封装，利用增强型的Si MOSFET实现这两个器件的增强型开关。
实施例1：请再次参阅图3及图6，本实施例涉及的一典型实施方案中采用高阻盖帽层和p型栅技术实现的极化超结增强型HEMT的制作方法包括如下步骤：
(1)在外延生长设备的反应室中对衬底表面进行处理；
(2)在衬底上外延生长A1GaN/GaN外延层及p-GaN，其中GaN的厚度为1μm-8μm，AlGaN的厚度为14nm-30nm，其中Al元素的摩尔含量为15％-30％，p-GaN的厚度为50-110nm，Mg掺杂浓度为1019量级，从腔室取出以后利用有机溶液进行清洗并用高纯氮气进行吹洗；
(3)对清洗干净的器件进行光刻显影，光刻胶采用AZ5214，曝光时间为6.5s，显影时间为50s-60s，进行台面隔离，可以采用离子注入或等离子体刻蚀；
(4)通过光刻，对源、漏区域进行刻蚀，刻掉p型掺杂层，之后放入电子束沉积台沉积欧姆接触金属Ti/Al/Ni/Au(20nm/130/nm/50nm/150nm)并进行剥离清洗，之后对样品进行890℃30s退火形成欧姆接触，分别为源极和漏极；
(5)进行清洗、光刻形成栅极区7，同样利用电子束沉积Ni/Au(50/150nm)进行剥离，在氮气气氛下400℃10min退火形成欧姆接触，完成栅极的制作。
(6)利用栅极作为离子注入的掩膜，使用离子注入机，进行离子注入(优选的，注入元素可为F、H、N等，其中离子注入能量应较低，以不进入到二维电子气沟道区为宜)，使离子注入区域变为高阻区，离子注入完成后，进行400℃10min退火修复损伤，完成器件的制作。
实施例2
请再次参阅图3及图7，一本实施例涉及的一典型实施方案中采用高阻盖帽层和p型栅技术实现的极化超结增强型HEMT的制作方法包括如下步骤：
(1)在反应室中对衬底表面进行处理；
(2)在衬底上外延生长AlGaN/GaN外延层及掺Mg的未激活的高阻GaN，其中GaN的厚度为1μm-8μm，AlGaN的厚度为14nm-30nm，其中Al元素的摩尔含量为15％-30％，高阻GaN的厚度为50-110nm，Mg掺杂浓度为1019量级，从腔室取出以后利用有机溶液进行清洗并用高纯氮气进行吹洗；
(3)对清洗干净的器件进行光刻显影，光刻胶采用AZ5214，曝光时间为6.5s，显影时间为50s-60s，进行台面隔离，可以采用离子注入或等离子体刻蚀；
(4)通过光刻，对源漏区域进行刻蚀，刻掉高阻GaN盖帽层，之后放入电子束沉积台沉积欧姆接触金属Ti/Al/Ni/Au(20nm/130/nm/50nm/150nm)并进行剥离清洗，之后对器件进行890℃30s退火形成欧姆接触，分别为源极和漏极；
(5)进行清洗、光刻形成栅极区7，以低能电子束辐射的方式对栅极区域的高阻GaN进行局部的激活，使得栅下区域的高阻GaN变为p型的GaN，再利用电子束沉积Ni/Au(50/150nm)进行剥离，在氮气气氛下400℃10min退火形成欧姆接触，完成器件的制作。
前述增强型极化超结HEMT器件的工作原理如下：阈值电压Vth为正值，当栅电压Vg＜Vth时，栅下的pin结反偏，使得栅极7下面的二维电子气被耗尽，所以源极5和漏极6处于断开状态。同时，双异质结界面处的二维电子气和二维空穴气受到反偏电压的作用分别排泄到漏极6和栅极7，留在两个异质结界面的正负电荷使得漏极6和栅极7的电场均匀分布。当栅极7加偏压达到Vg＞Vth时，栅极下方的二维电子气沟道被开启，同时双异质结界面的二维电子气和二维空穴气重新出现，使源极5和漏极6导通，器件处于开启状态。
由于高阻GaN盖帽层和2DHG的存在，能够有效地屏蔽表面态在高频开关过程中对2DEG的捕获作用，降低电流崩塌，改善器件的动态。
本发明提供的HEMT器件材料结构简单，所述高阻的第三半导体和p型掺杂的第四半导体可以通过工艺方式互相转化；工艺简单，避免了刻蚀工艺，避免了过多的刻蚀损伤，艺要求较为宽松，对器件的损伤小；极化超结与增强型方案兼容，器件结构简单，可实现多种方案的增强型器件；利用p型栅的增强型方案，还可以利用电导调制效应，提高电流密度，减小导通电阻，弥补极化超结器件低低电流密度的不足；重复性高，成本低廉，易于进行大规模生产。
需要说明的是，本发明中提及的“源、漏区域”，“源极区域，漏极区域”是指源极和漏极正下方的区域；“栅极区域”“栅下区域”是指栅极正下方的区域；“非电极区域”是指“源极、漏极和栅极以外的区域”。
此外，本案发明人还参照利用本说明书中述及的其它原料、其它工艺操作及工艺条件，实现了其它一系列增强型HEMT样品的制作。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件，其特征在于包括：
第一异质结，包括第一半导体和形成于第一半导体上的第二半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，且所述第一异质结构中形成有二维电子气；
第二异质结，包括所述第二半导体和形成于所述第二半导体上的第三半导体，所述第三半导体具有窄于第二半导体的带隙，且所述第二异质结构中形成有二维空穴气；
形成在所述第二半导体上的p型掺杂的第四半导体，所述第四半导体与第三半导体在水平方向上紧密连接；
与第一异质结连接的源极和漏极，所述源、漏极能够通过所述二维电子气电连接，所述源极、漏极与所述第二半导体形成欧姆接触；
以及，分布于源极与漏极之间的栅极，所述栅极与第四半导体连接，所述栅极与第四半导体形成欧姆接触，所述栅极通过第四半导体与所述二维空穴气电连接。
2.根据权利要求1所述的基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件，其特征在于：所述第一半导体、第二半导体和第三半导体的材质均选自III族氮化物；优选的，所述第一半导体的材质包括GaN；优选的，所述第二半导体的材质包括AlxGa(1-x)N、AlInGaN或InxAl(1-x)N，0＜x≤1；优选的，所述第三半导体的材质包括高阻GaN、高阻InGaN或高阻InN；优选的，所述第三半导体的材质包括掺C或掺Fe的高阻GaN、InGaN或InN；和/或，所述第三半导体的厚度在10nm以上；和/或，所述第一半导体与第二半导体之间还分布有插入层；优选的，所述插入层的材质包括AlN。
3.根据权利要求1所述的基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件，其特征在于：所述第四半导体的材质包括p型的宽禁带半导体；优选的，所述p型的宽禁带半导体包括p型的III族氮化物；优选的，所述p型的III族氮化物包括p-GaN或p-InGaN；优选的，所述宽禁带半导体包括p-NiO。
4.根据权利要求1所述的基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件，其特征在于：所述第三半导体与第四半导体一体设置；优选的，所述第三半导体由第四半导体的局部区域至少经离子注入和钝化工艺中的任一种方式处理形成；优选的，所述第四半导体由第三半导体的局部区域至少经低能电子辐射激活处理形成。
5.根据权利要求1所述的基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件，其特征在于：所述源极和漏极分别与电源的低电位和高电位连接；和/或，当在所述栅极未施加电压或施加的电压低于零电压时，所述HEMT器件处于断开状态；而当在所述栅极施加的电压大于零电压且高于所述阈值电压时，所述HEMT器件处于开启状态；和/或，当在所述栅极施加零偏压或者没有施加偏压时，位于所述栅极正下方的第一异质结的区域内无二维电子气的积累；而当在所述栅极电压大于阈值电压时，能够在位于所述栅极正下方的第一异质结的区域内形成二维电子气；和/或，当所述HEMT器件处于开态时，所述二维电子气、二维空穴气同时存在于第一异质结、第二异质结中；当所述HEMT器件处于关态时，所述二维电子气泄放到漏极并在所述第一异质结内的界面处留下正电荷，所述二维空穴气通过第四半导体泄放到栅极并在所述第二异质结内的界面处留下负电荷，所述正电荷与负电荷使所述HEMT器件中于栅极和漏极之间形成均匀电场分布。
6.根据权利要求1所述的基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件，其特征在于：所述栅极设置在第四半导体上，且所述第四半导体设于栅极和第二半导体之间；或者，所述栅极的局部区域嵌入所述第二半导体而形成凹栅结构；或者，所述第二半导体的位于所述栅极正下方的局部区域经F等离子注入处理而形成增强型结构。
7.权利要求1-6中任一项所述基于高阻盖帽层的III族氮化物极化超结HEMT器件的制作方法，其特征在于包括：
在衬底上依次生长第一半导体、第二半导体和第三半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，所述第三半导体具有窄于第二半导体的带隙，所述第一半导体与第二半导体配合形成第一异质结，所述第二导体与第三半导体配合形成第二异质结，所述第一异质结构中形成有二维电子气，所述第二异质结构中形成有二维空穴气；
制作源极和漏极，使源极、漏极与第一异质结连接，并使源、漏极能够通过所述二维电子气电连接；
于所述第二半导体上形成p型掺杂的第四半导体，并使第四半导体与第三半导体在水平方向上紧密连接；
以及，制作栅极，使所述栅极分布于源极与漏极之间，并使所述栅极与第四半导体连接；
优选的，所述制作方法包括：至少以低能电子辐射激活方式对第三半导体的局部区域进行处理，从而形成所述第四半导体；
或者，所述制作方法包括：
在衬底上依次生长第一半导体、第二半导体和p型掺杂的第四半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，所述第一半导体与第二半导体配合形成第一异质结所述第一异质结构中形成有二维电子气；
制作源极和漏极，使源极、漏极与第一异质结连接，并使源、漏极能够通过所述二维电子气电连接；
于所述第二半导体上形成第三半导体，并使第三半导体与第四半导体在水平方向上紧密连接，所述第三半导体具有窄于第二半导体的带隙，所述第二导体与第三半导体配合形成第二异质结，所述第二异质结构中形成有二维空穴气；
以及，制作栅极，使所述栅极分布于源极与漏极之间，并使所述栅极与第四半导体连接；
优选的，所述制作方法包括：至少以离子注入和钝化工艺中的任一种方式对第四半导体的局部区域进行处理，从而形成所述第三半导体。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于包括：至少以金属有机化学气相沉积、分子束外延、原子层沉积、物理气相沉积和磁控溅射中的任一种方式生长形成所述第一半导体、第二半导体、第三半导体或第四半导体。
9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于还包括：
在第四半导体上制作栅极，并使所述第四半导体设于栅极和第二半导体之间；
或者，至少对位于栅极正下方的第四半导体的局部区域进行刻蚀，直至深入第二半导体，之后制作栅极，使栅极的局部区域嵌入第二半导体，形成凹栅结构；
或者，至少对位于栅极正下方的第四半导体的局部区域进行刻蚀，直至到达第二半导体表面或深入第二半导体，之后对位于栅极正下方的第二半导体的局部区域进行F等离子体注入处理，之后制作栅极，形成增强型结构。
10.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
在衬底上依次生长第一半导体、第二半导体和p型掺杂的第四半导体，所述第二半导体具有宽于第一半导体的带隙，所述第一半导体与第二半导体配合形成第一异质结所述第一异质结构中形成有二维电子气；
制作源极和漏极，使源极、漏极与第一异质结连接，并使源、漏极能够通过所述二维电子气电连接；
以及，制作栅极，使所述栅极分布于源极与漏极之间，并使所述栅极与第四半导体连接；
于所述第二半导体上形成第三半导体，并使第三半导体与第四半导体在水平方向上紧密连接，所述第三半导体具有窄于第二半导体的带隙，所述第二导体与第三半导体配合形成第二异质结，所述第二异质结构中形成有二维空穴气；
优选的，所述制作方法包括：至少以离子注入和钝化工艺中的任一种方式对第四半导体的局部区域进行处理，从而形成所述第三半导体；优选的，所述离子注入的元素包括F、N、Ar、H；优选的，所述钝化工艺包括等离子体表面钝化或于300～800℃钝化；优选的，所述钝化工艺包括在NH3或H2气氛下进行钝化处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710270380.4A CN106981513A (zh) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | 基于高阻盖帽层的ⅲ族氮化物极化超结hemt器件及其制法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710270380.4A CN106981513A (zh) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | 基于高阻盖帽层的ⅲ族氮化物极化超结hemt器件及其制法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106981513A true CN106981513A (zh) | 2017-07-25 |
Family
ID=59344565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710270380.4A Pending CN106981513A (zh) | 2017-04-24 | 2017-04-24 | 基于高阻盖帽层的ⅲ族氮化物极化超结hemt器件及其制法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106981513A (zh) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108231880A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-29 | 苏州闻颂智能科技有限公司 | 一种增强型GaN基HEMT器件及其制备方法 |
| CN108258035A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-07-06 | 中国科学院微电子研究所 | 一种GaN基增强型场效应器件及其制作方法 |
| CN108493245A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-09-04 | 江苏能华微电子科技发展有限公司 | 一种常闭型氮化镓hemt器件 |
| CN108807553A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-13 | 北京大学 | 一种基于二维半导体材料的同质pn结及其制备方法 |
| CN109742142A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-05-10 | 北京大学深圳研究生院 | 一种GaN基HEMT器件及其制备方法 |
| CN109817523A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-28 | 泉州三安半导体科技有限公司 | 电荷平衡结构、具有电荷平衡结构的功率器件及制作方法 |
| CN109980001A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 丰田自动车株式会社 | 半导体器件 |
| US10658501B2 (en) | 2018-02-21 | 2020-05-19 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Vertically stacked multichannel pyramid transistor |
| CN111477547A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-31 | 广东省半导体产业技术研究院 | 一种增强型功率器件及其制作方法 |
| CN111508839A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-07 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 抗单粒子失效的高压增强型GaN功率HEMT器件的制作方法 |
| JP2020198331A (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 新電元工業株式会社 | 分極超接合ＧａＮ系電界効果トランジスタおよび電気機器 |
| CN112909077A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-04 | 电子科技大学 | 一种双异质结极化增强的准纵向GaN HEMT器件 |
| US11195831B2 (en) | 2019-09-12 | 2021-12-07 | United Microelectronics Corp. | 3D semiconductor structure and method of fabricating the same |
| CN113793806A (zh) * | 2021-11-16 | 2021-12-14 | 深圳市时代速信科技有限公司 | 一种半导体器件及制备方法 |
| TWI803770B (zh) * | 2019-11-29 | 2023-06-01 | 日商Ｐｏｗｄｅｃ股份有限公司 | 二極體、二極體的製造方法及電氣機器 |
| WO2023115701A1 (zh) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 可降低泄露电流的iii族氮化物晶体管结构及其制作方法 |
| CN117690793A (zh) * | 2024-02-02 | 2024-03-12 | 深圳天狼芯半导体有限公司 | 耐压的氮化镓功率器件的结构、芯片及电子设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080087915A1 (en) * | 2006-10-12 | 2008-04-17 | Yasuhiro Uemoto | Nitride semiconductor device and method for fabricating the same |
| CN103022119A (zh) * | 2011-09-27 | 2013-04-03 | 富士通株式会社 | 半导体器件 |
| CN103715256A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-09 | 苏州晶湛半导体有限公司 | 基于氟离子注入的增强型器件及其制造方法 |
| CN105870013A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-08-17 | 苏州能屋电子科技有限公司 | 通过p型钝化实现增强型HEMT的方法及增强型HEMT |
-
2017
- 2017-04-24 CN CN201710270380.4A patent/CN106981513A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080087915A1 (en) * | 2006-10-12 | 2008-04-17 | Yasuhiro Uemoto | Nitride semiconductor device and method for fabricating the same |
| CN103022119A (zh) * | 2011-09-27 | 2013-04-03 | 富士通株式会社 | 半导体器件 |
| CN103715256A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-09 | 苏州晶湛半导体有限公司 | 基于氟离子注入的增强型器件及其制造方法 |
| CN105870013A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-08-17 | 苏州能屋电子科技有限公司 | 通过p型钝化实现增强型HEMT的方法及增强型HEMT |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108231880A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-29 | 苏州闻颂智能科技有限公司 | 一种增强型GaN基HEMT器件及其制备方法 |
| CN109980001B (zh) * | 2017-12-27 | 2022-03-15 | 株式会社电装 | 半导体器件 |
| CN109980001A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 丰田自动车株式会社 | 半导体器件 |
| CN108258035A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-07-06 | 中国科学院微电子研究所 | 一种GaN基增强型场效应器件及其制作方法 |
| US10658501B2 (en) | 2018-02-21 | 2020-05-19 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Vertically stacked multichannel pyramid transistor |
| CN108493245B (zh) * | 2018-05-23 | 2024-03-26 | 江苏能华微电子科技发展有限公司 | 一种常闭型氮化镓hemt器件 |
| CN108493245A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-09-04 | 江苏能华微电子科技发展有限公司 | 一种常闭型氮化镓hemt器件 |
| CN108807553A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-13 | 北京大学 | 一种基于二维半导体材料的同质pn结及其制备方法 |
| CN108807553B (zh) * | 2018-06-20 | 2020-07-28 | 北京大学 | 一种基于二维半导体材料的同质pn结及其制备方法 |
| CN109742142A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-05-10 | 北京大学深圳研究生院 | 一种GaN基HEMT器件及其制备方法 |
| CN109817523B (zh) * | 2018-12-27 | 2021-11-09 | 泉州三安半导体科技有限公司 | 电荷平衡结构、具有电荷平衡结构的功率器件及制作方法 |
| CN109817523A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-28 | 泉州三安半导体科技有限公司 | 电荷平衡结构、具有电荷平衡结构的功率器件及制作方法 |
| JP2020198331A (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 新電元工業株式会社 | 分極超接合ＧａＮ系電界効果トランジスタおよび電気機器 |
| US11605631B2 (en) | 2019-09-12 | 2023-03-14 | United Microelectronics Corp. | 3D semiconductor structure and method of fabricating the same |
| US11195831B2 (en) | 2019-09-12 | 2021-12-07 | United Microelectronics Corp. | 3D semiconductor structure and method of fabricating the same |
| TWI803770B (zh) * | 2019-11-29 | 2023-06-01 | 日商Ｐｏｗｄｅｃ股份有限公司 | 二極體、二極體的製造方法及電氣機器 |
| CN111508839B (zh) * | 2020-04-20 | 2022-08-02 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 抗单粒子失效的高压增强型GaN功率HEMT器件的制作方法 |
| CN111508839A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-07 | 中国电子科技集团公司第五十八研究所 | 抗单粒子失效的高压增强型GaN功率HEMT器件的制作方法 |
| CN111477547A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-31 | 广东省半导体产业技术研究院 | 一种增强型功率器件及其制作方法 |
| CN112909077B (zh) * | 2021-02-07 | 2022-03-29 | 电子科技大学 | 一种双异质结极化增强的准纵向GaN HEMT器件 |
| CN112909077A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-04 | 电子科技大学 | 一种双异质结极化增强的准纵向GaN HEMT器件 |
| CN113793806A (zh) * | 2021-11-16 | 2021-12-14 | 深圳市时代速信科技有限公司 | 一种半导体器件及制备方法 |
| WO2023115701A1 (zh) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 可降低泄露电流的iii族氮化物晶体管结构及其制作方法 |
| US11810910B2 (en) | 2021-12-22 | 2023-11-07 | Suzhou Institute Of Nano-Tech And Nano-Bionics (Sinano) , Chinese Academy Of Sciences | Group III nitride transistor structure capable of reducing leakage current and fabricating method thereof |
| CN117690793A (zh) * | 2024-02-02 | 2024-03-12 | 深圳天狼芯半导体有限公司 | 耐压的氮化镓功率器件的结构、芯片及电子设备 |
| CN117690793B (zh) * | 2024-02-02 | 2024-06-11 | 深圳天狼芯半导体有限公司 | 耐压的氮化镓功率器件的结构、芯片及电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106981513A (zh) | 基于高阻盖帽层的ⅲ族氮化物极化超结hemt器件及其制法 | |
| US20220209000A1 (en) | High-threshold-voltage normally-off high-electron-mobility transistor and preparation method therefor | |
| CN205692835U (zh) | 增强型自支撑垂直结构Ⅲ族氮化物HEMT器件及AlGaN/GaN HEMT器件 | |
| US11888052B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof employing an etching transition layer | |
| CN102292801B (zh) | 场效应晶体管及其制造方法 | |
| CN110112215B (zh) | 兼具栅介质与刻蚀阻挡功能结构的功率器件及制备方法 | |
| EP2211376A1 (en) | Iii nitride electronic device and iii nitride semiconductor epitaxial substrate | |
| CN103608923A (zh) | 电流孔径垂直电子晶体管 | |
| CN105870013A (zh) | 通过p型钝化实现增强型HEMT的方法及增强型HEMT | |
| CN106549038A (zh) | 一种垂直结构的氮化镓异质结hemt | |
| CN106783960A (zh) | 一种阶梯p‑GaN增强型AlGaN/GaN异质结场效应晶体管 | |
| CN102184943A (zh) | 一种增强型AlGaN/GaN HEMT器件及其制备方法 | |
| CN109950323B (zh) | 极化超结的ⅲ族氮化物二极管器件及其制作方法 | |
| CN109037326A (zh) | 一种具有p型埋层结构的增强型hemt器件及其制备方法 | |
| CN109841676A (zh) | 辅助掺杂实现常关型GaN HEMT器件及其制备方法 | |
| CN106206309A (zh) | 二次外延p型氮化物实现增强型hemt的方法及增强型hemt | |
| CN104659082B (zh) | 垂直结构AlGaN/GaN HEMT器件及其制作方法 | |
| CN109950324A (zh) | p型阳极的Ⅲ族氮化物二极管器件及其制作方法 | |
| CN106531789A (zh) | 通过极性控制实现增强型hemt的方法及增强型hemt | |
| CN108231880A (zh) | 一种增强型GaN基HEMT器件及其制备方法 | |
| CN106783963A (zh) | 一种具有部分本征GaN帽层的AlGaN/GaN异质结场效应晶体管 | |
| CN109817523A (zh) | 电荷平衡结构、具有电荷平衡结构的功率器件及制作方法 | |
| CN104716189A (zh) | 一种具有界面钝化层的锑化镓基半导体器件及其制备方法 | |
| CA3093906C (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| CN209766426U (zh) | 一种沉积多晶AlN的常关型HEMT器件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170725 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |