[发明专利]一种纵向短开启栅极沟道型HEMT器件及其制备方法有效
申请号: | 201510319284.5 | 申请日: | 2015-06-11 |
公开(公告)号: | CN104916684B | 公开(公告)日: | 2018-04-27 |
发明(设计)人: | 黄火林;梁红伟;夏晓川;杜国同 | 申请(专利权)人: | 大连理工大学 |
主分类号: | H01L29/778 | 分类号: | H01L29/778;H01L29/10;H01L29/423;H01L21/335;H01L21/28 |
代理公司: | 大连星海专利事务所有限公司21208 | 代理人: | 裴毓英 |
地址: | 116024 辽*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 纵向 开启 栅极 沟道 hemt 器件 及其 制备 方法 | ||
1.一种纵向短开启栅极沟道型HEMT器件,其特征在于,包括:
衬底;
位于所述衬底上的缓冲层;
位于所述缓冲层上的第一GaN层,所述第一GaN层背离缓冲层的一侧具有凹槽;
依次嵌入所述凹槽中的第二GaN层和第二势垒层,其中,第二GaN层和第二势垒层形成第二异质结,且所述第二异质结的横向界面处具有2DEG,凹槽两侧的侧壁上不形成第二GaN层和第二势垒层;所述第二GaN层的厚度为50至200nm,所述第二势垒层的厚度为15至30nm;
位于除凹槽以外的第一GaN层上的第一势垒层,其中,第一GaN层和第一势垒层形成第一异质结,且所述第一异质结的横向界面处具有2DEG;所述第一势垒层的底面与第二势垒层的底面之间的距离为50至300nm;
位于所述第一势垒层和所述第二势垒层上的介质层;所述介质层的厚度为5至50nm;
与所述第一GaN层接触的源电极和漏电极,且所述源电极和漏电极的侧面从下到上依次与第一势垒层和介质层接触;
与所述介质层接触的栅电极;源电极和栅电极之间的距离为1至5μm,栅电极的长度为2至3μm,宽度为50至1000μm,栅电极和漏电极之间距离为3至30μm。
2.一种权利要求1所述纵向短开启栅极沟道型HEMT器件的制备方法,其特征在于,包括:
形成依次由衬底、缓冲层、第一GaN层和第一势垒层组成的叠层结构;
在所述叠层结构上形成深度为100至500nm的凹槽;
在所述凹槽中依次形成第二GaN层和第二势垒层;
在第一势垒层和第二势垒层的表面形成介质层;
形成与介质层接触的栅电极;
分别形成与第一GaN层接触的源电极和漏电极。
3.根据权利要求2所述的纵向短开启栅极沟道型HEMT器件的制备方法,其特征在于,所述形成依次由衬底、缓冲层、第一GaN层和第一势垒层组成的叠层结构,包括:
提供衬底;
在衬底上形成缓冲层;
在缓冲层上形成的第一GaN层;
在第一GaN层上形成第一势垒层。
4.根据权利要求2所述的纵向短开启栅极沟道型HEMT器件的制备方法,其特征在于,所述在叠层结构上形成深度为100至500nm的凹槽,包括:
在所述叠层结构上沉积掩膜层;
在所述掩膜层上刻蚀出窗口,进而刻蚀窗口以下的叠层结构,在叠层结构中刻蚀出100至500nm深度的凹槽。
5.根据权利要求2所述的纵向短开启栅极沟道型HEMT器件的制备方法,其特征在于,在所述凹槽中依次形成第二GaN层和第二势垒层,包括:
在凹槽的表面形成厚度为50至200nm的第二GaN层;
在第二GaN层上形成厚度为15至30nm的第二势垒层。
6.根据权利要求2所述的纵向短开启栅极沟道型HEMT器件的制备方法,其特征在于,在第一势垒层和第二势垒层的表面形成介质层,包括:
采用离子体增强化学气相沉积、脉冲激光沉积或者原子层沉积的方法形成厚度为5至50nm的介质层,其中,介质层的材料包括二氧化硅、氮化硅、氧化铝或氧化铪。
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