[实用新型]增强耗尽型GaN HEMT环形振荡器

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，特别是涉及一种增强耗尽型GaNHEMT环形振荡器。

背景技术

高电子迁移率晶体管(HEMT)具有高频、高速、高功率增益和低噪声系数的特点，因而大量应用于军事、太空和民用通讯领域。

目前，采用增强/耗尽(E/D)型HEMT形式的环形振荡器由于具有低功耗，单一电源，易于设计等优点，在国际上引起了广泛的关注，是制造LSI及VLSI电路的基础。但目前增强耗尽型GaNHEMT环形振荡器不仅结构复杂，而且工艺也不成熟，导致增强耗尽型GaNHEMT环形振荡器的制造难度大，难以量产。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种增强耗尽型GaNHEMT环形振荡器，能够简化器件结构，降低工艺难度。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种增强耗尽型GaNHEMT环形振荡器，包括Si衬底、形成在所述Si衬底上的成核层、形成在所述成核层上的GaN缓冲层、形成在所述缓冲层上的隔离层、形成在所述隔离层上的GaN掺杂层、形成在所述GaN掺杂层上的GaN沟道层、形成在所述GaN沟道层上的AlN势垒层和形成在所述AlN势垒层上的GaN保护层，所述GaN保护层上间隔设置有多个隔离区，所述隔离区从所述GaN保护层的表面嵌入延伸至所述GaN缓冲层内部，在相邻两个隔离区之间的所述GaN保护层上形成有第一漏极、第二漏极、源极、增强型栅极和耗尽型栅极，所述源极位于所述第一漏极和第二漏极之间，所述增强型栅极形成在所述第一漏极和所述源极之间，且所述增强型栅极嵌入所述GaN保护层并与所述AlN势垒层接触，所述耗尽型栅极形成在所述第二漏极和所述源极之间。

优选地，所述成核层为SiN成核层或AlN成核层。

优选地，所述隔离层为AlN隔离层或GaN隔离层。

优选地，所述增强型栅极和所述耗尽型栅极的栅宽比例为3：2或4：3。

优选地，所述增强型栅极和所述耗尽型栅极的栅长为1μm。

优选地，所述隔离区的侧壁与衬底垂直或者与衬底形成45°角。

优选地，所述GaN掺杂层的掺杂物为Mg。

区别于现有技术的情况，本实用新型的有益效果是：通过将增强型HEMT器件和耗尽型HEMT器件集成于一体，从而能够简化器件结构，降低工艺难度，可以使环形振荡器具有良好的性能，具有成效明显，工艺简单易行，经济适用和可靠性强的优点，可以推广到微波、毫米波化合物半导体器件中。

附图说明

图1是本实用新型实施例增强耗尽型GaNHEMT环形振荡器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，是本实用新型实施例增强耗尽型GaNHEMT环形振荡器的结构示意图。本实用新型实施例的增强耗尽型GaNHEMT环形振荡器包括Si衬底1、形成在Si衬底1上的成核层2、形成在成核层2上的GaN缓冲层3、形成在缓冲层3上的隔离层4、形成在隔离层4上的GaN掺杂层5、形成在GaN掺杂层5上的GaN沟道层6、形成在GaN沟道层6上的AlN势垒层7和形成在AlN势垒层7上的GaN保护层8，GaN保护层8上间隔设置有多个隔离区81，隔离区10从GaN保护层8的表面嵌入延伸至GaN缓冲层3内部，在相邻两个隔离区10之间的GaN保护层8上形成有第一漏极81、第二漏极82、源极83、增强型栅极84和耗尽型栅极85，源极83位于第一漏极81和第二漏极82之间，增强型栅极84形成在第一漏极81和源极83之间，且增强型栅极84嵌入GaN保护层8并与AlN势垒层7接触，耗尽型栅极85形成在第二漏极82和源极83之间。

在本实施例中，成核层2为SiN成核层或AlN成核层，隔离层4为AlN隔离层或GaN隔离层。

增强型栅极84和耗尽型栅极85的栅宽比例为3：2或4：3，且增强型栅极84和耗尽型栅极85的栅长为1μm。

隔离区10的侧壁与衬底1垂直，当然，在其他一些实施例中，隔离区10的侧壁可以与衬底1形成45°角，用以提供互相隔离的接近平面结构的有源区。

GaN掺杂层5的掺杂物可以为Mg。