[发明专利]基于纳米沟道阵列的薄势垒GaN SBD器件及其制备方法在审

申请号：	201810706771.0	申请日：	2018-06-29
公开（公告）号：	CN108962976A	公开（公告）日：	2018-12-07
发明（设计）人：	刘新宇;王成森;王鑫华;王泽卫;黄森;康玄武;魏珂;黄健	申请（专利权）人：	捷捷半导体有限公司;中国科学院微电子研究所
主分类号：	H01L29/06	分类号：	H01L29/06;H01L29/417;H01L29/861;H01L29/872;H01L21/329;H01L21/28;B82Y40/00
代理公司：	中科专利商标代理有限责任公司 11021	代理人：	任岩
地址：	226017 江苏省***	国省代码：	江苏;32
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摘要：
搜索关键词：	势垒纳米沟道异质结构制备电荷恢复阳极区域阵列结构衬底反向漏电开启电压阳极金属阴极金属通孔正向
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【权利要求书】：

1.一种基于纳米沟道阵列的薄势垒GaN SBD器件，包括：

衬底；

形成于所述衬底上的薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构；

形成于所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构非阳极区域上的SiNx电荷恢复层；

形成于所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构阳极区域上的纳米沟道阵列结构；以及

形成于所述SiNx电荷恢复层通孔中的阴极金属和形成于所述纳米沟道阵列结构上的阳极金属。

2.根据权利要求1所述的基于纳米沟道阵列的薄势垒GaN SBD器件，其中，所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构包括：形成于所述衬底上的GaN缓冲层以及形成于所述GaN缓冲层上的Al(In，Ga)N薄势垒层。

3.根据权利要求1所述的基于纳米沟道阵列的薄势垒GaN SBD器件，其中，在所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构的所述Al(In，Ga)N薄势垒层与所述GaN缓冲层之间产生二维电子气2DEG。

4.根据权利要求3所述的基于纳米沟道阵列的薄势垒GaN SBD器件，其中，所述纳米沟道占空比小于50％，纳米沟道凹槽底部深度大于2DEG沟道深度，且两者深度差在30nm以上，所述阳极金属与所述2DEG沟道直接接触。

5.根据权利要求1所述的基于纳米沟道阵列的薄势垒GaN SBD器件，其中，所述纳米沟道凹槽长边延伸方向平行于所述薄势垒GaN SBD器件的阳极与阴极的连线方向。

6.根据权利要求1所述的基于纳米沟道阵列的薄势垒GaN SBD器件，其中，采用LPCVD技术生长在Al(In，Ga)N薄势垒层上方生长SiNx电荷恢复层，LPCVD-SiNx电荷恢复层的厚度＜20nm，应力介于1GPa至5Gpa之间。

7.根据权利要求1所述的基于纳米沟道阵列的薄势垒GaN SBD器件，其中，所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构是采用MOCVD，MBE或HVPE方法再生长形成，所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构中势垒层厚度介于3nm至6nm之间，Al组分不高于25％；所述阴极金属为Ti/Al/Ni/Au欧姆接触阴极金属，所述阳极金属为Ti/Au肖特基接触阳极金属。

8.一种基于纳米沟道阵列的薄势垒GaN SBD器件的制备方法，包括：

形成薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构；

在所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构上形成SiNx电荷恢复层；

去除所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构非阳极区域上的部分SiNx电荷恢复层，形成通孔；

在SiNx电荷恢复层的所述通孔中制备欧姆接触类型的阴极金属；

去除所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构阳极区域上的SiNx电荷恢复层；

在所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构阳极区域上形成纳米沟道阵列结构；以及

在所述阳极区域、纳米沟道阵列结构上制备肖特基接触类型的阳极金属。

9.根据权利要求8所述的基于纳米沟道阵列的薄势垒GaN SBD器件的制备方法，其中，所述纳米沟道凹槽的长边延伸方向平行于二极管阳极与阴极的连线方向，且纳米沟道占空比小于50％，纳米沟道凹槽底部深度大于2DEG沟道深度，且两者深度差在30nm以上。

10.根据权利要求8所述的基于纳米沟道阵列的薄势垒GaN SBD器件的制备方法，其中，采用LPCVD技术生长在Al(In，Ga)N薄势垒层上方生长SiNx电荷恢复层；LPCVD-SiNx电荷恢复层的厚度＜20nm，应力介于1GPa至5Gpa之间。

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