[实用新型]增强型GaN HEMT器件

说明书

本申请提供一种增强型GaN HEMT器件，属于半导体器件技术领域。增强型GaN HEMT器件的衬底表面设置有目标掩膜；GaN沟道层设置于目标掩膜表面和衬底未设置目标掩膜的表面，且表面具有与目标掩膜位置对应的凹槽。器件在制备中能避免刻蚀势垒层对器件造成损伤，能够提高器件的可靠性；且工艺可控性好，便于规模化制备。

技术领域

本申请涉及半导体器件技术领域，具体而言，涉及一种增强型GaN HEMT器件。

背景技术

基于AlGaN/GaN的异质结构，由于极化效应，在界面处可以获得大于 2×10¹³/cm²的二维电子气密度，常被用于高电子迁移率晶体管HEMT的制作。目前，GaN HEMT器件多以耗尽型器件为主，然而耗尽型器件的常开特性又很难满足电力电子器件在安全性方面的要求，研究和制造高性能 AlGaN/GaN增强型HEMT器件具有非常重要的意义。

凹槽栅技术是制备增强型HEMT器件的一种重要方法。传统技术中，通过将栅极下方区域的AlGaN势垒层刻蚀掉一部分制备凹槽栅，当势垒层减薄至一定程度时，栅极区域的二维电子气(2DEG)会被耗尽，而栅源之间、栅漏之间的二维电子气浓度则维持原有的浓度水平。在对AlGaN势垒层刻蚀时，由于刻蚀深度小，难以准确控制刻蚀深度，且工艺重复性差；而且刻蚀过程中往往还会对槽栅区域势垒层表面造成不可避免的损伤，并产生大量表面态，引起栅极漏电增大，从而导致栅极调控能力下降。

现有技术中，为了克服刻蚀AlGaN势垒层存在的上述问题，通过在第一层GaN层上刻蚀出栅极凹槽结构，然后通过在第一层GaN层上生长第二层GaN层屏蔽一部分因刻蚀所造成的损伤，但是这种方法仍然不能避免对 GaN层的刻蚀，始终会有刻蚀损伤遗留，最终会造成器件的可靠性降低。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种增强型GaN HEMT器件，器件在制备中能避免刻蚀处理，能够提高器件的可靠性；且器件在制备中工艺可控性好，便于规模化制备。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种增强型GaN HEMT器件，包括衬底、目标掩膜、 GaN沟道层以及AlGaN势垒层；目标掩膜设置于衬底表面；GaN沟道层设置于目标掩膜表面和衬底未设置目标掩膜的表面，GaN沟道层的表面具有与目标掩膜位置对应的凹槽。

在一些可能的实施方案中，GaN沟道层的表面包括位于凹槽外的第一表面和位于凹槽内的第二表面，增强型GaN HEMT器件还包括AlGaN势垒层、钝化层、源极、漏极以及栅极，AlGaN势垒层设置于第一表面，钝化层包括设置于AlGaN势垒层表面的第一钝化区和设置于第二表面的第二钝化区；源极穿过第一钝化区与AlGaN势垒层欧姆接触；漏极穿过第一钝化区与AlGaN势垒层欧姆接触；栅极设置于第二钝化区。

本申请实施例提供的增强型GaN HEMT器件，有益效果包括：

外延生长GaN时，GaN具有横向生长的特性。利用GaN的横向生长的特性，通过在衬底表面的预设位置形成目标掩膜，在衬底表面及目标掩膜的表面外延生长GaN时，GaN在目标掩膜的表面横向外延合并使得GaN 层在形成过程中能够在表面生成与目标掩膜所在的预设位置对应的凹槽。

增强型GaN HEMT器件中，衬底的表面设置有目标掩膜，GaN沟道层设置于目标掩膜表面和衬底未设置目标掩膜的表面，GaN沟道层在生成时可以利用GaN的横向生长的特性在衬底表面未被覆盖的区域及目标掩膜的表面外延生长GaN，使得GaN层在形成的过程中在表面生成与目标掩膜所在的位置对应的凹槽。该器件在凹槽形成过程中能避免刻蚀势垒层的处理对器件造成损伤，能够提高器件的可靠性；凹槽的形成可以通过对目标掩膜的控制进行控制，而目标掩膜能够较好地保持一致性，工艺可控性好，便于规模化制备。

附图说明