[发明专利]高电子迁移率异质结结构及制备方法、二极管、晶体管

权利要求书

1.一种基于欧姆接触的高电子迁移率异质结结构，其特征在于，包括：衬底(11)、复合缓冲区(12)、沟道层(13)、复合势垒区(14)、离子注入区(21)、凹槽(22)和欧姆接触电极(23)，其中，

所述衬底(11)、所述复合缓冲区(12)、所述沟道层(13)、所述复合势垒区(14)依次层叠；

所述离子注入区(21)贯穿所述复合势垒区(14)且位于所述沟道层(13)中，位于所述沟道层(13)中的离子注入区部分形成n型掺杂；

所述凹槽(22)位于所述离子注入区(21)中，同时贯穿所述复合势垒区(14)且位于所述沟道层(13)中；

所述欧姆接触电极(23)填充所述凹槽(22)。

2.根据权利要求1所述的基于欧姆接触的高电子迁移率异质结结构，其特征在于，所述衬底(11)的材料包括高阻硅、半绝缘碳化硅、半绝缘蓝宝石、半绝缘金刚石、半绝缘氮化铝中的一种或多种，厚度为50-1500μm。

3.根据权利要求1所述的基于欧姆接触的高电子迁移率异质结结构，其特征在于，所述复合缓冲区(12)包括依次层叠的成核层(121)、过渡层(122)和核心缓冲层(123)，其中，所述成核层(121)位于所述衬底(11)上。

4.根据权利要求1所述的基于欧姆接触的高电子迁移率异质结结构，其特征在于，所述沟道层(13)的材料包括氮化镓、铟镓氮、铝镓氮中的一种或多种，厚度为10-500nm。

5.根据权利要求1所述的基于欧姆接触的高电子迁移率异质结结构，其特征在于，所述复合势垒区(14)包括依次层叠的隔离层(141)、核心势垒层(142)和帽层(143)，其中，所述隔离层(141)位于所述沟道层(13)上。

6.根据权利要求1所述的基于欧姆接触的高电子迁移率异质结结构，其特征在于，所述离子注入区(21)的注入离子为硅、锗中的一种或多种，注入离子的浓度为1×10¹⁵-1×10²²cm^-3，深度为5-1000nm。

7.根据权利要求1所述的基于欧姆接触的高电子迁移率异质结结构，其特征在于，所述欧姆接触电极(23)的材料包括钛、铝、氮化钛、金、镍、钽、氮化钽中的一种或多种，厚度为50nm-1μm。

8.一种基于欧姆接触的高电子迁移率异质结结构的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S1、在衬底(11)表面依次生长复合缓冲区(12)、沟道层(13)和复合势垒区(14)；

S2、对复合势垒区(14)和部分所述沟道层(13)进行离子注入，形成离子注入区(21)；

S3、去除所述离子注入区(21)中的所述复合势垒区(14)和部分所述沟道层(13)，形成宽度小于所述离子注入区(21)宽度的凹槽(22)；

S4、在所述凹槽(22)中沉积金属，形成欧姆接触电极(23)。

9.一种具有高电子迁移率异质结结构的二极管，其特征在于，包括：晶圆(1)、位于所述晶圆(1)一端的阴极(2)和位于所述晶圆(1)另一端的阳极(3)，其中，

所述晶圆(1)包括依次层叠的衬底(11)、复合缓冲区(12)、沟道层(13)和复合势垒区(14)；

所述阴极(2)包括子注入区(21)、凹槽(22)和欧姆接触电极(23)，所述离子注入区(21)贯穿所述复合势垒区(14)且位于所述沟道层(13)中，位于所述沟道层(13)中的离子注入区部分形成n型高掺杂；所述凹槽(22)位于所述离子注入区(21)中，同时贯穿所述复合势垒区(14)且位于所述沟道层(13)中；所述欧姆接触电极(23)填充所述凹槽(22)；

所述阳极(3)位于所述复合势垒区(14)中。

10.一种具有高电子迁移率异质结结构的晶体管，其特征在于，包括晶圆(1)、位于所述晶圆(1)一端的源电极(2)、位于所述晶圆(1)另一端的漏电极(3)以及位于所述源电极(2)和所述漏电极(3)之间的栅电极(4)，其中，

所述晶圆(1)包括依次层叠的衬底(11)、复合缓冲区(12)、沟道层(13)和复合势垒区(14)；

所述源电极(2)和所述漏电极(3)均包括注入区(21)、凹槽(22)和欧姆接触电极(23)，所述离子注入区(21)贯穿所述复合势垒区(14)且位于所述沟道层(13)中，位于所述沟道层(13)中的离子注入区部分形成n型高掺杂；所述凹槽(22)位于所述离子注入区(21)中，同时贯穿所述复合势垒区(14)且位于所述沟道层(13)中；所述欧姆接触电极(23)填充所述凹槽(22)；

所述栅电极(4)位于所述复合势垒区(14)上。