[发明专利]一种碳掺杂绝缘层的制备方法、HEMT器件及其制备方法有效
| 申请号： | 202111638718.X | 申请日： | 2021-12-29 |
| 公开（公告）号： | CN114497185B | 公开（公告）日： | 2023-08-25 |
| 发明（设计）人： | 刘新科;林峰;李博;黄双武;宋利军;黎晓华 | 申请（专利权）人： | 深圳市爱迪芯半导体有限公司 |
| 主分类号： | H01L29/06 | 分类号： | H01L29/06;H01L29/778;H01L21/02;H01L21/3115;H01L21/335 |
| 代理公司： | 深圳尚业知识产权代理事务所(普通合伙) 44503 | 代理人： | 张文凯 |
| 地址： | 518000 广东省深圳市南山区粤海街道高*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 掺杂 绝缘 制备 方法 hemt 器件 及其 | ||
1.一种HEMT器件，其特征在于，包括：
衬底；
GaN缓冲层，所述缓冲层结合于所述衬底的一表面；
碳掺杂绝缘层，厚度为1-100nm，所述碳掺杂绝缘层结合于所述GaN缓冲层离所述衬底的表面；所述碳掺杂绝缘层采用氮气携带碳源使用电感耦合等离子体对所述GaN缓冲层表面进行等离子体处理的方式制成；
N型GaN外延层，所述N型GaN外延层结合于所述碳掺杂绝缘层背离所述缓冲层的表面；
AlGaN层，所述AlGaN层底面结合于所述N型GaN外延层背离所述碳掺杂绝缘层的表面，所述AlGaN层为两边薄中间厚的阶梯形；
源极和漏极，分别欧姆接触设置于所述AlGaN层的两边薄层上；
P型GaN层，层叠结合于所述AlGaN层背离所述GaN外延层的表面的中间厚层上；
栅极，层叠结合于所述P型GaN层背离所述AlGaN层的表面。
2.如权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于：所述衬底的材料为碳化硅、蓝宝石、硅中的任意一种。
3.如权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于：所述衬底层厚度为400μm；
所述缓冲层的厚度为2μm；
所述N型GaN外延层的厚度为10μm；
所述AlGaN层的厚度为100nm；
所述P型GaN层的厚度为500nm。
4.如权利要求3所述的HEMT器件，其特征在于：所述碳掺杂绝缘层的厚度为2-50nm。
5. 如权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于：还包括覆盖于所述HEMT器件表面的钝化层。
6.如权利要求5所述的HEMT器件，其特征在于：所述钝化层的材料为
SiO2、Al2O3、AlN中的至少一种，所述钝化层的厚度为从50nm-100nm。
7.一种碳掺杂绝缘层的制备方法，其特征在于，用于如权利要求1-6中任一项所述的HEMT器件中碳掺杂绝缘层的制备，包括如下步骤：
氮气携带碳源使用电感耦合等离子体对待掺杂层表面进行等离子体处理，制备1-100nm厚的碳掺杂绝缘层，所述待掺杂层为GaN缓冲层。
8.如权利要求7所述的碳掺杂绝缘层的制备方法，其特征在于，所述等离子体处理的碳源等离子体处理的功率为5-20W，氮气流量为20-80sccm，时间为1-30min。
9.如权利要求7所述的碳掺杂绝缘层的制备方法，其特征在于，所述碳源为甲烷。
10.如权利要求1-6任一所述的HEMT器件的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
在衬底一表面生长非掺杂的GaN缓冲层；
用权利要求7-9所述的碳掺杂绝缘层的制备方法在非掺杂的GaN缓冲层背离衬底的表面上上进行等离子体处理，制备1-100nm厚的碳掺杂绝缘层；
沿衬底一表面向外延伸的方向，在所述碳掺杂绝缘层上依次生长N型GaN外延层、AlGaN层和p型掺杂GaN层；
刻蚀去掉p型掺杂GaN层的两端，以及AlGa N层两端的部分厚度形成；
在所述AlGa N层两端薄层上镀膜形成源极和漏极；
在所述p型掺杂GaN层镀膜形成栅极。
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