申请/专利权人：桂林理工大学

申请日：2021-12-30

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN114334650B

主分类号：H01L21/335

分类号：H01L21/335;H01L29/06;H01L29/778

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.04.29#实质审查的生效;2022.04.12#公开

摘要：本发明提供一种p‑GaNHEMT中的新结构，包括如下步骤：外延生长；AlGaN与p‑GaN形成结；对外延生长的AlGaNp‑GaNAlGaNGaN材料进行清洗；光刻隔离区；有源区台面隔离；刻蚀AlGaN与p‑GaN的结叠层；欧姆接触；栅极制备；钝化层沉积；开孔及金属互联。本发明以p型栅为基础设的AlGaNp‑GaNAlGaNGaNHEMT双结栅器件，通过在p‑GaN上面加了一层AlGaN盖帽层，形成结，提高栅极性能，抑制漏电流。该盖帽层不仅与p‑GaN层形成结，而且还作为阻挡层阻挡了载流子注入行为。由于双结栅减少了泄漏并扩大了栅极击穿电压，因此具有更好的直流特性、关态击穿电压和栅极可靠性，从而推进了制备更高可靠性GaN功率器件的进程。

主权项：1.一种p-GaNHEMT中的新结构，其特征在于，由如下步骤制备而成：1外延生长：在硅衬底上通过金属有机化学气相沉积，依次生成未掺杂GaN缓冲层、未掺杂GaN沟道层、AlN插入层、Al0.23Ga0.77N势垒层得到硅基GaN外延晶片；2AlGaN与p-GaN形成结：通过金属有机化学气相沉积继续生长AlN插入层、Mg掺杂的p-GaN层，最后在p-GaN层上生长Al0.2Ga0.8N层，试图在那里形成结；3对外延生长的AlGaNp-GaNAlGaNGaN材料进行清洗：首先，把外延片浸泡在丙酮溶液中进行超声处理，再用流动的去离子水清洗样片并用N2吹干；其次，将外延片放入HCl：H20＝1：1的溶液中1分钟，最后用流动的去离子水清洗并用N2吹干；4光刻隔离区：通过紫外光刻、显影、定影，形成腐蚀窗口；5有源区台面隔离：采用感应耦合等离子ICP刻蚀实现有源区台面隔离，刻蚀到部分GaN缓冲层，隔断异质结二维电子气，分离不同的器件使相邻器件之间形成电学隔离；6刻蚀AlGaN与p-GaN的结叠层:台面隔离后进行光刻，然后使用感应耦合等离子刻蚀，并采用AlN层作为刻蚀停止层；7欧姆接触：对完成刻蚀的材料进行光刻，形成源漏区，然后采用电子束蒸发法，并依次淀积TiAlNiAu，然后，在N2环境下，采用RTA系统在850℃下退火30s；8栅极制备：对完成刻蚀的器件进行光刻，形成栅极区域，然后放入电子束蒸发台中淀积NiAu，并进行剥离，完成栅电极的制备；9钝化层沉积：将完成栅极制备的器件通过等离子体增强化学气相沉积法制备SiO2钝化层，N2O的流量是1450sccm，SiH4的流量是140sccm，N2的流量是398sccm，温度是300℃，腔室压力为0.9Torr，射频功率为40W，淀积100nm厚的SiO2钝化层；10开孔及金属互联：通过紫外光刻、显影和定影形成光刻窗口；最后利用ICP刻蚀技术将欧姆接触电极和肖特基栅电极表面覆盖的SiO2钝化层材料移除，刻蚀反应气体采用CF4和O2，射频功率为50W完成开孔；互联金属采用TiAu，利用电子束蒸发和剥离工艺完成整体器件的制备。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 桂林理工大学 一种p-GaN HEMT中的新结构

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