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一种纵向导通的GaN常关型MISFET器件及其制作方法

发布时间: 2022-10-11

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术转让
成果类型: 发明专利
行业领域:
制造业
成果介绍
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷,发明目的主要在于改善现有技 术方案中电子阻挡层的性能,提高电子阻挡层激活空穴量,增强其对栅极控制能力;同时优 化异质结构沟道,提高2DEG浓度,提升其迁移率,提供一种能够实现低导通电阻、高阈值电 压、开关控制能力高、性能稳定可靠的纵向导通GaN常关型MISFET器件及其制作方法。 本发明采用选择区域生长法制备纵向导通常关型GaN场效应晶体管。选择区域生 长一般需要图形化的掩膜层(常用的如SiO 2)来选择需要生长的区域,但是这种掩膜工艺过 程中会遇到以下问题:采用腐蚀工艺去除掩膜层时很难将其腐蚀干净,在二次生长界面会 有大量杂质残留(如Si),在二次外延生长中,该残留的杂质元素在高温生长环境下极易向 上扩散至电子阻挡层中,从而与该电子阻挡层的p型掺杂元素(常用的如Mg)发生补偿作用, 严重地劣化了该电子阻挡层的质量,造成器件性能大幅度下降。此外,电子阻挡层中的p型 掺杂元素在高温生长环境下会扩散进入异质结构有源区,一方面电子阻挡层中p型掺杂元 素的减少降低了该层电学特性,另外扩散进入异质结构的p型杂质会耗尽沟道2DEG及降低 其迁移率。
成果亮点
本发明涉及一种纵向导通的GaN常关型MISFET器件及其制作方法,外延层包括一次外延生长的n型轻掺杂GaN层和其上的选择区域生长的二次外延层,所述二次外延层自下至上为第一杂质过滤层、电子阻挡层、第二杂质过滤层、非掺杂外延GaN层和异质结构势垒层,二次外延生长后形成凹槽沟道,凹槽沟道和异质结构势垒层的表面覆盖绝缘层,栅极覆盖于绝缘层上的凹槽沟道处,刻蚀绝缘层两端形成源极区域,源极区域处蒸镀欧姆金属形成与异质结势垒层接触的源极。本发明提出了一种纵向导通的GaN常关型MISFET器 件及其制作方法,该器件采用二次外延生长技术,在n型轻掺GaN层上,二次外延生长杂质过 滤层1、电子阻挡层、杂质过滤层2、非掺杂GaN层以及异质结势垒层,利用杂质过滤层对杂质 的阻挡功能,有效阻挡二次生长界面处杂质在高温生长环境下向二次外延层扩散,并有效 阻挡电子阻挡层中的p型元素向异质结构中扩散,从而降低电子阻挡层中的p型元素的损 耗,提高了电子阻挡层激活空穴量,增强其对栅极控制能力,同时提高了2DEG浓度,提升其 迁移率,使器件获得了低导通电阻、高的阈值电压和良好关断特性。
团队介绍
1924年,孙中山先生亲手将广州地区实行近代高等教育模式的多所学校整合创立国立广东大学,并亲笔题写校训:“博学、审问、慎思、明辨、笃行”。孙中山先生逝世后,学校于1926年定名为国立中山大学。 今日的中山大学,由1952年院系调整后分设的中山大学和中山医科大学于2001年10月合并而成,是一所包括文学、历史学、哲学、法学、经济学、管理学、教育学、理学、医学、工学、农学、艺术学等在内的综合性大学。 中山大学和中山医科大学有着深厚的历史渊源及学术传统。鲁迅、郭沫若、冯友兰、傅斯年、赵元任、顾颉刚、周谷城、俞平伯、陈寅恪、戴镏龄、商承祚、容庚、梁方仲、姜立夫、高由禧、蒲蛰龙、高兆兰等蜚声海内外的专家学者都曾在中山大学任教。柯麟、梁伯强、谢志光、陈心陶、陈耀真、秦光煜、林树模、周寿恺、钟世藩等著名医学专家曾在中山医科大学任教。学校名家大师荟萃,他们优秀的品格和精湛的学术造诣熏陶着一代代莘莘学子,形成了良好的学术风气,许多才华横溢的毕业生成为了社会各界的杰出人才。
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