【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體，尤其涉及一種hemt功率器件結構及其制備方法。
技術介紹
1、gan材料的禁帶寬度大，電子飽和速率高，擊穿場強大，特別是al(in,ga)n/gan異質結構形成的高濃度高遷移率的二維電子氣(2deg)，可以制成高電子遷移率晶體管(hemt)，使得其在微波大功率器件領域有著巨大的應用潛力。由于極化電荷的存在，al(in,ga)n/gan異質結構hemt功率器件天然是耗盡型的。基于電子電力器件安全工作考慮，pgan柵帽層型的增強型hemt功率器件因具有良好的閾值均勻性和電流輸出能力，以及其單片結構使其具有工作在更高頻率的潛能，引發了廣泛的研究。目前，商用的pgan增強型器件主要為肖特基接觸型。肖特基接觸型通過使用低功函數金屬作為柵金屬，使柵金屬與p-gan層形成一個反偏的肖特基二極管，抑制了柵極漏電，實現更高的柵電壓擺幅。但由于肖特基接觸的p-gan層電位相對浮動，存在閾值不穩定問題。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種hemt功率器件結構及其制備方法，解決了傳統肖特基接觸pgan柵器件pgan層電位相對浮動導致閾值不穩定的問題。
2、第一方面，本專利技術提供了一種hemt功率器件結構，該hemt功率器件結構包括一個襯底，在襯底上形成有gan緩沖層，在gan緩沖層上形成有勢壘層，在勢壘層上形成有源極、漏極和pgan帽層，在pgan帽層上形成有呈p型摻雜的gan鰭結構，在pgan帽層上形成有覆蓋gan鰭結構的柵極。其中，源極和漏極均與勢壘層呈歐姆接觸
3、在上述的方案中，通過在pgan帽層上形成有呈p型摻雜的gan鰭結構，且柵極與pgan帽層接觸的界面為肖特基接觸，柵極與gan鰭結構接觸的界面中至少包含歐姆接觸。即柵極的界面不僅存在肖特基接觸，還存在歐姆接觸，從而能夠結合肖特基接觸pgan柵器件柵漏電低、以及歐姆接觸pgan柵(git)器件閾值穩定的優勢。通過本專利技術，解決了傳統肖特基接觸p-gan柵中，pgan層電位相對浮動導致閾值不穩定的問題，在實現增強型hemt功率器件的同時，極大程度提升了pgan柵增強型hemt功率器件的柵極可靠性。
4、在一個具體的實施方式中，p型摻雜的gan鰭結構包括：形成在pgan帽層上的pgan鰭層、形成在pgan鰭層上表面且呈p型重摻雜的p++gan層。其中，pgan鰭層和p++gan層的截面寬度均小于pgan帽層的截面寬度；pgan鰭層與柵極接觸的界面為肖特基接觸，p++gan層與柵極接觸的界面中至少包含歐姆接觸。通過利用pgan鰭層頂部的重摻雜的p++gan層與柵金屬形成歐姆接觸，pgan帽層和pgan鰭層與柵金屬形成肖特基接觸，便于使柵極與gan鰭結構接觸的界面中存在歐姆接觸，簡化加工工藝。
5、在一個具體的實施方式中，p++gan層與柵極接觸的界面均為歐姆接觸，提高歐姆接觸的界面面積，進一步改善傳統肖特基接觸p-gan柵中，pgan層電位相對浮動導致閾值不穩定的問題。
6、在一個具體的實施方式中，pgan鰭層的高度為50～100nm，p++gan層的厚度為10～30nm，pgan鰭層和p++gan層的截面寬度為50～200nm，簡化pgan鰭層和p++gan層的制造難度，同時提高歐姆接觸的界面面積，進一步改善傳統肖特基接觸p-gan柵中，pgan層電位相對浮動導致閾值不穩定的問題。
7、在一個具體的實施方式中，pgan鰭層和p++gan層的截面寬度相等，簡化制備難度，提升pgan柵增強型hemt功率器件的柵極可靠性。
8、在一個具體的實施方式中，pgan帽層的厚度不低于50nm，pgan帽層的截面寬度為1μm以上，簡化制備難度，提升pgan柵增強型hemt功率器件的柵極可靠性。
9、在一個具體的實施方式中，柵極的材料為ti、al、ni、au中的任意一種或任意幾種的組合，提升pgan柵增強型hemt功率器件的柵極可靠性。
10、在一個具體的實施方式中，該hemt功率器件結構還包括：填充在源極、漏極和柵極之間的鈍化介質層，且源極、漏極和柵極中的每個電極的上表面均外露在鈍化介質層外，便于使源極、漏極和柵極之間的相互隔離。
11、第二方面，本專利技術還提供了一種hemt功率器件結構的制備方法，該制備方法包括：提供一襯底；在襯底上形成gan緩沖層；在gan緩沖層上形成勢壘層；在勢壘層上形成源極、漏極和pgan帽層，其中，源極和漏極均與勢壘層呈歐姆接觸；在pgan帽層上形成呈p型摻雜的gan鰭結構，其中，gan鰭結構的截面寬度小于pgan帽層的截面寬度；在pgan帽層上形成覆蓋gan鰭結構的柵極，其中，柵極與pgan帽層接觸的界面為肖特基接觸，柵極與gan鰭結構接觸的界面中至少包含歐姆接觸。
12、在上述的方案中，通過在pgan帽層上形成有呈p型摻雜的gan鰭結構，且柵極與pgan帽層接觸的界面為肖特基接觸，柵極與gan鰭結構接觸的界面中至少包含歐姆接觸。即柵極的界面不僅存在肖特基接觸，還存在歐姆接觸，從而能夠結合肖特基接觸pgan柵器件柵漏電低、以及歐姆接觸pgan柵(git)器件閾值穩定的優勢。通過本專利技術，解決了傳統肖特基接觸p-gan柵中，pgan層電位相對浮動導致閾值不穩定的問題，在實現增強型hemt功率器件的同時，極大程度提升了pgan柵增強型hemt功率器件的柵極可靠性。
13、在一個具體的實施方式中，在pgan帽層上形成p型摻雜的gan鰭結構包括：在pgan帽層上形成pgan鰭層；在pgan鰭層上表面形成呈p型重摻雜的p++gan層。其中，pgan鰭層和p++gan層的截面寬度均小于pgan帽層的截面寬度；pgan鰭層與柵極接觸的界面為肖特基接觸，p++gan層與柵極接觸的界面中至少包含歐姆接觸。通過利用pgan鰭層頂部的重摻雜的p++gan層與柵金屬形成歐姆接觸，pgan帽層和pgan鰭層與柵金屬形成肖特基接觸，便于使柵極與gan鰭結構接觸的界面中存在歐姆接觸，簡化加工工藝。
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1.一種HEMT功率器件結構，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的HEMT功率器件結構，其特征在于，所述P型摻雜的GaN鰭結構包括：
3.如權利要求2所述的HEMT功率器件結構，其特征在于，所述P++GaN層與所述柵極接觸的界面均為歐姆接觸。
4.如權利要求2所述的HEMT功率器件結構，其特征在于，所述PGaN鰭層的高度為50～100nm，所述P++GaN層的厚度為10～30nm，所述PGaN鰭層和P++GaN層的截面寬度為50～200nm。
5.如權利要求2所述的HEMT功率器件結構，其特征在于，所述PGaN鰭層和所述P++GaN層的截面寬度相等。
6.如權利要求2所述的HEMT功率器件結構，其特征在于，所述PGaN帽層的厚度不低于50nm，所述PGaN帽層的截面寬度為1μm以上。
7.如權利要求1所述的HEMT功率器件結構，其特征在于，所述柵極的材料為Ti、Al、Ni、Au中的任意一種或任意幾種的組合。
8.如權利要求1所述的HEMT功率器件結構，其特征在于，還包括：
9.一
10.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述在所述PGaN帽層上形成P型摻雜的GaN鰭結構包括：
...【技術特征摘要】
1.一種hemt功率器件結構，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的hemt功率器件結構，其特征在于，所述p型摻雜的gan鰭結構包括：
3.如權利要求2所述的hemt功率器件結構，其特征在于，所述p++gan層與所述柵極接觸的界面均為歐姆接觸。
4.如權利要求2所述的hemt功率器件結構，其特征在于，所述pgan鰭層的高度為50～100nm，所述p++gan層的厚度為10～30nm，所述pgan鰭層和p++gan層的截面寬度為50～200nm。
5.如權利要求2所述的hemt功率器件結構，其特征在于，所述pgan鰭層和所述p...
【專利技術屬性】
技術研發人員：戴心玥，蔣其夢，黃森，劉新宇，王鑫華，
申請(專利權)人：中國科學院微電子研究所，
類型：發明
國別省市：
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