基于GaN的MIS栅增强型HEMT器件及制作方法

摘要

本发明公开了一种基于GaN的MIS栅增强型HEMT器件及制作方法，主要解决现有GaN基增强型器件电流密度低及可靠性低的问题。该器件结构为：衬底(1)上依次设有过渡层(2)和GaN主缓冲层(3)，GaN主缓冲层(3)的中间设有凹槽(11)，凹槽两侧的GaN主缓冲层上方为AlGaN主势垒层(4)，凹槽内壁上方和凹槽两侧的AlGaN主势垒层(4)表面上，依次设有GaN次缓冲层(5)和AlGaN次势垒层(6)，AlGaN次势垒层(6)的顶端两侧分别为源级(8)和漏级(9)，源级和漏级之外为介质层(7)，介质层(7)上设有栅级(10)，该栅级(10)覆盖整个凹槽区域，整个器件的制作采用成熟的工艺流程。本发明具有增强型特性好，电流密度高，击穿电压高，器件可靠性高的优势，可用于高温高频大功率器件方面以及大功率开关和数字电路。

主权项

一种基于GaN的金属绝缘体半导体MIS栅增强型高电子迁移率晶体管HEMT器件，自下而上包括：衬底(1)、过渡层(2)和GaN主缓冲层(3)，其特征在于，GaN主缓冲层(3)的中间刻蚀有凹槽(11)，该凹槽(11)的底面为0001极性面，凹槽(11)侧面为非0001面，凹槽(11)两侧的GaN主缓冲层(3)上方为N型AlGaN主势垒层(4)，GaN主缓冲层(3)和AlGaN主势垒层(4)界面上形成第一二维电子气2DEG层(12)；凹槽内壁上方和凹槽两侧的N型AlGaN主势垒层(4)表面上，依次设有GaN次缓冲层(5)、N型AlGaN次势垒层(6)，凹槽底面上的GaN次缓冲层(5)与AlGaN次势垒层(6)的界面上形成第三二维电子气2DEG层(14)，凹槽侧面方向上外延的GaN次缓冲层(5)与AlGaN次势垒层(6)为非0001面的AlGaN/GaN异质结，该异质结界面处形成增强型的二维电子气2DEG层(15)，凹槽两侧的GaN次缓冲层(5)与AlGaN次势垒层(6)的界面上形成第二二维电子气2DEG层(13)；N型AlGaN次势垒层(6)的顶端两侧分别为源级(8)和漏级(9)，源级(8)和漏级(9)之外为介质层(7)，介质层(7)上设有栅级(10)，该栅级覆盖整个凹槽区域。