【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种高频通流稳定的gan hemt器件及其制备方法。
技术介绍
1、在电力电子器件
，以gan和sic为代表的第三代半导体越来越被人们重视，其中gan具有禁带宽度大、临界击穿场强和电子迁移率高等优点，在快充、数据中心、obc、太阳能逆变器等功率器件市场具有强大的应用潜力。
2、目前gan在功率器件的主要应用形式是gan hemt器件，自1993年khan等人制作出了第一个algan/gan高电子迁移率晶体管（hemt），水平结构的gan hemt器件以其优于si器件的电学性能和更低的能耗受到人们的广泛关注。
3、gan hemt器件具有优于传统si器件的性能，其中p-gan增强型gan hemt器件由于其常关特性占据主导地位，但p-gan增强型gan hemt器件在高频下电流崩塌效应非常严重，对器件的性能和正常使用造成巨大的影响，造成这一现象的主要原因之一是关态条件下d电极是高电压，会把下方二维电子气吸引到d电极，在低频条件下，器件每次开态时间足够长，可以将关态条件下d电极吸引的二维电子气释放，对导通电阻不会产生影响，但在高频条件下，器件每次开态时间短，不足以将关态条件下d电极吸引的二维电子气释放，于是器件在高频和低频条件下的工作机制不一样，造成器件在高频条件下导通电阻上升，产生高频电流崩塌效应。
技术实现思路
1、本专利技术针对以上问题，提供了一种减小p-gan增强型gan hemt器件高频电流崩塌效应，保持器件在高频和
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种高频通流稳定的gan hemt器件及其制备方法，包括以下步骤：
4、步骤s100，在外延片上使用钝化技术制备高阻gan层，并沉积隔离层；
5、步骤s200，在外延片上无源区制备iso隔离区；
6、步骤s300，在外延片d电极区域制备第一d电极槽，第一d电极槽的截面宽度小于d电极区域p-gan层截面宽度；在s电极区域制备s电极槽且不保留p-gan层；
7、步骤s400，在外延片上第一d电极槽、s电极槽内分别制备第一d电极和第一s电极；
8、步骤s500，在外延片上g电极区域、d电极区域分别制备g电极槽和第二d电极槽；
9、步骤s600，在外延片上g电极槽、第一、二d电极槽和s电极槽内分别制备g电极、第二d电极和第二s电极；整个器件制备完毕。
10、具体的，步骤s100包括：
11、步骤s110，选用si、sic或gan衬底制作外延片；
12、步骤s120，通过外延片清洗、涂胶、光刻、显影，对外延片上d、s、g电极区域使用光刻胶进行保护，对d、s、g电极区域外未使用光刻胶保护区域进行p-gan层钝化，使p-gan层转化为高阻gan层9，随后清洗掉光刻胶，并沉积相应厚度的隔离层；
13、所述外延片从下而上依次包括衬底、aln间隔层、al组分渐变缓冲algan层、掺c高阻gan层、gan沟道层、aln插入层、algan势垒层和p-gan层。
14、具体的，步骤s200包括：
15、步骤s210，通过外延片清洗、涂胶、光刻、显影，对器件有源区使用光刻胶进行保护；
16、步骤s220，使用高能离子注入外延片无源区，破坏掉无源区中gan沟道层、aln插入层、algan势垒层的内部晶格结构，使其变为高阻态，起电性隔离的作用，制备iso隔离区。
17、具体的，步骤s300包括：
18、步骤s310，通过外延片清洗、涂胶、光刻、显影，对部分d电极区域和s电极区域外使用光刻胶进行保护；
19、步骤s320，对部分d电极区域、s电极区域使用icp干法刻蚀进行刻蚀，在部分d电极区域制备第一d电极槽，第一d电极槽的截面宽度小于d电极区域p-gan层截面宽度；在s电极区域制备s电极槽且不保留p-gan层，随后清洗掉光刻胶。
20、具体的，步骤400包括：
21、使用金属剥离工艺或金属刻蚀工艺在第一d电极槽和s电极槽内分别制备第一d电极和第一s电极。
22、具体的，步骤500包括：
23、步骤s510，通过外延片清洗、涂胶、光刻、显影，对g电极区域和剩余d电极区域外使用光刻胶进行保护；
24、步骤s520，对g电极区域、剩余d电极区域使用icp干法刻蚀进行刻蚀，在g电极区域、剩余d电极区域分别制备g电极槽和第二d电极槽，随后清洗掉光刻胶。
25、具体的，步骤600包括：
26、使用金属剥离工艺或金属刻蚀工艺在g电极槽、第一、二d电极槽和s电极槽内分别制备g电极、第二d电极和第二s电极；
27、整个器件制备完毕。
28、一种高频通流稳定的gan hemt器件，其特征在于，包括：
29、外延片和隔离层；
30、所述外延片上g、d、s电极区域外p-gan层均被钝化为高阻gan层，g、d、s电极区域p-gan层截面宽度和g、d、s电极区域截面宽度相等；
31、所述外延片上无源区设有从隔离层上表面向下延伸至掺c高阻gan层的iso隔离区；
32、所述外延片上设有从隔离层上表面向下延伸至algan势垒层内部的第一d电极槽和s电极槽，第一d电极槽截面宽度小于d电极区域截面宽度，s电极槽截面宽度等于d电极区域截面宽度；
33、所述外延片上设有从隔离层上表面向下延伸至p-gan层上表面的g电极槽和第二d电极槽，g电极槽的截面宽度等于g电极区域截面宽度，第二d电极槽截面宽度小于d电极区域截面宽度；
34、所述第二d电极槽截面宽度即d电极区域保留的p-gan层截面宽度， d电极区域保留的p-gan层截面宽度过小，会导致本专利技术提出的增益效果不明显，截面宽度过大会引起器件击穿电压降低，该截面宽度有确定的范围，第一d电极槽和第二d电极槽截面宽度之和等于d电极区域截面宽度；
35、所述第一d电极槽、s电极槽内设有第一d电极和第一s电极，第一d电极和第一s电极上表面平行于p-gan层上表面，与下方二维电子气形成良好的欧姆接触；
36、所述g电极槽、第一、二d电极槽和s电极槽内设有上表面和隔离层平行的g电极、第二d电极和第二s电极，g电极下表面和p-gan层上表面接触，第二d电极下表面和p-gan层和第一d电极上表面接触，第二s电极下表面和第一s电极上表面接触；
37、所述g电极和下方p-gan层形成肖特基接触，所述第二d电极和p-gan层形成肖特基接触，和第一d电极形成电性互联，所述第二s电极和第一s电极形成电性互联。
38、本专利技术在d电极区域创新性的形成一个和通道，第二d电极、p-gan层会形成肖特基二极管，p-gan层、algan势垒层和gan本征层会形成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高频通流稳定的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高频通流稳定的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，步骤S100包括：
3.根据权利要求1所述的一种高频通流稳定的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述外延片从下而上依次包括衬底（1）、AlN间隔层（2）、Al组分渐变缓冲AlGaN层（3）、掺C高阻GaN层（4）、GaN沟道层（5）、AlN插入层（6）、AlGaN势垒层（7）和P-GaN层（8）。
4.根据权利要求1所述的一种高频通流稳定的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，步骤S200包括：
5.根据权利要求1所述的一种高频通流稳定的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，步骤S300包括：
6.根据权利要求1所述的一种高频通流稳定的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，使用金属剥离工艺或金属刻蚀工艺在第一D电极槽（13）和S电极槽（12）内分别制备第一D电极（15）和第一S电极（14）。
7.根据权利要求1所述的
8.根据权利要求1所述的一种高频通流稳定的GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，使用金属剥离工艺或金属刻蚀工艺在G电极槽（16）、第一D电极槽（13）、第二D电极槽（17）和S电极槽（12）内分别制备G电极（18）、第二D电极（20）和第二S电极（19）；
9.一种高频通流稳定的GaN HEMT器件，通过权利要求1-8任一项所述的一种高频通流稳定的GaN HEMT器件的制备方法制备，其特征在于，包括外延片和隔离层（10）；
10.根据权利要求9所述的一种高频通流稳定的GaN HEMT器件，其特征在于，所述第一D电极（15）、第一S电极（14）和下方二维电子气形成欧姆接触，所述G电极（18）和下方P-GaN层（8）形成肖特基接触，所述第二D电极（20）和P-GaN层（8）形成肖特基接触，和第一D电极（15）形成电性互联，所述第二S电极（19）和第一S电极（14）形成电性互联。
...【技术特征摘要】
1.一种高频通流稳定的gan hemt器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高频通流稳定的gan hemt器件的制备方法，其特征在于，步骤s100包括：
3.根据权利要求1所述的一种高频通流稳定的gan hemt器件的制备方法，其特征在于，所述外延片从下而上依次包括衬底（1）、aln间隔层（2）、al组分渐变缓冲algan层（3）、掺c高阻gan层（4）、gan沟道层（5）、aln插入层（6）、algan势垒层（7）和p-gan层（8）。
4.根据权利要求1所述的一种高频通流稳定的gan hemt器件的制备方法，其特征在于，步骤s200包括：
5.根据权利要求1所述的一种高频通流稳定的gan hemt器件的制备方法，其特征在于，步骤s300包括：
6.根据权利要求1所述的一种高频通流稳定的gan hemt器件的制备方法，其特征在于，使用金属剥离工艺或金属刻蚀工艺在第一d电极槽（13）和s电极槽（12）内分别制备第一d电极（15）和第一s电极（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：代书雨，马倩倩，傅信强，周理明，王毅，
申请(专利权)人：扬州扬杰电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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