【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体器件，特别是涉及一种隧穿栅hemt器件、制备方法、芯片以及电子设备。
技术介绍
1、gan作为第三代半导体的代表材料，具有高击穿电压、宽带隙和高电子迁移率等优点，使用其制备的高电子迁移率hemt器件(high electron mobility transistor，简称hemt)相比于传统的si基功率器件具有低成本高性能等优势，在高压大功率的电子电力应用中潜力巨大。
2、目前，利用p-gan帽层作为栅极来实现增强型器件的方案已经基本实现商业化，然而在实际应用中，采用的p-gan栅极器件的栅极击穿电压不够高，在电路中的过冲信号容易烧毁器件，这很大程度的威胁了整个电路系统在开关过程中的可靠性。
技术实现思路
1、本申请的目的是：提供一种隧穿栅hemt器件、制备方法、芯片以及电子设备，以解决相关技术中，传统p-gan栅极器件的栅极击穿电压不够高，容易被电路中的过冲信号烧毁的问题。
2、为了实现上述目的，本申请提供以下技术方案：
3、第一方面，本申请提供一种隧穿栅hemt器件，包括：
4、衬底层，依次位于所述衬底层上的过渡层、缓冲层、沟道层和势垒层；
5、p-gan层，位于所述势垒层上；
6、隔离结构，位于所述hemt器件的侧壁，其中，所述隔离结构贯穿于所述势垒层和所述沟道层，且位于所述缓冲层上；
7、钝化层，位于所述p-gan层的侧壁且在所述势垒层上，其中，所述钝化层的厚度范围为50 n
8、隧穿层，位于所述钝化层的栅极开孔区域的底部和侧部,其中，所述隧穿层的厚度范围为0.5 nm-5 nm，所述隧穿层的材料包括：sin、sion、aln、alon和al2o3中的至少一种；
9、栅极，贯穿于所述钝化层，且位于所述隧穿层上；
10、源极，位于所述p-gan层的一侧，其中，所述源极贯穿于所述钝化层，且位于所述势垒层上；
11、漏极，位于所述p-gan层的另一侧，其中，所述漏极贯穿于所述钝化层，且位于所述势垒层上。
12、进一步地，所述p-gan层的厚度范围为50 nm-500 nm；所述p-gan层的mg掺杂浓度范围为1018 cm-3-1020 cm-3。
13、进一步地，所述过渡层的厚度范围为10 nm-500 nm，所述过渡层的材料包括：aln、algan和gan中的至少一种；所述缓冲层的厚度范围为300 nm-6000 nm，所述缓冲层的材料包括：高阻gan和高阻algan中的至少一种；所述沟道层的厚度范围为50 nm-500 nm，所述沟道层的材料包括：非故意掺杂gan；所述势垒层的厚度范围为10 nm-40 nm，所述势垒层的材料包括：alxga1-xn，其中，x的取值范围为0.1-0.5。
14、进一步地，所述隔离结构包括：台面隔离结构和离子注入结构中的任意一种。
15、第二方面，本申请还提供一种隧穿栅hemt器件的制备方法，包括：
16、提供一衬底层；
17、在所述衬底层上依次生长过渡层、缓冲层、沟道层、势垒层和p-gan层；
18、在所述p-gan层上表面依次沉积tin金属和sin介质形成tin保护层和sin保护层；
19、在所述sin保护层的上表面，且在所述器件有源区外的位置形成隔离结构，其中，所述隔离结构贯穿于所述sin保护层、所述tin保护层、所述p-gan层、所述势垒层和所述沟道层；
20、在所述sin保护层的上表面形成栅极区域，刻蚀掉所述栅极区域外的所述sin保护层、所述tin保护层和所述p-gan层，刻蚀深度直至所述势垒层的上表面；
21、采用湿法去除所述hemt器件上表面的所述sin保护层和所述tin保护层；
22、在所述势垒层的上表面、所述p-gan层的上表面和所述p-gan层侧壁沉积介质材料，形成钝化层,其中，所述钝化层的厚度范围为50 nm-400 nm，所述钝化层包括：第一钝化子层和第二钝化子层，所述第一钝化子层位于所述第二钝化子层的下方，所述第一钝化子层材料包括：aln、sion、sin、alon、al2o3、hfo2、zro2和y2o3中的至少一种，所述第二钝化子层材料包括：sio2、sin和sion中的至少一种；
23、在所述栅极区域的钝化层上表面的形成栅极开孔区域，并刻蚀掉所述栅极开孔区域介质层直到所述p-gan层的上表面，并且在所述栅极开孔区域的侧壁和底部沉积隧穿介质，形成隧穿层,其中，所述隧穿层的厚度范围为0.5 nm-5 nm，所述隧穿层的材料包括：sin、sion、aln、alon和al2o3中的至少一种；
24、在所述隧穿层上表面形成栅极金属区域，并沉积栅极金属形成栅极；
25、分别在所述钝化层上表面形成源极区域和漏极区域，对所述源极区域和所述漏极区域的钝化层进行刻蚀处理，刻蚀直到所述势垒层上表面，形成源极刻蚀区域和漏极刻蚀区域，在所述源极刻蚀区域和所述漏极刻蚀区域沉积金属形成源极和漏极。
26、进一步地，所述在所述衬底层上依次生长过渡层、缓冲层、沟道层、势垒层和p-gan层，包括：
27、采用金属有机化学气相沉积工艺，在所述衬底层上依次生长过渡层、缓冲层、沟道层、势垒层和p-gan层。
28、进一步地，所述在所述p-gan层的上表面依次沉积tin金属和sin介质形成tin保护层和sin保护层，包括：
29、采用物理气相沉积工艺在所述p-gan层的上表面沉积tin金属，以形成tin保护层；
30、采用化学气相沉积工艺在所述tin保护层的上表层沉积sin介质形成sin保护层。
31、进一步地，所述在所述势垒层的上表面、所述p-gan层的上表面和所述p-gan层侧壁沉积介质材料，形成钝化层，包括：
32、采用等离子体增强原子层沉积工艺、原子层沉积工艺、等离子体增强化学气相沉积工艺和低压化学气相沉积工艺中的任意一种工艺，在所述势垒层的上表面、所述p-gan层的上表面和所述p-gan层侧壁沉积介质材料，形成钝化层。
33、进一步地，所述在所述栅极区域的钝化层上表面的形成栅极开孔区域，并刻蚀掉所述栅极开孔区域介质层直到所述p-gan层的上表面，并且在所述栅极开孔区域的侧壁和底部沉积隧穿介质，形成隧穿层，包括：
34、采用等离子体增强原子层沉积工艺、原子层沉积工艺、等离子体增强化学气相沉积工艺和低压化学气相沉积工艺中的任意一种工艺，在所述栅极区域的钝化层上表面的形成栅极开孔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种隧穿栅HEMT器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的隧穿栅HEMT器件，其特征在于，所述p-GaN层的厚度范围为50nm-500 nm；所述p-GaN层的Mg掺杂浓度范围为1018 cm-3-1020 cm-3。
3.根据权利要求1所述的隧穿栅HEMT器件，其特征在于，所述过渡层的厚度范围为10nm-500 nm，所述过渡层的材料包括：AlN、AlGaN和GaN中的至少一种；所述缓冲层的厚度范围为300 nm-6000 nm，所述缓冲层的材料包括：高阻GaN和高阻AlGaN中的至少一种；所述沟道层的厚度范围为50 nm-500 nm，所述沟道层的材料包括：非故意掺杂GaN；所述势垒层的厚度范围为10 nm-40 nm，所述势垒层的材料包括：AlxGa1-xN，其中，x的取值范围为0.1-0.5。
4.根据权利要求1所述的隧穿栅HEMT器件，其特征在于，所述隔离结构包括：台面隔离结构和离子注入结构中的任意一种。
5.一种隧穿栅HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的隧穿栅HE
7.根据权利要求5所述的隧穿栅HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述在所述p-GaN层的上表面依次沉积TiN金属和SiN介质形成TiN保护层和SiN保护层，包括：
8.根据权利要求5所述的隧穿栅HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述在所述势垒层的上表面、所述p-GaN层的上表面和所述p-GaN层侧壁沉积介质材料，形成钝化层，包括：
9.根据权利要求5所述的隧穿栅HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述在所述栅极区域的钝化层上表面的形成栅极开孔区域，并刻蚀掉所述栅极开孔区域介质层直到所述p-GaN层的上表面，并且在所述栅极开孔区域的侧壁和底部沉积隧穿介质，形成隧穿层，包括：
10.一种芯片，其特征在于，所述芯片中包括：如权利要求1-4中任一项所述的隧穿栅HEMT器件。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备中包括：如权利要求10所述的芯片。
...【技术特征摘要】
1.一种隧穿栅hemt器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的隧穿栅hemt器件，其特征在于，所述p-gan层的厚度范围为50nm-500 nm；所述p-gan层的mg掺杂浓度范围为1018 cm-3-1020 cm-3。
3.根据权利要求1所述的隧穿栅hemt器件，其特征在于，所述过渡层的厚度范围为10nm-500 nm，所述过渡层的材料包括：aln、algan和gan中的至少一种；所述缓冲层的厚度范围为300 nm-6000 nm，所述缓冲层的材料包括：高阻gan和高阻algan中的至少一种；所述沟道层的厚度范围为50 nm-500 nm，所述沟道层的材料包括：非故意掺杂gan；所述势垒层的厚度范围为10 nm-40 nm，所述势垒层的材料包括：alxga1-xn，其中，x的取值范围为0.1-0.5。
4.根据权利要求1所述的隧穿栅hemt器件，其特征在于，所述隔离结构包括：台面隔离结构和离子注入结构中的任意一种。
5.一种隧穿栅hemt器件的制备方法，其特征在于，包括：
6...
【专利技术属性】
技术研发人员：李祥东，韩占飞，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学广州研究院，
类型：发明
国别省市：
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