System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种GaN HEMT器件制造技术_技高网

一种GaN HEMT器件制造技术

技术编号:44141907 阅读:0 留言:0更新日期:2025-01-29 10:18
本申请提供了一种GaN HEMT器件,包括:低阻的衬底;接地的背面接地金属,形成在所述衬底的背侧;P型的外延层,形成在所述衬底之上;‌GaN HEMT结构层,所述GaN HEMT结构层包括有源区和高阻区;深孔,自所述高阻区的上表面向下形成,且所述深孔的底端进入到所述衬底内;填充形成在所述深孔内的金属的第一连接区,所述第一连接区的底端进入到所述衬底内,所述第一连接区和所述衬底之间的接触为欧姆接触。本申请解决了传统的GaN on SiC HEMT器件的结构导致接地工艺复杂的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及半导体,具体地,涉及一种gan hemt器件。


技术介绍

1、氮化镓高电子迁移率晶体管(gan hemt)器件是一种新兴的半导体器件,以其卓越的性能在多个领域得到了广泛应用。相较于传统的硅基器件,gan hemt具备更高的开关速度、更高的击穿电压,使其在高频、高功率和高温环境下表现出色。

2、gan hemt器件在多个领域具有应用,包括以下应用:

3、1.无线通信:gan hemt器件在5g及未来的6g通信系统中扮演了重要角色。其高频特性使得信号能够在更高的频率上传输,提升了数据传输速率和网络容量。

4、2.雷达系统:由于gan hemt器件的高功率和高效率,许多现代雷达系统选择采用这种技术。它可以有效提高雷达的探测范围和精度,广泛应用于军事和民用航空领域。

5、3.电源转换:gan hemt器件在电源管理中被广泛应用,特别是在高效能的电源转换器和逆变器中。其高开关速度和低导通电阻,使得电源效率显著提升,有助于降低能耗。

6、4.电动车和可再生能源:随着电动车和可再生能源的普及,gan hemt器件逐渐成为电动汽车充电桩和逆变器的核心组件,能够提高整体系统的效率和性能。

7、近年来,gan hemt器件技术发展迅速。许多半导体公司和研究机构纷纷加大对gan材料的研究和生产投入。相比于早期的技术,现今的gan hemt器件在成本、稳定性和生产工艺方面都取得了显著进步。随着制造工艺的成熟,gan hemt器件的市场应用越来越广泛,价格逐渐下降,推动了其在各个领域的普及。

8、图1为现有技术的gan on sic hemt器件的示意图。图1来自文献《rf gan onsilicon: the best of two worlds(射频氮化镓技术与硅基材料相结合:最佳双界融合)》。如图1所示,gan外延层1-1,二维电子气1-2。

9、而现有gan on sic hemt器件在发展的同时也面临着工艺困难等问题。图2为现有技术的另一gan on sic hemt器件的示意图。对于gan on sic hemt器件,一般应用于功率应用与射频应用,其中,射频应用对于器件的接地电阻与电感具有很高的要求。目前gan onsic hemt器件采用高阻的衬底,所以一般采用tsv实现接地。简要工艺过程为,先刻蚀表面gan后,在背面进行对准,并刻蚀tsv孔。

10、tsv(through silicon via,硅通孔)是一种穿透硅晶圆或芯片的垂直互连技术,主要应用于三维封装和三维集成电路中。

11、tsv通孔2-1性能优异,其截面形貌如图2所示。tsv通孔2-1直径在30μm以上,tsv通孔2-1深度在60μm以上,tsv通孔2-1内填充金。现有的tsv通孔2工艺存在工艺过程复杂,价格昂贵的问题。

12、图2的gan on sic hemt器件的用于接地的tsv通孔存在以下不足:

13、1.刻蚀工艺复杂,由于sic材料难以用普通的刻蚀工艺,需要采用icp(inductively coupled plasma,电感耦合等离子体)的方式进行刻蚀,所以需要采用特殊的刻蚀阻挡层,然后采用liftoff工艺(即剥离工艺)去除。如图2,在liftoff工艺后进行icp刻蚀,器件正面刻蚀阻挡层需要选择难以刻蚀的金层。

14、2.工艺成本很高,刻蚀完成后需要进行金属填充,需要填充几微米的金层,金层成本高,而器件正面由于刻蚀阻挡层的选择问题,也选择金,成本很高。

15、3.刻蚀孔占面积大,由于刻蚀选择比不能做到很大的原因,所以器件tsv通孔的直径无法缩小,在30μm以上,占面积比有源区更大。

16、因此,传统的gan on sic hemt器件的结构导致接地工艺复杂,是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

17、在
技术介绍
中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解,因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。


技术实现思路

1、本申请提供了一种gan hemt器件,以解决传统的gan on sic hemt器件的结构导致接地工艺复杂的技术问题。

2、本申请提供了一种gan hemt器件,包括:

3、低阻的衬底;

4、接地的背面接地金属,形成在所述衬底的背侧;

5、p型的外延层,形成在所述衬底之上;

6、‌gan hemt结构层,所述gan hemt结构层包括有源区和高阻区;

7、深孔,自所述高阻区的上表面向下形成,且所述深孔的底端进入到所述衬底内;

8、填充形成在所述深孔内的金属的第一连接区,所述第一连接区的底端进入到所述衬底内,所述第一连接区和所述衬底之间的接触为欧姆接触。

9、本申请由于采用以上技术方案,具有以下技术效果:

10、本申请的gan hemt器件的优势有:

11、工艺简单:取消了tsv通孔,不需要再采用tsv工艺。而是需要采用深孔及填充在深孔内的金属的第一连接区30和低阻的衬底,不需要刻蚀贯穿整个器件厚度的通孔。只需要几微米深的深孔,因此深孔的刻蚀工艺简单,工艺步骤简单与工艺难度较低。

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【技术保护点】

1.一种GaN HEMT器件,其特征在于,包括:

2. 根据权利要求1所述的GaN HEMT器件,其特征在于,还包括:

3. 根据权利要求2所述的GaN HEMT器件,其特征在于,所述衬底(11)和所述第二连接区(20)均为P型掺杂;

4. 根据权利要求1或2所述的GaN HEMT器件,其特征在于,所述第一连接区(30)进入所述衬底(11)的深度取值范围为大于等于0.1μm。

5. 根据权利要求2所述的GaN HEMT器件,其特征在于,所述第二连接区(20)完全包裹住所述第一连接区(30)进入到所述衬底内的部分;

6. 根据权利要求1至3任一所述的GaN HEMT器件,其特征在于,还包括:

7. 根据权利要求2所述的GaN HEMT器件,其特征在于,所述第二连接区(20)为SIC材料的第二连接区(20);所述第二连接区(20)的掺杂浓度的取值范围为大于等于1×1018cm-3小于等于1×1022cm-3;

8. 根据权利要求1至3任一所述的GaN HEMT器件,其特征在于,金属的所述第一连接区(30)的电阻率一般小于100uohmcm。

9. 根据权利要求1至3任一所述的GaN HEMT器件,其特征在于,所述第一连接区(30)的金属材料为铜或者锡或者铝或者钨或者钛或者镍。

10. 根据权利要求1至3任一所述的GaN HEMT器件,其特征在于,所述深孔采用半通孔刻蚀工艺形成。

...

【技术特征摘要】

1.一种gan hemt器件,其特征在于,包括:

2. 根据权利要求1所述的gan hemt器件,其特征在于,还包括:

3. 根据权利要求2所述的gan hemt器件,其特征在于,所述衬底(11)和所述第二连接区(20)均为p型掺杂;

4. 根据权利要求1或2所述的gan hemt器件,其特征在于,所述第一连接区(30)进入所述衬底(11)的深度取值范围为大于等于0.1μm。

5. 根据权利要求2所述的gan hemt器件,其特征在于,所述第二连接区(20)完全包裹住所述第一连接区(30)进入到所述衬底内的部分;

6. 根据权利要求1至3任一所述的gan hemt器件,其特征在于,还...

【专利技术属性】
技术研发人员:岳丹诚张耀辉张晓宇
申请(专利权)人:苏州华太电子技术股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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