【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于半導體器件領域，尤其涉及一種e-hemt器件制備方法及e-hemt器件。
技術介紹
1、寬禁帶半導體材料氮化鎵(gan)制造的半導體器件由于其具有高電子遷移率、高飽和電子漂移速率及高臨界擊穿電場的優異特性，成為了電力電子功率器件中最重要的代表之一。其中，hemt(high?electron?mobilitytransistor，高電子遷移率晶體管)器件由于其溝道中較高的電子濃度，在沒有外加柵極電壓時就具有較優的導電性，通常被稱為耗盡型高電子遷移率晶體管(d-hemt)，此類器件在實際應用中通常還需要引入額外的驅動電路來實現器件的常關狀態，而e-hemt(增強型高電子遷移率晶體管)通過在柵極處引入p型摻雜層或電子阻擋層，實現了對溝道中電子的耗盡，從而能夠實現正常關閉特性，在沒有外加柵極電壓時不導電，極大地簡化了驅動電路結構。
2、然而，p型摻雜層的制備主要通過向氮族半導體中摻入鎂離子實現，但鎂離子摻雜的氮化鎵的實際激活產生的空穴濃度有限，導致現有技術之中e-hemt器件的柵極開啟電壓均不超過2v，平均柵極開啟電壓僅有1.7v左右，過低的柵極開啟電壓將嚴重削弱e-hemt器件的可靠性，器件容易出現非受控開啟的情況；針對上述問題，專利twi692111b通過使柵極與氮化鎵層形成肖特基勢壘來提升器件的開啟電壓，但該器件制備復雜、制造成本較高，難以推廣；此外，現有技術中還通過鎂離子摻雜、激活工藝來應對e-hemt器件開啟電壓過低的問題，但這些工藝加工步驟復雜，實現困難，且效果均不理想。
3、基于以上，
技術實現思路
1、針對現有技術中e-hemt器件開啟電壓低，器件穩定性較差的場景，本專利技術提供了一種e-hemt器件制備方法，包括：
2、步驟s1、提供一襯底，在所述襯底上側形成緩沖層；
3、步驟s2、在所述緩沖層上側依次設置溝道層、勢壘層；
4、步驟s3、在所述勢壘層上側設置p型摻雜層；
5、步驟s4、在所述p型摻雜層上側形成應力層與第一電極；
6、步驟s5、在第一區域制備第二電極、第三電極。
7、在本專利技術的一個具體實施方式中，所述e-hemt器件包括第一區域與第二區域，所述第二區域為勢壘層上方第一電極垂直投影的區域，所述第一區域為勢壘層之上第二區域以外的部分。
8、在本專利技術的一個具體實施方式中，在執行步驟s5前，還包括步驟a：刻蝕去除第一區域內的應力層部分與p型摻雜層部分，所述p型摻雜層為p-gan層；所述p-gan層通過向氮族半導體層內注入p型摻雜離子得到。
9、在本專利技術的一個具體實施方式中，所述第一電極為柵極g，第二電極為源極s，第三電極為漏極d，所述源極s、漏極d均設置于所述勢壘層上側第一區域。
10、在本專利技術的一個具體實施方式中，步驟s1具體包括：在襯底之上形成一成核層，在所述成核層上側形成緩沖層。
11、在本專利技術的一個具體實施方式中，所述應力層由能夠對iii-v氮化物產生壓電極化效應的材料制備而成。
12、在本專利技術的一個具體實施方式中，所述應力層由氮化鈦tin、氮化鎵gan、鋁氮化物aln、鋁氮化鎵algan中的至少一種制備得到。
13、在本專利技術的一個具體實施方式中，所述第一電極為肖特基電極，所述第二電極、所述第三電極為歐姆電極。
14、在本專利技術的一個具體實施方式中，所述勢壘層由鋁氮化物aln、鋁氮化鎵algan中的至少一種制備得到。
15、本專利技術還提供一種e-hemt器件，采用前述任一項所述的e-hemt器件制備方法制備得到，所述e-hemt器件由下至上包括：
16、襯底、緩沖層、溝道層、勢壘層、p型摻雜層、應力層、第一電極；
17、所述勢壘層上側還包括第二電極與第三電極。
18、本專利技術能夠帶來以下至少一種有益效果：本專利技術提供了一種e-hemt器件制備方法，包括：先在襯底上形成e-hemt器件結構，依次包括成核層、緩沖層、溝道層、勢壘層、p型摻雜層，再在所述p型摻雜層上側形成應力層與第一電極，刻蝕去除第一區域內的應力層與p型摻雜層之后，再在勢壘層之上的第一區域制備第二電極、第三電極，該制備方法中，通過在p型摻雜層上側沉積應力層，所述應力層通過壓電極化效應在p型摻雜層表面產生負的壓電勢，提高了e-hemt器件的開啟電壓；同時，應力層的設置還有效降低了在制備p型摻雜層過程中由于向氮族半導體中摻入p型摻雜離子產生的激活能與缺陷形成能，從而增大空穴濃度，不對溝道層施加影響，該效應與壓電極化效應相配合，能夠大大提升e-hemt器件的開啟電壓，顯著優化了e-hemt器件的驅動穩定性，同時本專利技術提供的e-hemt器件及其制備方法在最大程度上減少了提升e-hemt器件開啟電壓對導通電阻的影響，在開啟電壓與導通電阻之間取得了優良的平衡。此外，該制備方法的制備步驟簡單、成本較低，也有利于e-hemt器件的后續推廣應用。
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1.一種E-HEMT器件制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種E-HEMT器件制備方法，其特征在于，所述E-HEMT器件包括第一區域與第二區域，所述第二區域為勢壘層上方第一電極垂直投影的區域，所述第一區域為勢壘層之上第二區域以外的部分。
3.根據權利要求2所述的一種E-HEMT器件制備方法，其特征在于，在執行步驟S5前，還包括：刻蝕去除第一區域內的應力層部分與P型摻雜層部分，所述P型摻雜層為P-GaN層；所述P-GaN層通過向氮族半導體層內注入P型摻雜離子得到。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的一種E-HEMT器件制備方法，其特征在于，所述第一電極為柵極G，第二電極為源極S，第三電極為漏極D，所述源極S、漏極D均設置于所述勢壘層上側第一區域。
5.根據權利要求3所述的一種E-HEMT器件制備方法，其特征在于，步驟S1具體包括：在襯底之上形成一成核層，在所述成核層上側形成緩沖層。
6.根據權利要求1-3中任一項所述的一種E-HEMT器件制備方法，其特征在于，所述應力層由能夠對III-V氮化物產生壓電
7.根據權利要求6所述的一種E-HEMT器件制備方法，其特征在于，所述應力層由氮化鈦TiN、氮化鎵GaN、鋁氮化物AlN、鋁氮化鎵AlGaN中的至少一種制備得到。
8.根據權利要求1-3中任一項所述的一種E-HEMT器件制備方法，其特征在于，所述第一電極為肖特基電極，所述第二電極、所述第三電極為歐姆電極。
9.根據權利要求1-3中任一項所述的一種E-HEMT器件制備方法，其特征在于，所述勢壘層由鋁氮化物AlN、鋁氮化鎵AlGaN中的至少一種制備得到。
10.一種E-HEMT器件，其特征在于，采用權利要求1-9中任一項所述的E-HEMT器件制備方法制備得到，所述E-HEMT器件由下至上包括：
...【技術特征摘要】
1.一種e-hemt器件制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種e-hemt器件制備方法，其特征在于，所述e-hemt器件包括第一區域與第二區域，所述第二區域為勢壘層上方第一電極垂直投影的區域，所述第一區域為勢壘層之上第二區域以外的部分。
3.根據權利要求2所述的一種e-hemt器件制備方法，其特征在于，在執行步驟s5前，還包括：刻蝕去除第一區域內的應力層部分與p型摻雜層部分，所述p型摻雜層為p-gan層；所述p-gan層通過向氮族半導體層內注入p型摻雜離子得到。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的一種e-hemt器件制備方法，其特征在于，所述第一電極為柵極g，第二電極為源極s，第三電極為漏極d，所述源極s、漏極d均設置于所述勢壘層上側第一區域。
5.根據權利要求3所述的一種e-hemt器件制備方法，其特征在于，步驟s1具體包括：在襯底之上形成一成核層，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周星宇，鐘澤，
申請(專利權)人：紅與藍微電子上海有限公司，
類型：發明
國別省市：
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