【技術實現步驟摘要】
本技術涉及半導體功率器件制造，具體為一種具有組分漸變的背勢壘結構的ganhemt器件。
技術介紹
1、gan基高電子遷移率晶體管(hemt)由于工作頻率、輸出功率密度、電子遷移率等特性良好，在高頻大功率領域具有廣泛應用前景。gan高禁帶寬度帶來了高電子速度和高耐壓性，gan?hemt器件相比于其它半導體器件，具有更高的輸出功率密度。高輸出功率密度使得器件在更小體積的情況下獲得期望輸出功率，從而降低了寄生電容并增加帶寬。雖然gan材料的電子遷移率比gaas低，但是它能在更小尺寸更大頻率上承載更高電壓，這一特性使其在gaas、si等材料中脫穎而出。
2、為了得到良好的頻率特性，高頻器件一般是小尺寸短柵長器件。然而短柵長器件會使得器件柵控能力降低，出現短溝道效應，具體表現為閾值電壓漂移，泄漏電流增加，亞閾值擺幅增大等等。采用極薄勢壘層技術和固定al組分的algan背勢壘結構是抑制短溝道效應的兩種常見辦法。極薄勢壘技術能夠減小柵極到二維電子氣之間的距離，提高柵控能力。但是薄勢壘al組分濃度一般較高，會與gan產生嚴重的晶格失配且生長難度大；而傳統恒定組分背勢壘與gan緩沖層之間的界面相對粗糙，加大了界面散射，對主溝道影響明顯，所以這兩種技術都存在缺陷，需要尋求新的方法來抑制器件的短溝效應。
技術實現思路
1、本技術旨在提供一種具有組分漸變的背勢壘結構的ganhemt器件，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為此，本技術所采用的技術方案為：
3、一種具有
4、所述第二algan勢壘層上連接有si3n4鈍化層；
5、其中柵極包括柵帽以及固定在柵帽中部的柵腳，且柵帽與柵腳之間相互垂直。
6、基于上述技術方案，其使用原理及產生的技術效果為：
7、通過引入具有組分漸變algan背勢壘結構，可以有效抬高柵下勢壘高度，提高柵控能力，增強溝道中的電子約束，減少泄漏電流，與不加背勢壘結構的器件相比，器件性能得到改善。
8、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：所述第一algan背勢壘層靠近gan溝道層的一側al成分為0，并且向遠離gan溝道層一側線性增加，且第一algan背勢壘層中al成分增加的范圍為0.05-0.2，且所述第一algan背勢壘層的厚度為10nm。
9、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：所述gan緩沖層厚度為0.8-2μm。
10、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：所述gan溝道層的厚度為200nm-500nm。
11、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：所述aln插入層厚度為1nm。
12、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：所述第二algan勢壘層中al組分固定為0.2-0.3，其厚度為20nm。
13、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：所述第二algan勢壘層上表面蝕刻有凹槽，凹槽深度為10nm，柵極貫穿si3n4鈍化層嵌入在凹槽中。
14、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：所述si3n4鈍化層厚度為60nm。
15、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：所述柵極長度lg＝0.1μm，其柵帽長度為1μm，柵帽寬度為0.5μm，柵腳高度為0.2μm。
16、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：所述柵極到源極的距離lgs＝1.1μm，柵極到漏極的距離lgd＝1.6μm，源極和漏極均為歐姆接觸，柵極為肖特基接觸。
17、關于上述技術方案中涉及的名詞、連接詞或者形容詞部分解釋如下：
18、固定連接是指將零件或部件固定后，沒有任何相對運動的連接。其中分為可拆式連接和不可拆式兩種。
19、(1)可拆連接是利用螺桿、花鍵、楔銷等將零部件固定在一起。這種連接方式在維修時可以拆卸，且不會損壞零件。但使用的連接件規格必須正確(如螺栓、鍵、楔銷的長度)，并緊固適當。
20、(2)不可拆連接主要指焊接、鉚接和過榫配合等。由于維修或更換時需鍛、鋸或氧割才能拆卸，所以零配件一般不能二次使用。同時在連接時，應注意工藝質量、技術檢測及補救措施(如校正、磨光等)；
21、活動連接是指將零件或部件固定后，具有相對運動的連接。
22、本技術的上述技術方案具有如下有益的技術效果：
23、1.本技術通過引入組分漸變的背勢壘層，有效地增強溝道中的電子約束，抑制器件短溝道效應，改善器件的直流特性，進而提高gan基hemt器件的功率特性，面對背勢壘結構帶來的界面散射問題，漸變組分背勢壘結構相較于固定組分背勢壘結構能減小界面散射與寄生參數，減少了對gan主溝道的影響，提升了器件小信號與大信號特性。
24、2.本技術設置的柵極結構可以減小柵極電阻，相較于傳統柵極結構，能提高器件的小信號特性。
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1.一種具有組分漸變的背勢壘結構的GaNHEMT器件，包括SiC襯底層，其特征在于，所述SiC襯底層的上方連接有GaN緩沖層，所述GaN緩沖層上方連接有第一AlGaN背勢壘層，所述第一AlGaN背勢壘層的上方連接有GaN溝道層，所述GaN溝道層的上方連接有AlN插入層，所述AlN插入層上方連接有第二AlGaN勢壘層，所述第二AlGaN勢壘層兩側相對連接有源極與漏極，所述第二AlGaN勢壘層靠近中部位置安裝有柵極；
2.根據權利要求1所述的一種具有組分漸變的背勢壘結構的GaNHEMT器件，其特征在于，所述第一AlGaN背勢壘層靠近GaN溝道層的一側Al成分為0，并且向遠離GaN溝道層一側線性增加，且第一AlGaN背勢壘層中Al成分增加的范圍為0.05-0.2，且所述第一AlGaN背勢壘層的厚度為10nm。
3.根據權利要求2所述的一種具有組分漸變的背勢壘結構的GaNHEMT器件，其特征在于，所述GaN緩沖層厚度為0.8-2μm。
4.根據權利要求2所述的一種具有組分漸變的背勢壘結構的GaNHEMT器件，其特征在于，所述GaN溝道層的厚度為200n
5.根據權利要求4所述的一種具有組分漸變的背勢壘結構的GaNHEMT器件，其特征在于，所述AlN插入層厚度為1nm。
6.根據權利要求5所述的一種具有組分漸變的背勢壘結構的GaNHEMT器件，其特征在于，所述第二AlGaN勢壘層中Al組分固定為0.2-0.3，其厚度為20nm。
7.根據權利要求1所述的一種具有組分漸變的背勢壘結構的GaNHEMT器件，其特征在于，所述第二AlGaN勢壘層上表面蝕刻有凹槽，凹槽深度為10nm，柵極貫穿Si3N4鈍化層嵌入在凹槽中。
8.根據權利要求7所述的一種具有組分漸變的背勢壘結構的GaNHEMT器件，其特征在于，所述Si3N4鈍化層厚度為60nm。
9.根據權利要求7所述的一種具有組分漸變的背勢壘結構的GaNHEMT器件，其特征在于，所述柵極長度Lg＝0.1μm，其柵帽長度為1μm，柵帽寬度為0.5μm，柵腳高度為0.2μm。
10.根據權利要求7所述的一種具有組分漸變的背勢壘結構的GaNHEMT器件，其特征在于，所述柵極到源極的距離Lgs＝1.1μm，柵極到漏極的距離Lgd＝1.6μm，源極和漏極均為歐姆接觸，柵極為肖特基接觸。
...【技術特征摘要】
1.一種具有組分漸變的背勢壘結構的ganhemt器件，包括sic襯底層，其特征在于，所述sic襯底層的上方連接有gan緩沖層，所述gan緩沖層上方連接有第一algan背勢壘層，所述第一algan背勢壘層的上方連接有gan溝道層，所述gan溝道層的上方連接有aln插入層，所述aln插入層上方連接有第二algan勢壘層，所述第二algan勢壘層兩側相對連接有源極與漏極，所述第二algan勢壘層靠近中部位置安裝有柵極；
2.根據權利要求1所述的一種具有組分漸變的背勢壘結構的ganhemt器件，其特征在于，所述第一algan背勢壘層靠近gan溝道層的一側al成分為0，并且向遠離gan溝道層一側線性增加，且第一algan背勢壘層中al成分增加的范圍為0.05-0.2，且所述第一algan背勢壘層的厚度為10nm。
3.根據權利要求2所述的一種具有組分漸變的背勢壘結構的ganhemt器件，其特征在于，所述gan緩沖層厚度為0.8-2μm。
4.根據權利要求2所述的一種具有組分漸變的背勢壘結構的ganhemt器件，其特征在于，所述gan溝道層的厚度為200nm-500nm。
5.根據...
【專利技術屬性】
技術研發人員：萬發雨，張瑞浩，徐儒，李月華，徐佳閏，趙星，
申請(專利權)人：南京信息工程大學，
類型：新型
國別省市：
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