一种GaN HEMT器件的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型涉及半导体技术领域，公开了一种GaN HEMT器件，包括：衬底；SiC晶须，所述SiC晶须位于所述衬底上，且所述SiC晶须呈周期性图形结构；AlyGa1?yN成核层，所述AlyGa1?yN成核层位于所述SiC晶须周围及上方；GaN沟道层，所述GaN沟道层位于所述AlyGa1?yN成核层上；势垒层，所述势垒层位于所述GaN沟道层上；栅极、漏极、源极，所述源极和漏极分别位于所述势垒层的左右两侧，所述栅极位于所述势垒层的中间，进而提高了器件的性能。
【专利说明】
一种GaN HEMT器件
技术领域
[0001]本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种GaNHEMT器件。
【背景技术】
[0002]作为宽禁带半导体的典型代表，GaN具有更宽的禁带宽度、更高的饱和电子漂移速度、更大的临界击穿电场强度、更好的导热性能优点特点，更重要的是它与AlGaN能够形成AlGaN/GaN异质结，便于制作HEMT器件。
[0003]目前，大尺寸的GaN衬底不成熟，GaN器件多生长在Si衬底、蓝宝石衬底和SiC衬底上，异质外延由于晶格常数、热膨胀系数等差异，在界面处易形成缺陷，从而影响外延质量，导致器件性能下降。以常用的SiC衬底为例，虽然SiC和GaN均为六方晶系，且晶格常数差异仅有3%，但外延过程中，SiC与GaN生长界面处仍有较多的位错出现，影响GaN器件性能。
[0004]因此，现有技术中存在GaN器件性能不高的技术问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型实施例通过提供一种GaNHEMT器件，解决了现有技术中存在GaN器件性能不高的技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种GaNHEMT器件，包括:
[0007]衬底；
[0008]SiC晶须，所述SiC晶须位于所述衬底上，且所述SiC晶须呈周期性图形结构；
[0009]AlyGai—yN成核层，所述AlyGai—yN成核层位于所述SiC晶须周围及上方，O <y< I；[00?0] GaN沟道层，所述GaN沟道层位于所述AlyGai—yN成核层上；
[0011]势皇层，所述势皇层位于所述GaN沟道层上；
[0012]栅极、漏极、源极，所述源极和漏极分别位于所述势皇层的左右两侧，所述栅极位于所述势皇层的中间。
[0013]进一步地，所述周期性图形结构具体为周期性四边形结构、或者周期性五边形结构、或者周期性六边形结构、或者周期性不规则圆形结构。
[0014]进一步地，所述衬底具体为S1、SiC、蓝宝石和金刚石中的任意一种。
[0015]进一步地，所述SiC晶须的高度小于lOOnm。
[0016]进一步地，所述AlyGapyN成核层中，0< y < I，且所述AlyGa1-yN成核层的厚度为50?500nmo
[0017]进一步地，所述势皇层具体为AlxGapxN势皇层或者AlxIm—xN势皇层，0.1 <x<0.3o
[0018]进一步地，所述源级和所述漏极为欧姆接触，所述栅极为肖特基接触。
[0019]采用本实用新型中的一个或者多个技术方案，具有如下有益效果:
[0020]由于在该GaNHEMT器件中采用周期性结构的SiC晶须，该周期性结构的晶须可以是周期性的长方形，或者周期性的正方形，或者是周期性的圆形，进而能够避免在界面上易形成缺陷的问题，从而提高了器件的性能。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型实施例中GaN HEMT器件的结构示意图；
[0022]图2-图7为本实用新型实施例中制作GaNHEMT器件的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型实施例通过提供一种GaNHEMT器件，解决了现有技术中存在GaN器件性能不尚的技术冋题，进而能够提尚GaN器件的性能。
[0024]为了解决上述技术问题，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本实用新型的技术方案进行详细的说明。
[0025]本实用新型实施例提供一种GaN HEMT器件，如图1所示，包括:衬底10，SiC晶须20，该SiC晶须20位于该衬底10上，且该SiC晶须呈周期性图形结构，图示以周期性的长方形为例，其他形状的就不再以图示展示，当然，不仅限于上述的形状，在本实用新型实施例中还可以采用周期性五边形结构、周期性六边形结构，或者周期性不规则圆形结构，在本实用新型实施例中就不再详细赘述了。该器件还包括位于该SiC晶须周围及上方的AlyGa^N成核层30，该AlyGai—yN成核层30中，O Sy < 1，该AlyGai—yN成核层30的厚度为50?500腿，该AlyGapyN成核层30上有GaN沟道层40，在GaN沟道层40上有势皇层50，具体的，该势皇层50具体为AlxGa1-XN势皇层或者AlxIm-XN势皇层，其中0.1SxS0.3。最后，在该势皇层50上设置有栅极G、源极S、漏极D。具体的，该漏极D和源极S为欧姆接触，该栅极G为肖特基接触。
[0026]下面介绍制作该GaNHEMT器件的过程，如图2_图7所示，首先，在衬底上利用薄膜技术，生长一层金属薄膜60，可采用金作为催化剂，接着，采用纳米压印技术，在该金属薄膜层60上形成周期性图形，图形尺寸和间隔均小于lOOnm，具体地，该压印技术具体为，首先，在该金属薄膜层60上旋涂压印胶70，并将压印板压入压印胶70中，使得压印胶70形成与压印板图形相反的周期性图形结构，然后，以该周期性图形结构为模型，采用刻蚀工艺，刻蚀该金属薄膜层60和该压印胶70，次那个人使得该金属薄膜层60也形成图形化结构的金属薄膜 6010
[0027]接着，在该图形化结构的金属薄膜601上采用VLS生长机理，形成SiC晶须和SiC晶须顶端的液滴帽状金属，具体地，该VLS生长机理，就是采用以Si源、C源有机气体为反应气体，以H2气或Ar气作为载气生长SiC晶须，这样，在该SiC晶须20顶端形成液滴帽状金属602。
[0028]在该VLS生长过程中，需要选择一种生长剂，也就是催化剂，该催化剂应该满足一下的四个条件:
[0029]1、催化剂的分散系数应源小于需要合成的物质，否则，催化剂会很快耗尽。
[0030]2、催化剂不与合成的物质发生化学反应。
[0031]3、液相合金中生长剂的平衡蒸气压应足够小。
[0032]4、在合成物质顶上的液相合金液滴与晶须的浸润胶应该足够大，也就是说，为能够稳定地合成晶须，接触角应当大于90°，最佳范围在90°?120°之间。
[0033]该VLS兼具液相外延和气相外延的优点，液相外延法成膜质量较高，但在高温下由于温度梯度的存在，使得生长条件不易控制，稳定性和重复性较差，气相外延成膜质量一般比液相外延低，但生长条件控制较为容易，生长速度快，重复性高。而VLS生长过程中，薄膜生长发生在催化剂熔融液体和衬底固体的交界面处，类似于液相外延，外延质量较高，而气体分子逐渐溶解于熔融状态的催化剂中，条件控制较为容易，且生长速度较快
[0034]上述是采用VLS生长机理的注意事项，接着，采用刻蚀技术，取出该液滴帽状金属602，保留该SiC晶须20，形成该SiC图形化衬底(SiC晶须)。
[0035]然后，在该SiC图形化衬底(SiC晶须)上依次生长成核层30、GaN沟道层40、AlxGai—XN势皇层50，从而完成了 GaN器件外延。
[0036]最后，在该GaN器件外延上完成源极S、漏极D、栅极G的制作，就形成完整的GaNHEMT器件。
[0037]由于上述采用图形化衬底进行GaN外延，不仅使得图形化衬底外延横向生长缺陷较少，同时避免了生长过程中，由于图形尺寸较大，横向生长易形成孔洞，从而影响后续器件制作和使用的技术问题。
[0038]而且，由于采用该VLS生长机理，提高过渡层的外延指令，从而也提高了GaN HEMT器件的性能。
[0039]尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
[0040]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种GaN HEMT器件，其特征在于，包括: 衬底； SiC晶须，所述SiC晶须位于所述衬底上，且所述SiC晶须呈周期性图形结构； AlyGa1-yN成核层，所述AlyGa1-yN成核层位于所述SiC晶须周围及上方，O < y < I ； GaN沟道层，所述GaN沟道层位于所述AlyGai—yN成核层上； 势皇层，所述势皇层位于所述GaN沟道层上； 栅极、漏极、源极，所述源极和漏极分别位于所述势皇层的左右两侧，所述栅极位于所述势皇层的中间。2.根据权利要求1所述的GaNHEMT器件，其特征在于，所述周期性图形结构具体为周期性四边形结构、或者周期性五边形结构、或者周期性六边形结构、或者周期性不规则圆形结构。3.根据权利要求1所述的GaNHEMT器件，其特征在于，所述衬底具体为S1、SiC、蓝宝石和金刚石中的任意一种。4.根据权利要求1所述的GaNHEMT器件，其特征在于，所述SiC晶须的宽度、高度均小于10nm05.根据权利要求1所述的GaNHEMT器件，其特征在于，所述AlyGa1^yN成核层的厚度为50?500nm。6.根据权利要求1所述的GaNHEMT器件，其特征在于，所述势皇层具体为AlxGa1-XN势皇层或者AlxIm-XN势皇层，0.1 < X < 0.3。7.根据权利要求1所述的GaNHEMT器件，其特征在于，所述源极和所述漏极为欧姆接触，所述栅极为肖特基接触。
【文档编号】H01L29/06GK205428942SQ201620226322
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】陈 峰, 陈一峰
【申请人】成都海威华芯科技有限公司