公开(公告)号：CN107154427B

公开(公告)日：2019-12-13

申请号：CN201610117877.8

申请日：2016-03-03

Applicant: 北京大学

Inventor： 王茂俊 ,  刘少飞 ,  陶明 ,  郝一龙

IPC: H01L29/778 ,  H01L29/06

Abstract: 本发明提供了一种减小GaN功率开关器件电流坍塌的器件结构。所述结构包括Si衬底、GaN缓冲层、GaN沟道层、本征AlGaN层、掩膜介质层、绝缘栅介质层、源、漏、栅金属层以及源极下方的Mg注入层。该结构在衬底上外延生长AlGaN/GaN异质结构形成二维电子气导电沟道，通过刻蚀掉栅极区域下方的钝化层和本征AlGaN层来实现增强型GaNMOS。本发明通过注入Mg离子，在源端形成的P型层与GaN缓冲层相连，该P型层可以在短时间内向GaN缓冲层提供大量空穴，缩短器件由关态到开态时GaN缓冲层的恢复时间，由此导通电阻大大减小。本发明有效地减小了GaN缓冲层缺陷所引起的电流坍塌，提高了器件开关速度，显著优化GaN功率器件的电学性能。

公开(公告)号：CN107154427A

公开(公告)日：2017-09-12

申请号：CN201610117877.8

申请日：2016-03-03

Applicant: 北京大学

Inventor： 王茂俊 ,  刘少飞 ,  陶明 ,  郝一龙

IPC: H01L29/778 ,  H01L29/06

Abstract: 本发明提供了一种减小GaN功率开关器件电流坍塌的器件结构。所述结构包括Si衬底、GaN缓冲层、GaN沟道层、本征AlGaN层、掩膜介质层、绝缘栅介质层、源、漏、栅金属层以及源极下方的Mg注入层。该结构在衬底上外延生长AlGaN/GaN异质结构形成二维电子气导电沟道，通过刻蚀掉栅极区域下方的钝化层和本征AlGaN层来实现增强型GaNMOS。本发明通过注入Mg离子，在源端形成的P型层与GaN缓冲层相连，该P型层可以在短时间内向GaN缓冲层提供大量空穴，缩短器件由关态到开态时GaN缓冲层的恢复时间，由此导通电阻大大减小。本发明有效地减小了GaN缓冲层缺陷所引起的电流坍塌，提高了器件开关速度，显著优化GaN功率器件的电学性能。

公开(公告)号：CN108666359A

公开(公告)日：2018-10-16

申请号：CN201710196720.3

申请日：2017-03-29

Applicant: 北京大学

Inventor： 王茂俊 ,  沈波 ,  陶明 ,  刘少飞 ,  郝一龙

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/786 ,  H01L21/336

Abstract: 本发明公开了一种利用新型势垒层提高GaN增强型沟道迁移率的器件结构及其制作方法，所述结构包括衬底、GaN或AlN缓冲层、GaN沟道层、AlGaN层插入层、GaN插入层、AlN插入层、AlGaN插入层、掩膜介质层、绝缘栅介质层以及源漏欧姆接触和栅金属。在衬底上外延生长AlGaN/AlN/GaN/AlGaN/GaN异质结材料，并在该结构上形成源极和漏极。本发明在AlGaN势垒层中插入一组AlN/GaN，插入的GaN层作为热氧化、湿法腐蚀的停止层，在栅极下方保留了完整的AlGaN/GaN异质结构，避免了腐蚀和淀积介质层对沟道的损伤，降低了导通电阻，同时可以精确控制栅极下方势垒层的厚度，可以提高工艺的准确性、可控性、一致性，有利于产业化大规模制备。