公开(公告)号：CN115472690A

公开(公告)日：2022-12-13

申请号：CN202211014883.2

申请日：2022-08-23

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 赵胜雷 ,  张嘎 ,  张进成 ,  南继澳 ,  刘爽 ,  宋秀峰 ,  王中旭 ,  郝跃

IPC: H01L29/778 ,  H01L29/06 ,  H01L21/335

Abstract: 本发明属于半导体技术领域，涉及一种具有浅超结的P‑GaN高电子迁移率晶体管及方法,具有浅超结的P‑GaN高电子迁移率晶体管从下至上依次包括衬底、成核层、缓冲层、沟道层、势垒层；所述势垒层上表面的中部设有P‑GaN层，所述势垒层上表面的两侧分别设有源极、漏极，P‑GaN层和源极、漏极之间设有钝化层；P‑GaN层的上表面设有若干个凹槽，每个凹槽上生长N型GaN，或者，P‑GaN层的上表面离子注入N、F、B等离子形成N型GaN；在P‑GaN层的上部设有栅极。本发明提出一种具有浅超结的P‑GaN高电子迁移率晶体管，P‑GaN层进行凹槽刻蚀，刻蚀出一些凹槽，在凹槽中生长N型GaN，或P‑GaN层的上表面离子注入形成N型的GaN，这样就会在此处形成许多pn结的耗尽区，这些耗尽区的电场分布可以影响肖特基栅的电场分布，来缓解高栅压下P‑GaN处的高电场，增加阈值电压稳定性。

公开(公告)号：CN115472689A

公开(公告)日：2022-12-13

申请号：CN202211014478.0

申请日：2022-08-23

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 赵胜雷 ,  张嘎 ,  张进成 ,  南继澳 ,  刘爽 ,  宋秀峰 ,  王中旭 ,  郝跃

IPC: H01L29/778 ,  H01L29/06 ,  H01L21/335

Abstract: 本申请实施例涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种具有超结结构的高电子迁移率晶体管及其制备方法，包括：衬底以及依次堆叠在衬底上的成核层、缓冲层、沟道层和势垒层；位于势垒层上的源极和漏极，且源极和漏极分别与势垒层形成欧姆接触；位于势垒层上的氮化物层和钝化层；至少一个位于氮化物层和漏极之间的超结结构，超结结构的材料与氮化物层的材料相同，且超结结构的顶面低于氮化物层的顶面，或超结结构的顶面与氮化物层的顶面齐平；位于氮化物层上的栅极，栅极的底部与氮化物层形成欧姆接触或肖特基接触。本申请实施例能够解决解决传统的P型氮化物栅HEMT器件电场集中的问题，提高器件的击穿电压。

公开(公告)号：CN116913959A

公开(公告)日：2023-10-20

申请号：CN202310843058.1

申请日：2023-07-10

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 赵胜雷 ,  张嘎 ,  张进成 ,  于恒懿 ,  游淑珍 ,  于龙洋 ,  刘志宏 ,  郝跃

IPC: H01L29/778 ,  H01L21/335 ,  H01L29/06 ,  H01L29/47 ,  H01L29/423

Abstract: 本申请实施例涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种具有肖特基岛结构的抗单粒子P‑GaN晶体管及其制备方法，该晶体管包括：衬底、成核层、缓冲层、沟道层和势垒层，以及源极、漏极、氮化物层和钝化层、至少一个位于势垒层上方的肖特基岛以及位于氮化物层上的栅极；其中，源极和漏极分别与势垒层形成欧姆接触；氮化物层位于源极和漏极之间，钝化层位于源极和氮化物层之间、氮化物层和漏极之间；肖特基岛位于氮化物层的一侧或两侧，且肖特基岛与所述势垒层形成肖特基接触；栅极的底部与氮化物层形成欧姆接触或肖特基接触。本申请实施例能够解决常规HEMT器件在较低工作电压下容易发生烧毁的问题，提高了P型氮化物栅HEMT器件的单粒子烧毁电压。

公开(公告)号：CN116053326A

公开(公告)日：2023-05-02

申请号：CN202211685797.4

申请日：2022-12-27

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 赵胜雷 ,  吴风 ,  张进成 ,  宋秀峰 ,  南继澳 ,  张嘎 ,  王浩宇 ,  郝跃

IPC: H01L29/861 ,  H01L21/329 ,  H01L29/06 ,  H01L29/20 ,  H01L29/205 ,  H01L29/417

Abstract: 本申请实施例涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种具有良好p型欧姆接触的pn结二极管及其制备方法，包括：衬底、n型掺杂的合金氮化物层、p型掺杂的合金氮化物层和p型掺杂的氮化物层；p型掺杂的氮化物层位于p型掺杂的合金氮化物层表面的端部，且p型掺杂的氮化物层与p型掺杂的合金氮化物层之间形成二维空穴气沟道；p型掺杂的氮化物层与p型掺杂的合金氮化物层之间能够形成二维空穴气，二维空穴气位于二维空穴气沟道内；p型掺杂的氮化物层的上方设有阳极，n型掺杂的合金氮化物层上还设有阴极。本申请实施例能够解决现有的p型欧姆接触二极管中p型AlGaN材料与金属间的势垒高度较大，导致难以形成良好的欧姆接触的问题。

公开(公告)号：CN116053293A

公开(公告)日：2023-05-02

申请号：CN202211104081.0

申请日：2022-09-09

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 赵胜雷 ,  王浩宇 ,  张进成 ,  刘爽 ,  张嘎 ,  吴风 ,  王东 ,  郝跃

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/40 ,  H01L29/20 ,  H01L29/778

Abstract: 本发明公开了一种用于抗单粒子烧毁的P‑GaN增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，主要解决现有同类器件抗单粒子烧毁能力低的问题。其自下而上包括：衬底(1)、缓冲层(2)、沟道层(3)、势垒层(4)、钝化层(6)；源级(8)和漏极(9)位于沟道层、势垒层和钝化层的两端；漏极上部的左侧设有与该漏极连接为一体的漏场板(10)；源级右侧的势垒层之上设有P‑GaN层(7)，其上设有栅极(13)和与该栅极相连的栅场板(12)；栅场板和漏场板之间设有肖特基金属层(11)，该肖特基金属层下方的势垒层内设有N+掺杂区(5)。本发明有效提高了P‑GaN增强型HEMT器件的抗单粒子烧毁能力，可用于航天电子系统中。

公开(公告)号：CN115763556A

公开(公告)日：2023-03-07

申请号：CN202211371553.9

申请日：2022-11-03

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 赵胜雷 ,  王浩宇 ,  张进成 ,  刘爽 ,  张嘎 ,  吴风 ,  王东 ,  郝跃

IPC: H01L29/778 ,  H01L29/06 ,  H01L29/40 ,  H01L21/335

Abstract: 本申请实施例涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种抗单粒子烧毁的高电子迁移率晶体管及其制备方法，包括：衬底、依次堆叠在衬底上的缓冲层、沟道层和势垒层、分别位于势垒层两侧的源极和漏极、位于源极和漏极之间的掺杂层、位于势垒层上的氮化物层以及位于氮化物层上的栅极；其中，栅极的底部与氮化物层接触；源极和漏极分别与势垒层接触；掺杂层依次贯穿势垒层、沟道层；掺杂层的底面与沟道层的底面齐平；氮化物层位于源极和漏极之间。本申请实施例能够解决入射高能粒子在器件中产生高密度电子空穴对非平衡载流子，影响高压器件电场分布，导致器件在低于正常额定电压下易发生单粒子烧毁的问题。

公开(公告)号：CN118919553A

公开(公告)日：2024-11-08

申请号：CN202411004139.3

申请日：2024-07-25

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 赵胜雷 ,  曹创哲 ,  张进成 ,  宋秀峰 ,  李道远 ,  张嘎 ,  于龙洋 ,  郝跃

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/778 ,  H01L21/335

Abstract: 一种具有齿状p‑GaN埋层的凹槽MIS结构晶体管，包括自下而上依次设置的衬底、成核层、第一GaN缓冲层、源漏间p‑GaN埋层、第二GaN缓冲层、GaN层和AlGaN势垒层；所述AlGaN势垒层上两侧分别设有漏电极与源电极，AlGaN势垒层上靠近漏电极的一侧设有栅电极槽；第一GaN缓冲层与第二GaN缓冲层的相对的一面分布有齿状凸起及与凸起相适配的凹槽，第一GaN缓冲层、第二GaN缓冲层间的齿状的源漏间p‑GaN埋层，能改善器件栅漏之间、栅源之间、源漏之间的电场分布，降低平均电场大小，相较于以往的方法本发明对电场缓解效果更优，增大了器件的击穿电压，使器件更难被击穿；另外，通过刻蚀栅下方区域的势垒层形成栅电极槽，在栅电极槽上方淀积p‑GaN层，在栅电极槽p‑GaN层与栅电极之间生长栅介质层来获得高的阈值电压与大电流，减少器件的栅漏电，同时提升栅的耐压能力，提升器件的开关速度，提升器件工作的可靠性。

公开(公告)号：CN118866953A

公开(公告)日：2024-10-29

申请号：CN202410880474.3

申请日：2024-07-02

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 赵胜雷 ,  曹创哲 ,  张进成 ,  宋秀峰 ,  张嘎 ,  李道远 ,  于恒懿 ,  郝跃

IPC: H01L29/778 ,  H01L21/335 ,  H01L29/06

Abstract: 本发明公开了一种具有栅漏间p‑GaN埋层的凹槽MIS增强型HEMT及其制备方法，属于半导体技术领域，该凹槽MIS增强型HEMT包括：衬底；依次位于衬底表面的AlN成核层、第一GaN缓冲层、栅漏间p‑GaN埋层、第二GaN缓冲层、GaN层和AlGaN势垒层，AlGaN势垒层包括凹槽；位于凹槽内的p‑GaN层；依次位于p‑GaN层表面的栅介质层和栅电极，以及相对设置于AlGaN势垒层表面的源电极和漏电极；在第一方向上，栅漏间p‑GaN埋层的至少部分正投影位于栅、漏电极的正投影之间。栅漏间p‑GaN埋层能够缓解整个栅漏之间的电场分布，电场缓解效果更优，有利于增大器件的击穿电压，并减小器件的泄露电流。

公开(公告)号：CN118472024A

公开(公告)日：2024-08-09

申请号：CN202410540244.2

申请日：2024-04-30

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 赵胜雷 ,  桂娟 ,  宋秀峰 ,  孙雪晶 ,  张嘎 ,  于龙洋 ,  张进成 ,  郝跃

IPC: H01L29/778 ,  H01L21/335 ,  H01L29/417 ,  H01L29/06

Abstract: 本发明公开了一种具有P‑GaN源极扩展的GaN晶体管，涉及半导体技术领域，包括：外延结构、源极、栅极和漏极，外延结构包括沟道层、位于沟道层一侧的势垒层以及位于势垒层远离沟道层一侧表面的P‑GaN扩展层和P型层；其中，源极与漏极相对设置于势垒层远离沟道层一侧表面的两端，在第一方向上，P‑GaN扩展层位于源极靠近漏极的一侧，P型层位于P‑GaN扩展层与漏极之间，栅极位于P型层远离势垒层一侧的表面，P‑GaN扩展层、势垒层和沟道层形成pin二极管结构；第一方向为源极指向漏极的方向。本发明引入的P‑GaN扩展层可以耗尽其下方的部分二维电子气，进而降低短路饱和电流，增强P‑GaN晶体管的短路可靠性。

公开(公告)号：CN116913960A

公开(公告)日：2023-10-20

申请号：CN202310843353.7

申请日：2023-07-10

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 赵胜雷 ,  张嘎 ,  张进成 ,  张怡忱 ,  游淑珍 ,  于龙洋 ,  张苇杭 ,  郝跃

IPC: H01L29/778 ,  H01L21/335 ,  H01L29/06

Abstract: 本申请实施例涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种具有埋层结构的抗单粒子P‑GaN晶体管及其制备方法，该晶体管包括：衬底、成核层、缓冲层、沟道层、势垒层、源极、漏极、氮化物层、钝化层，至少一个位于缓冲层内的掺杂埋层和位于氮化物层上的栅极；源极和漏极分别与势垒层形成欧姆接触；氮化物层位于源极和漏极之间，钝化层位于源极和氮化物层之间、氮化物层和漏极之间；掺杂埋层的顶面不高于缓冲层的顶面，掺杂埋层的底面不低于缓冲层的底面；栅极的底部与氮化物层形成欧姆接触或肖特基接触。本申请实施例能够解决传统的P型氮化物栅HEMT器件电场集中的问题，并可以更快地吸收单粒子入射后产生的电子和空穴，从而提高器件的击穿电压和烧毁电压。