公开(公告)号：CN113097312B

公开(公告)日：2022-11-18

申请号：CN202110335747.2

申请日：2021-03-29

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 薛军帅 ,  刘芳 ,  张进成 ,  郝跃 ,  孙志鹏 ,  李蓝星 ,  姚佳佳 ,  杨雪妍 ,  张赫朋

IPC: H01L29/88 ,  H01L29/06 ,  H01L29/12 ,  H01L29/20 ,  H01L29/205 ,  H01L29/36 ,  H01L29/45 ,  H01L21/329

Abstract: 本发明公开了一种ScAlN/GaN双势垒共振隧穿二极管及其制作方法，主要解决现有氮化镓共振隧穿二极管峰值电流低、峰谷电流比小和微分负阻效应不对称的问题。其自下而上包括衬底、GaN外延层、n+GaN发射极欧姆接触层、GaN隔离层、第一势垒层、GaN量子阱层、第二势垒层、隔离层、集电极欧姆接触层和集电极电极；这两个势垒层均采用Sc组分在15％‑20％之间、厚度为1‑3nm且Sc组分、厚度相同的ScAlN；隔离层采用厚度为2‑4nm的InN；集电极欧姆接触层采用n+InN。本发明器件峰值电流高、峰谷电流比大、能实现正反向对称微分负阻效应，且工作频率和输出功率高，可用于高频太赫兹辐射源和高速数字电路。

公开(公告)号：CN112542508B

公开(公告)日：2022-03-04

申请号：CN202011452266.1

申请日：2020-12-10

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 薛军帅 ,  刘芳 ,  张进成 ,  郝跃 ,  李蓝星 ,  孙志鹏 ,  张赫朋 ,  杨雪妍 ,  姚佳佳

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/20 ,  H01L29/778 ,  H01L21/336

Abstract: 本发明涉及ScAlN/GaN高电子迁移率晶体管及其制作方法，主要解决现有氮化物微波功率器件同质外延界面漏电及工作频率低的问题。其自下而上包括衬底、成核层、GaN沟道层、AlN插入层和ScAlN势垒层，该插入层与势垒层之间设有InAlN帽层；该势垒层上部依次设有势垒保护层和绝缘栅介质层，该InAlN帽层至绝缘栅介质层的两侧设有制作源、漏电极的欧姆接触区。该结构中的成核层、GaN沟道层、AlN插入层和InAlN帽层采用MOCVD生长；ScAlN势垒层和势垒保护层采用MBE生长。本发明无同质外延界面寄生漏电，器件工作频率高，输出电流密度大，制作工艺简单，可用于高频微波功率放大器和微波毫米波集成电路。

公开(公告)号：CN113314590A

公开(公告)日：2021-08-27

申请号：CN202110543404.5

申请日：2021-05-19

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 薛军帅 ,  孙志鹏 ,  郝跃 ,  张进成 ,  杨雪妍 ,  姚佳佳 ,  吴冠霖 ,  李祖懋

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/20 ,  H01L29/423 ,  H01L29/778 ,  H01L21/335 ,  H01L23/373

Abstract: 本发明公开了一种氮化物高电子迁移率晶体管及其制作方法，主要解决现有氮化物电子器件在高压高功率工作时热积累效应和散热问题。其自下而上包括高热导率衬底(1)、沟道层(4)、插入层(5)、势垒层(6)，其中，该衬底(1)与沟道层(4)之间设有键合层(2)和背势垒层(3)，该势垒层(6)的上部依次设有势垒保护层(7)和绝缘栅介质层(8)，该绝缘栅介质层(8)上设置栅电极；该插入层(5)至绝缘栅介质层(8)的两侧均为欧姆接触区，其上分别设置源电极和漏电极。本发明器件输出功率高，极大地改善器件自热效应，提高器件散热能力和工作可靠性，且制作工艺简单，一致性高，可用于高频微波功率放大器和微波毫米波集成电路。

公开(公告)号：CN113314597B

公开(公告)日：2023-02-07

申请号：CN202110568749.6

申请日：2021-05-25

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 薛军帅 ,  孙志鹏 ,  吴冠霖 ,  杨雪妍 ,  李祖懋 ,  姚佳佳 ,  张进成 ,  郝跃

IPC: H01L29/20 ,  H01L29/778 ,  H01L21/335 ,  H01L23/373

Abstract: 本发明公开了一种氮极性面氮化镓高电子迁移率晶体管及其制作方法，主要解决现有氮极性面氮化镓器件材料外延质量低和在高压高功率工作时会产生热积累效应和电流崩塌的问题。其自下而上包括金刚石衬底(1)、势垒层(4)、插入层(5)和沟道层(6)，其中，衬底(1)与势垒层(4)之间设有键合层(2)和支撑层(3)，势沟道层(6)的上部设有绝缘栅介质层(7)，该绝缘栅介质层(7)上设置栅电极，沟道层(6)两侧均为欧姆接触区，其上分别设置源电极和漏电极。本发明器件工作频率高，极大地改善器件自热效应，提高了器件输出功率工作可靠性，且制作工艺简单，一致性高，可用于高频微波功率放大器和单片微波毫米波集成电路。

公开(公告)号：CN113314597A

公开(公告)日：2021-08-27

申请号：CN202110568749.6

申请日：2021-05-25

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 薛军帅 ,  孙志鹏 ,  吴冠霖 ,  杨雪妍 ,  李祖懋 ,  姚佳佳 ,  张进成 ,  郝跃

IPC: H01L29/20 ,  H01L29/778 ,  H01L21/335 ,  H01L23/373

Abstract: 本发明公开了一种氮极性面氮化镓高电子迁移率晶体管及其制作方法，主要解决现有氮极性面氮化镓器件材料外延质量低和在高压高功率工作时会产生热积累效应和电流崩塌的问题。其自下而上包括金刚石衬底(1)、势垒层(4)、插入层(5)和沟道层(6)，其中，衬底(1)与势垒层(4)之间设有键合层(2)和支撑层(3)，势沟道层(6)的上部设有绝缘栅介质层(7)，该绝缘栅介质层(7)上设置栅电极，沟道层(6)两侧均为欧姆接触区，其上分别设置源电极和漏电极。本发明器件工作频率高，极大地改善器件自热效应，提高了器件输出功率工作可靠性，且制作工艺简单，一致性高，可用于高频微波功率放大器和单片微波毫米波集成电路。

公开(公告)号：CN113140620A

公开(公告)日：2021-07-20

申请号：CN202110392314.0

申请日：2021-04-13

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 薛军帅 ,  姚佳佳 ,  李蓝星 ,  杨雪妍 ,  孙志鹏 ,  刘芳 ,  吴冠霖 ,  张赫朋 ,  张进成 ,  郝跃

IPC: H01L29/20 ,  H01L29/205 ,  H01L29/06 ,  H01L29/778 ,  H01L21/02

Abstract: 本发明公开了一种宽禁带半导体BPN/GaN异质结材料及外延生长方法，主要解决现有氮化镓异质结材料极化强度和二维电子气浓度低、外延生长工艺复杂和控制难度大的问题。其材料结构，自下而上包括衬底(1)、成核层(2)、GaN沟道层(3)、AlN插入层(4)、势垒层(5)和帽层(6)，其中势垒层采用P组分为30％‑40％、厚度为10nm‑30nm的BPxN1‑x；帽层采用厚度为1‑2nm的GaN或AlN，材料层结构均采用金属有机物化学气相淀积技术生长。本发明氮化镓异质结材料极化强度大，二维电子气浓度高，能提高氮化镓器件击穿电压和可靠性，材料生长工艺简单成本低，可用于制作场效应晶体管半导体器件。

公开(公告)号：CN113410312B

公开(公告)日：2023-03-21

申请号：CN202110651144.3

申请日：2021-06-11

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 薛军帅 ,  李祖懋 ,  吴冠霖 ,  姚佳佳 ,  孙志鹏 ,  杨雪妍 ,  张赫朋 ,  刘芳 ,  张进成 ,  郝跃

IPC: H01L29/88 ,  H01L21/329 ,  H01L29/12 ,  H01L29/20 ,  H01L23/373

Abstract: 本发明公开了一种氮极性面氮化镓共振隧穿二极管及其制作方法，主要解决现有氮极性面氮化镓共振隧穿二极管材料生长极性控制难度大、位错密度高，器件自热效应及微分负阻效应稳定性和重复性退化问题。其自下而上包括金刚石衬底、SiN过渡层、GaN支撑层、n+GaN集电极欧姆接触层、第一GaN隔离层、第一势垒层、GaN量子阱层、第二势垒层、第二GaN隔离层、n+GaN发射极欧姆接触层和发射极电极，第一GaN隔离层两侧设有环形集电极电极，第一GaN隔离层到发射极电极的外部包裹有钝化层。本发明器件材料质量高，器件可靠性和稳定性高，能改善器件自热效应并降低器件剥离转移工艺难度，可用于高频太赫兹辐射源和高速数字电路。

公开(公告)号：CN112736131B

公开(公告)日：2023-02-10

申请号：CN202110005872.7

申请日：2021-01-05

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 薛军帅 ,  孙志鹏 ,  李蓝星 ,  张赫朋 ,  杨雪妍 ,  姚佳佳 ,  刘芳 ,  张进成 ,  郝跃

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/20 ,  H01L29/778 ,  H01L21/335

Abstract: 本发明涉及YAlN/GaN高电子迁移率晶体管及其制作方法，主要解决现有氮化物微波功率器件工作频率低及材料位错密度高的问题。其自下而上包括衬底、成核层、GaN沟道层、AlN插入层和YAlN势垒层，该插入层与势垒层之间设有InAlN帽层；该势垒层上部依次设有势垒保护层和绝缘栅介质层，该InAlN帽层至绝缘栅介质层的两侧设有制作源、漏电极的欧姆接触区。该结构中的成核层、GaN沟道层、AlN插入层和InAlN帽层采用MOCVD生长；YAlN势垒层和势垒保护层采用MBE生长。本发明材料极化强度大，器件工作频率高，可靠性高，制作工艺简单且一致性高，可用于高频微波功率放大器和微波毫米波集成电路。

公开(公告)号：CN113097313B

公开(公告)日：2022-12-09

申请号：CN202110335756.1

申请日：2021-03-29

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 薛军帅 ,  刘芳 ,  郝跃 ,  张进成 ,  姚佳佳 ,  李蓝星 ,  孙志鹏 ,  张赫朋 ,  杨雪妍 ,  吴冠霖

IPC: H01L29/88 ,  H01L29/06 ,  H01L29/12 ,  H01L29/20 ,  H01L29/205 ,  H01L29/36 ,  H01L29/45 ,  H01L21/329

Abstract: 本发明公开了一种含InGaN子阱结构的YAlN/GaN双势垒共振隧穿二极管及其制作方法，主要解决现有GaN共振隧穿二极管峰值电流低、峰谷电流比小和性能一致性差的问题。其自下而上包括衬底、GaN外延层、n+GaN发射极欧姆接触层、GaN隔离层、第一势垒层、第二势垒层、InN隔离层、n+InN集电极欧姆接触层、集电极电极，其中两势垒层之间依次为第一GaN主量子阱层、In组分为3％‑5％的InGaN子量子阱层、第二GaN主量子阱层；两势垒层的Y组分均为6％‑15％的YAlN。本发明共振隧穿二极管峰值电流高、峰谷电流比大、峰值隧穿电压低、具有对称特性微分负阻效应，可用于高频太赫兹辐射源和高速数字电路。

公开(公告)号：CN113555431A

公开(公告)日：2021-10-26

申请号：CN202110826341.4

申请日：2021-07-21

Applicant: 西安电子科技大学

Inventor： 薛军帅 ,  李祖懋 ,  吴冠霖 ,  郝跃 ,  张进成 ,  杨雪妍 ,  张赫朋 ,  姚佳佳 ,  孙志鹏 ,  刘芳

IPC: H01L29/778 ,  H01L21/335 ,  H01L29/45 ,  H01L29/20 ,  H01L29/06

Abstract: 本发明公开了一种基于P型GaN漏电隔离层的同质外延氮化镓高电子迁移率晶体管及制作方法。其自下而上包括衬底、沟道层、AlN插入层、势垒层，其中，衬底采用自支撑氮化镓衬底或厚膜氮化镓基板材料，该衬底与沟道层之间设有P型GaN漏电隔离层和GaN缓冲层，用于隔离和屏蔽衬底表面吸附Si杂质引起的寄生漏电通道；该势垒层的上部依次设有绝缘栅介质层和栅电极，该势垒层的两侧均为欧姆接触区，其欧姆接触区上分别设置源电极和漏电极。本发明能有效降低异质外延氮化镓材料的位错密度，隔离氮化镓材料同质外延界面寄生漏电，降低材料外延工艺控制难度，提高器件击穿电压和输出功率及工作可靠性，可用于微波功率放大器和射频集成电路芯片。