一种金属极性与氮极性结合的GaN基CMOS器件及其制备方法
摘要文本
一种金属极性与氮极性结合的GaN基CMOS器件及其制备方法，属于半导体电子器件技术领域。该器件在同一衬底上集成了PMOS器件与NMOS器件，每种器件结构都由衬底、AlN缓冲层、高阻GaN层、AlGaN势垒层、GaN沟道层、极化诱导层、绝缘层、钝化层以及栅电极、源电极和漏电极组成。器件的主体结构通过MOCVD方法制备，制备过程还涉及磁控溅射、光刻等工艺。本发明通过将PMOS与NMOS器件单片集成降低了系统体积和系统设计的复杂度，有利于减少不同器件间的寄生效应，提高电路系统的效率；此外，同步生长金属极性与氮极性器件可以一次外延获得PMOS和NMOS结构，有利于工艺流程的缩短和生产成本的降低。
申请人信息
- 申请人:吉林大学
- 申请人地址:130012 吉林省长春市长春高新技术产业开发区前进大街2699号
- 发明人: 吉林大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种金属极性与氮极性结合的GaN基CMOS器件及其制备方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311657662.1 |
| 申请日 | 2023/12/5 |
| 公告号 | CN117613052A |
| 公开日 | 2024/2/27 |
| IPC主分类号 | H01L27/092 |
| 权利人 | 吉林大学 |
| 发明人 | 张源涛; 张立东; 邓高强; 左长财 |
| 地址 | 吉林省长春市长春高新技术产业开发区前进大街2699号 |
专利主权项内容
1.一种金属极性与氮极性结合的GaN基CMOS器件，其特征在于：该CMOS器件由金属极性PMOS器件与氮极性NMOS器件组成，金属极性PMOS器件从下至上依次由衬底(1)、金属极性AlN准备层(2)、金属极性AlN缓冲层(4)、金属极性高阻GaN层(6)、金属极性AlGaN势垒层(8)、金属极性GaN沟道层(10)、金属极性极化诱导层(12)和钝化层(14)组成；将钝化层(14)和金属极性极化诱导层(12)沿中间区域进行刻蚀，露出金属极性GaN沟道层(10)，形成PMOS栅电极凹槽；在刻蚀后的钝化层(14)表面和露出的金属极性GaN沟道层(10)表面制备绝缘层(15)；将绝缘层(15)和钝化层(14)再沿左右两端区域进行刻蚀，露出金属极性极化诱导层(12)，形成PMOS源电极凹槽和PMOS漏电极凹槽；在PMOS源电极凹槽和PMOS漏电极凹槽中分别制备PMOS源电极(16)和PMOS漏电极(17)，在PMOS栅电极凹槽中制备PMOS栅电极(20)；氮极性NMOS器件结构从下至上依次由衬底(1)、氮极性AlN缓冲层(5)、氮极性高阻GaN层(7)、氮极性AlGaN势垒层(9)、氮极性GaN沟道层(11)、氮极性极化诱导层(13)和钝化层(14)组成；将钝化层(14)和氮极性极化诱导层(13)沿中间区域进行刻蚀，露出氮极性GaN沟道层(11)，形成NMOS栅电极凹槽；在刻蚀后的钝化层(14)表面和露出的氮极性GaN沟道层(11)表面制备绝缘层(15)；将绝缘层(15)和钝化层(14)再沿左右两端区域进行刻蚀，露出氮极性极化诱导层(13)，形成NMOS源电极凹槽和NMOS漏电极凹槽；在NMOS源电极凹槽和NMOS漏电极凹槽中分别制备NMOS源电极(18)和NMOS漏电极(19)，在NMOS栅电极凹槽中制备NMOS栅电极(21)；金属极性PMOS器件与氮极性NMOS器件共用同一衬底(1)，其结构间由隔离层(3)分隔开。