一种可靠性高的GaNHEMT芯片结构的制作方法

本实用新型属于GaN芯片领域，具体涉及一种可靠性高的GaN HEMT芯片结构。

背景技术：

GaN基半导体材具有较宽的禁带宽度，在宽禁带半导体领域有着重要作用。现有的GaN器件采用层状的异质结构，存在电流崩塌、晶格失配等问题。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种可靠性高的GaN HEMT芯片结构，能够抑制器件表面陷阱问题，提高芯片的可靠性。

本实用新型采用的具体技术方案是：

一种可靠性高的GaN HEMT芯片结构，包括由下往上依次设置的衬底层、氮化铝层、氮化镓外延层、插入层、势垒层及设置在势垒层之上的源极、漏极及栅极，所述的氮化铝层与氮化镓外延层之间增设有铝镓氮层，所述的势垒层之上增设有氮化硅钝化层，所述的氮化硅钝化层为帽状结构罩扣在氮化镓外延层与势垒层之外，所述的氮化硅钝化层与铝镓氮层连接。

所述的氮化硅钝化层之上还设置有二氧化硅钝化层。

所述的铝镓氮层厚度为1500-1650nm。

所述的插入层厚度为1-5nm。

所述的氮化硅钝化层包裹在源极、漏极及栅极的侧壁。

所述的源极、漏极及栅极埋入在二氧化硅钝化层中。

所述的二氧化硅钝化层厚度为1000-1050nm。

所述的氮化硅钝化层厚度为450-620nm。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型增加铝镓氮层作为缓冲层，缓解晶格失配造成的内力，保证芯片的安全耐用，氮化硅钝化层增加结构电阻，提高抗纵向击穿的能力，有助于抑制材料表面陷阱，降低电流崩塌效应发生的风险，同时为内部材料提供隔离保护，避免材料损伤，提高芯片使用的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的截面示意图；

附图中，1、衬底层，2、氮化铝层，3、氮化镓外延层，4、插入层，5、势垒层，6、铝镓氮层，7、氮化硅钝化层，8、二氧化硅钝化层。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步说明：

具体实施例如图1所示，本实用新型为一种可靠性高的GaN HEMT芯片结构，包括由下往上依次设置的衬底层1、氮化铝层2、氮化镓外延层3、插入层4、势垒层5及设置在势垒层5之上的源极、漏极及栅极，所述的氮化铝层2与氮化镓外延层3之间增设有铝镓氮层6，所述的势垒层5之上增设有氮化硅钝化层7，所述的氮化硅钝化层7为帽状结构罩扣在氮化镓外延层3与势垒层5之外。氮化硅钝化层7增加结构电阻，提高芯片抗纵向击穿的能力，生成在势垒层5之上有助于抑制材料表面陷阱，降低电流崩塌效应发生的风险，所述的氮化硅钝化层7与铝镓氮层6连接，将氮化镓外延层3、插入层4、势垒层5封装在内，借助氮化硅钝化层7为内部材料提供隔离保护，避免材料损伤，提高芯片使用的可靠性。

进一步的，所述的氮化硅钝化层7之上还设置有二氧化硅钝化层8。采用氮化硅钝化层7与二氧化硅钝化层8组成的两层结构的钝化层，对抑制材料表面陷阱导致的电流崩塌效应，减小界面态密度有显著作用。

进一步的，所述的铝镓氮层6厚度为1500-1650nm。在该厚度范围内的铝镓氮层6起到良好的缓冲层作用，缓解晶格失配造成的内力，保证芯片的安全耐用。

进一步的，所述的插入层4厚度为1-5nm。该插入层增强2DEG的限域性，并降低势垒层对2DEG的远程合金散射影响，所述的势垒层5为铝铟镓氮多元合金层。

进一步的，所述的氮化硅钝化层7包裹在源极、漏极及栅极的侧壁。所述的源极、漏极及栅极埋入在二氧化硅钝化层8中。所述的二氧化硅钝化层8厚度为1000-1050nm。所述的氮化硅钝化层7厚度为450-620nm。以起到对源极、漏极及栅极的高阻态保护作用。