一种GaN基HEMT器件结构的制作方法

本技术涉及hemt芯片，具体地，涉及一种gan基hemt器件结构。

背景技术：

1、gan基hemt器件是一种在氮化镓(gan)半导体材料上构建的高性能射频和微波功率器件。它适用于高频率、高功率和高温环境下的应用，这种gan基hemt器件结构的特点在于algan层和栅极的设计，以及gan材料的优越性能。gan基hemt器件在高频率、高功率和高温应用中具有广泛的应用前景，如射频放大器、雷达系统、无线通信设备等。

2、然而，在高电子迁移率晶体管(hemt)中，电场在通道内的分布可能并不均匀，这会导致电子在沟道中的移动遭遇不均匀的阻碍，导致电流不稳定、频率响应受限等问题，从而影响了器件的整体性能。同时，在hemt器件中，栅极与材料之间的界面特性会影响电子的传输行为。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本实用新型的一个目的在于提出一种gan基hemt器件结构，该gan基hemt器件结构可以通过改变栅极的整体形状，使电场在器件内接触栅极后分布发生变化，用于调节电子在沟道中的运动情况，从而优化电子在器件的道沟中的传输，从而提高器件的导电特性。

3、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种gan基hemt器件结构，包括蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底的顶部从下往上依次生长有gan缓冲层、道沟层、algan层，所述algan层的顶部设置有栅极，所述algan层的两侧顶部依次设有源极和漏极，所述栅极的顶部沿水平面向一侧延长，且所述栅极的底部为倾斜状，所述algan层与所述栅极的相邻面设置有铝氧化物薄膜。

4、优选的，所述algan层的厚度为3-5.5um。

5、优选的，所述铝氧化物薄膜的厚度为15-75nm。

6、优选的，所述道沟层的厚度为150-180nm，所述道沟层由gan制备而成。

7、优选的，所述gan缓冲层的厚度为300-500nm。

8、优选的，所述algan层与所述源极、所述栅极和所述漏极相接触。

9、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

10、1、本实用新型中，通过将栅极的底部设置为倾斜状，并且顶部沿着水平方向向一侧延伸，导致电场在器件内接触栅极后分布发生变化，用于调节电子在沟道中的运动情况，从而优化电子在器件的道沟中的传输，从而提高器件的导电特性。

11、2、通过在hemt器件结构中引入铝氧化物薄膜在algan层与栅极之间会影响电子亲和能。这可以调节栅极与algan层之间的电子传输行为，从而影响电子在沟道中的浓度分布，提高器件性能和稳定性。

技术特征：

1.一种gan基hemt器件结构，包括蓝宝石衬底(1)，其特征在于：所述蓝宝石衬底(1)的顶部从下往上依次生长有gan缓冲层(2)、道沟层(3)、algan层(4)，所述algan层(4)的顶部设置有栅极(5)，所述algan层(4)的两侧顶部依次设有源极(7)和漏极(8)，所述栅极(5)的顶部沿水平面向一侧延长，且所述栅极(5)的底部为倾斜状，所述algan层(4)与所述栅极(5)的相邻面设置有铝氧化物薄膜(6)。

2.根据权利要求1所述的一种gan基hemt器件结构，其特征在于：所述algan层(4)的厚度为3-5.5um。

3.根据权利要求1所述的一种gan基hemt器件结构，其特征在于：所述铝氧化物薄膜(6)的厚度为15-75nm。

4.根据权利要求1所述的一种gan基hemt器件结构，其特征在于：所述道沟层(3)的厚度为150-180nm，所述道沟层(3)由gan制备而成。

5.根据权利要求1所述的一种gan基hemt器件结构，其特征在于：所述gan缓冲层(2)的厚度为300-500nm。

6.根据权利要求1所述的一种gan基hemt器件结构，其特征在于：所述algan层(4)与所述源极(7)、所述栅极(5)和所述漏极(8)相接触。

技术总结
本技术公开了一种GaN基HEMT器件结构，包括蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底的顶部；所述蓝宝石衬底的顶部从下往上依次生长有GaN缓冲层、道沟层、AlGaN层，所述AlGaN层的顶部设置有栅极，所述AlGaN层的两侧顶部依次设有源极和漏极；本技术的HEMT器件结构通过将栅极的底部设置为倾斜状，并且顶部沿着水平方向向一侧延伸，导致电场在器件内接触栅极后分布发生变化，用于调节电子在沟道中的运动情况，从而优化电子在器件的道沟中的传输，从而影响器件的导电特性。

技术研发人员：白俊春,汪福进,程斌,张文君,李海文,平加峰
受保护的技术使用者：上海格晶半导体有限公司
技术研发日：20230822
技术公布日：2024/3/24