[发明专利]一种常闭型氮化镓HEMT器件

说明书

本申请提供一种常闭型氮化镓HEMT器件，包括异质结构和与所述异质结构连接的源极、漏极和栅极，所述异质结构包括：作为沟道层的第一半导体层；所述第一半导体层上形成有作为势垒层的第二半导体层；所述第二半导体层和所述栅极之间形成有p型半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层之间形成有二维电子气，所述二维电子气在所述p型半导体层正下方消失；所述异质结构上表面沉积有作为钝化层的介电层，其中，所述二维电子气常存在的区域的正上方的介电层中注入有预选定的金属离子。利用本申请中各个实施例，可以有效提高常闭型HEMT器件的二维电子气密度。

技术领域

本申请涉及半导体器件技术领域，特别涉及一种常闭型氮化镓HEMT器件。

背景技术

由于氮化镓HEMT（High Electron Mobility Transistor，高电子迁移率晶体管）的沟道层和势垒层之间二维电子气的存在，导致氮化镓HEMT是一种常开型器件。

为了实现所述氮化镓HEMT器件的常闭性，即只有在栅极存在正向偏压时导通。现有技术中通常在势垒层的顶端设置一层p型半导体，但是为了实现合理的正向栅极偏压，需要通过减小势垒层的厚度或者Al的含量来实现初始二维电子气的平衡。这样就会导致这种常闭型HEMT器件的输出电流强度较小，小于常开型器件。

现有技术中至少存在如下问题：常闭型氮化镓HEMT器件的输出电流强度较小，小于常开型器件。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种常闭型氮化镓HEMT器件，以提高常闭型HEMT器件的输出电流的强度。

本申请实施例提供一种常闭型氮化镓HEMT器件是这样实现的：

一种常闭型氮化镓HEMT器件，包括异质结构和与所述异质结构连接的源极、漏极和栅极，所述异质结构包括：

作为沟道层的第一半导体层；

所述第一半导体层上形成有作为势垒层的第二半导体层；

所述第二半导体层和所述栅极之间形成有p型半导体层，所述第一半导体层和所述第二半导体层之间形成有二维电子气，所述二维电子气在所述p型半导体层正下方消失；

所述异质结构上表面沉积有作为钝化层的介电层，其中，所述二维电子气常存在的区域的正上方的介电层中注入有预选定的金属离子。

优选实施例中，所述介电层覆盖所述异质结构上表面，以及覆盖所述栅极的侧面和上表面，其中，所述源极和所述漏极均不被所述介电层覆盖。

优选实施例中，所述器件还包括衬底，所述衬底和所述异质结构之间还分布设置有缓冲层。

优选实施例中，所述p型半导体层的组成材料包括p型氮化镓或p型氮化铝镓或p型氮化铟镓。

优选实施例中，所述介电层的组成材料包括金属氧化物。

优选实施例中，所述第一半导体层的材料组成包括氮化镓，所述第二半导体层的材料组成包括氮化铝镓。

优选实施例中，所述缓冲层的组成材料包括氮化镓或氮化铝镓。

优选实施例中，所述源极和所述漏极与所述第二半导体层之间形成欧姆接触。

优选实施例中，所述衬底的组成材料包括硅、蓝宝石、碳化硅、氮化镓、氮化铝中的任意一种或两种以上的组合。

优选实施例中，所述介电层的组成材料还包括SiNx或SiOx。