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[发明专利]一种半导体器件结构及其制备方法-CN202211677819.2在审
发明人：郭德霄;许东;雷嘉成;刘胜北;彭昊炆 -专利权人：上海新微半导体有限公司
申请日： 2022-12-26 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： H01L29/778 文献下载
摘要：本发明提供一种半导体器件结构及其制备方法，器件结构包括：衬底层、器件外延层、场板介质层、负电容介质层、栅极层、场板电极；场板介质层设置于器件外延层上，负电容介质层设置于场板介质层上，栅极层设置于场板介质层和负电容介质层的第一侧，且栅极层自该第一侧朝第二侧延伸以至少覆盖部分负电容介质层，以形成场板电极。本发明通过在场板电极与场板介质层之间设置负电容介质层，引入了负电容结构，从而在产生等量电荷的情况下需要更少的输入能量，平衡了GaN基HEMT器件引入场板电极产生的附加电容，在保持场板电极带来的高击穿电压和高使用寿命的同时，缩短了充放电时间，提高了器件开关速度，优化了GaN基HEMT器件的开关特性和频率特性。
一种半导体器件结构及其制备方法

[发明专利]高电子迁移率晶体管及其制备方法-CN202211513199.9在审
发明人：郭德霄;许东;刘胜北;雷嘉成;彭昊炆 -专利权人：上海新微半导体有限公司
申请日： 2022-11-29 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： H01L29/06 文献下载
摘要：本发明提供了一种高电子迁移率晶体管及其制备方法。该高电子迁移率晶体管中，势垒层位于非栅极区域的部分中掺杂有硅离子，势垒层位于栅极区域的部分中则未掺杂有硅离子或者仅有扩散的少量硅离子，从而可以在维持器件的较高阈值电压的情况下，大大提高沟道层内的二维电子气的浓度，继而降低导通电阻，有效缓解器件的阈值电压和导通电阻二者相互制约的问题。此外，本发明中在势垒层内掺杂的是硅离子，而硅离子的掺杂工艺更容易控制、精度更高，有利于提高所形成的器件稳定性。
电子迁移率晶体管及其制备方法

[发明专利]基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法-CN202110610216.X有效
发明人： 刘胜北 -专利权人：上海新微半导体有限公司
申请日： 2021-06-01 - 公布日： 2021-12-28 - 主分类号： H01L29/778 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于预通孔刻蚀的GaN基HEMT器件的制备方法，该制备方法先在衬底中形成深沟槽并填充牺牲介质层，并在GaN基HEMT器件正面结构制作完成后减薄将深沟槽显露出来，去除牺牲介质层后，只需对外延层结构进行刻蚀就能形成引出源极金属的通孔结构，避免了后期衬底的背刻蚀，避免了刻蚀对器件的正面结构的损伤，从而有效提高器件的良率，节省生产设备及成本。本发明的制备方法可以优化工艺流程，减少背面工艺流程，降低制备工艺对设备兼容性的需求，同时可以有效避免后续深刻蚀工艺引起的器件损伤。
基于预通孔刻蚀 gan hemt 器件制备方法

[发明专利]基于Al离子注入的GaN异质外延缓冲层的制作方法-CN202110938095.1在审
发明人： 刘胜北 -专利权人：上海新微半导体有限公司
申请日： 2021-08-16 - 公布日： 2021-11-16 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：本发明提供一种基于Al离子注入的GaN异质外延缓冲层的制作方法，包括步骤：1)提供一用于GaN异质外延生长的衬底；2)于衬底表层进行Al元素注入，其中，Al元素的注入浓度大于衬底的Al元素固溶度；3)对衬底进行退火工艺以修复衬底的晶格缺陷，同时使衬底表层的Al元素从衬底中析出并在衬底表面形成Al成核层；4)向衬底表面通入Al源与N源，基于Al成核层在衬底表面进行AlN缓冲层的生长。本发明可以精确控制Al元素的注入剂量，解决了原来GaN异质外延生长的AlN缓冲层制备过程中，由于预通Al源工艺窗口较小的情况下造成的外延质量问题以及外延一致性问题。
基于 al 离子注入 gan 外延缓冲制作方法

[发明专利]基于衬底导电孔的GaN基HEMT器件及其制备方法-CN202110610203.2在审
发明人： 刘胜北 -专利权人：上海新微半导体有限公司
申请日： 2021-06-01 - 公布日： 2021-09-14 - 主分类号： H01L29/778 文献下载
摘要：本发明提供一种基于衬底导电孔的GaN基HEMT器件及其制备方法，先在衬底中形成深沟槽并填充导电材料层形成导电孔，同时通过在外延层结构中制备源极深孔将源极金属连接至该导电孔，后续在GaN基HEMT器件正面结构制作完成后减薄将导电孔从衬底背面显露出来，避免了后期衬底的背刻蚀，避免了刻蚀对器件的正面结构的损伤，从而有效提高器件的良率，节省生产设备及成本。本发明由于在器件正面结构制备完成后，不再有复杂的深刻蚀、电镀等工艺步骤，可以降低后续工艺对于器件可靠性的影响。
基于衬底导电 gan hemt 器件及其制备方法

[发明专利]一种HEMT器件的栅极、HEMT器件及其制备方法-CN202110636281.X在审
发明人：李敏;刘胜北 -专利权人：上海新微半导体有限公司
申请日： 2021-06-08 - 公布日： 2021-09-10 - 主分类号： H01L29/778 文献下载
摘要：本发明提供了一种HEMT器件的栅极、HEMT器件及其制备方法，所述HEMT器件的栅极包括：栅脚，所述栅脚位于HEMT器件的源极与漏极之间，所述栅脚至少是两排；栅帽，所述栅帽位于所述栅脚上方，并与所述栅脚连接。本发明提供的栅极包括至少两排栅脚，增加了栅极下方沟道内的电子散射路径，降低了电子能量，减少了热电子数量，抑制了热载流子效应，提高了HEMT器件的线性度。
一种 hemt 器件栅极及其制备方法

[发明专利]一种GaN-HEMT器件上倾角结构的制备方法-CN202110631236.5在审
发明人： 刘胜北 -专利权人：上海新微半导体有限公司
申请日： 2021-06-07 - 公布日： 2021-08-27 - 主分类号： H01L21/335 文献下载
摘要：本发明提供了一种GaN‑HEMT器件上倾角结构的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：在具有GaN‑HEMT外延结构晶圆的表面依次生长第一SiN层、多晶硅层、二氧化硅层与第二SiN层；光刻开口，然后依次刻蚀第二SiN层、二氧化硅层与多晶硅层，以形成一深沟槽，使多晶硅层的侧壁暴露；氧化处理光刻开口后的GaN‑HEMT，使多晶硅层形成倾角结构；刻蚀去除第二SiN层与二氧化硅层；刻蚀处理多晶硅层及第一SiN层使多晶硅层的倾角结构形貌转移至第一SiN层。本发明采用氧化多晶硅形成二氧化硅的方法形成倾角结构，通过调节氧化处理的条件实现对倾角结构的调控，更容易实现精确化控制，便于进行工业化生产。
一种 gan hemt 器件倾角结构制备方法

[发明专利]一种碳化硅沟槽肖特基二极管器件及其制备方法-CN201910051976.4有效
发明人： 刘胜北;蔡文必 -专利权人：厦门市三安集成电路有限公司
申请日： 2019-01-21 - 公布日： 2020-09-15 - 主分类号： H01L29/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种碳化硅沟槽肖特基二极管器件，由下至上包括：阴极电极、衬底层、N型SiC外延层、沟槽、介质层、导电层及阳极电极，复数个的沟槽位于N型SiC外延层的顶部，介质层和导电层依次填充在沟槽内，还包括P型区，该P型区嵌入于部分沟槽之间并位于N型SiC外延层与阳极电极的连接处。本发明既可以提高器件的正向导通电流密度，又可以提高浪涌能力。
一种碳化硅沟槽肖特基二极管器件及其制备方法

[发明专利]激光辅助无掩膜高深宽比碳化硅深槽孔结构制备方法-CN201710939614.X在审
发明人：何志;樊中朝;杨香;王晓峰;刘胜北;刘敏;赵永梅;王晓东;杨富华 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2017-10-11 - 公布日： 2019-04-19 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：本公开提供了一种激光辅助无掩膜高深宽比碳化硅深槽孔结构制备方法，包括：取一待加工的碳化硅材料；对所述待加工的碳化硅材料进行激光辐照；以及对所述激光辐照后的碳化硅材料进行干法刻蚀。本公开激光辅助无掩膜高深宽比碳化硅深槽孔结构制备方法，解决了碳化硅高深宽比深槽孔结构的加工难题，实现了无掩膜的刻蚀，工艺简单，提高了制备效率，可选择性的重复激光辐照与干法刻蚀步骤，由此满足了对碳化硅沟槽深度的更高需求。
碳化硅高深宽比孔结构深槽掩膜制备碳化硅材料激光辐照激光辅助加工干法刻蚀步骤干法刻蚀高需求刻蚀重复

[发明专利]一种通过激光刻蚀碳化硅制备碳化硅超结结构的方法-CN201510876293.4有效
发明人：刘敏;何志;刘胜北;刘兴昉;杨香;樊中朝;王晓峰;潘岭峰;王晓东;赵永梅;杨富华;孙国胜;曾一平 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2015-12-03 - 公布日： 2018-10-09 - 主分类号： H01L21/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种制备碳化硅超结结构的方法，首先采用激光刻蚀对碳化硅外延片进行图形化刻蚀，以在所述碳化硅外延片表面形成沟槽，然后在沟槽中外延生长碳化硅，以形成碳化硅超结结构。本发明通过激光刻蚀来制备碳化硅超结结构，在SiC上刻蚀形成沟槽的效率明显增加，深宽比明显提升，同时具有均匀性好、沟槽侧壁光滑、工艺简单、可操作性强等优点。
一种通过激光刻蚀碳化硅制备结构方法

[发明专利]一种在零偏角衬底上外延碳化硅的方法-CN201510490653.7有效
发明人：刘兴昉;刘斌;闫果果;刘胜北;王雷;赵万顺;张峰;孙国胜;曾一平 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2015-08-11 - 公布日： 2018-04-20 - 主分类号： H01L21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种在零偏角衬底上外延碳化硅的方法，包括步骤1取一零偏角衬底并清洗；步骤2在零偏角衬底之上外延硅层；步骤3升高温度使硅层熔化形成熔融硅层；步骤4通入碳源，使熔融硅层转变成碳化硅层；步骤5判断碳化硅层是否达到所需厚度，如果未达到，则重复执行步骤2～步骤4；如果达到，则执行步骤6；步骤6将未转变成碳化硅层的硅层腐蚀掉，留下完整的碳化硅。本发明利用液硅浸润碳化硅外延表面，并将体系温度升高，提高碳源在液硅中的溶解度，随之采用液相外延生长方法在零偏角碳化硅衬底上进行同质外延生长，可以防止外延层中出现相畴、晶界等缺陷，提高外延层品质，具有很大优势。
一种偏角衬底外延碳化硅方法

[发明专利]一种H2微刻蚀进行碳化硅离子激活的方法-CN201410851645.6有效
发明人： 刘胜北;何志;刘斌;刘兴昉;杨香;樊中朝;王晓峰;王晓东;赵永梅;杨富华;孙国胜;曾一平 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2014-12-31 - 公布日： 2018-01-30 - 主分类号： H01L21/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种氢气微刻蚀进行碳化硅离子激活的方法，其包括步骤一清洗需要碳化硅晶片；步骤二将清洗后的碳化硅晶片放入高温炉腔室内；步骤三将高温炉腔室内温度升至刻蚀温度，通入氢气或氢气混合气体，进行微刻蚀过程；步骤四将高温炉腔室内温度降至室温及关闭所通入的氢气或氢气混合气体。本发明通过在碳化硅退火过程中，通入氢气，利用氢气来刻蚀碳化硅的表面，通过控制刻蚀深度来保证所需的离子分布。从而保证退火后碳化硅良好的表面状况。简化了离子激活的工艺过程。
一种 h2 刻蚀进行碳化硅离子激活方法

[发明专利]用于碳化硅生长的高温装置及方法-CN201510008972.X有效
发明人：刘兴昉;刘斌;闫果果;刘胜北;田丽欣;申占伟;王雷;赵万顺;张峰;孙国胜;曾一平 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2015-01-08 - 公布日： 2017-10-27 - 主分类号： C30B29/36 文献下载
摘要：本发明一种用于碳化硅生长的高温装置及方法，该装置包括一外壳，为筒形结构；一生长室，为筒形结构，其位于外壳的中间；一出气管，其固定在生长室的顶部；一温度探测器，其固定在生长室的顶部；一生长源进气管，其位于生长室内的侧壁，且通向生长室的底部；一可旋转载盘，其从上至下通过一轴杆连接至生长室的中间部位；一匀气盘，其固定在生长室的底部；一加热器，其位于生长室的下面，在外壳内，该加热器与生长室之间形成一燃烧室；一保温层，其围绕在生长室的外侧；一排烟管，其一端固定于保温层上与燃烧室相通，另一端经外壳通往室外。本发明可以避免巨大的电力消耗，又可以提高生产效率、降低能耗。
用于碳化硅生长高温装置方法

[发明专利]碳化硅外延层区域掺杂的方法-CN201510490656.0有效
发明人：刘兴昉;刘斌;闫果果;刘胜北;王雷;赵万顺;张峰;孙国胜;曾一平 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2015-08-11 - 公布日： 2017-10-24 - 主分类号： H01L21/36 文献下载
摘要：一种碳化硅外延层区域掺杂的方法，包括取一碳化硅衬底，并清洗干净；在衬底的表面外延一第一本征硅层；刻蚀，在第一本征硅层上形成第一图形化硅层，刻蚀深度到达衬底的表面；升高温度使第一本征硅层熔化，通入碳源，同时通入第一类型掺杂源，使熔化的第一图形化硅层形成第一类型掺杂的碳化硅，形成基片；低温下通入硅源，在基片上生长第二本征硅层；刻蚀，将第一类型掺杂的碳化硅上的第二本征硅层刻蚀掉，刻蚀深度到达第一类型掺杂的碳化硅的表面，形成第二图形化硅层；升高温度使第二图形化硅层熔化，通入碳源，同时通入第二类型掺杂源，使熔化的第二图形化硅层形成第二掺杂的碳化硅层；腐蚀硅残留，得到所需完整的具有第一、第二类区域掺杂类型碳化硅外延层，完成制备。
碳化硅外延区域掺杂方法

[发明专利]消除碳化硅外延面穿通缺陷的方法-CN201510489191.7在审
发明人：刘兴昉;刘斌;刘胜北;闫果果;王雷;赵万顺;张峰;孙国胜;曾一平 -专利权人：中国科学院半导体研究所
申请日： 2015-08-11 - 公布日： 2015-12-09 - 主分类号： H01L21/208 文献下载
摘要：一种消除碳化硅外延面穿通缺陷的方法，包括如下步骤：步骤1：取一碳化硅衬底，并清洗干净；步骤2：对衬底的表面进行腐蚀，直至显露缺陷坑；步骤3：在衬底上制作硅层；步骤4：升高温度使硅层熔化，使之填满缺陷坑，并使外表面平整；步骤5：通入碳源，使熔化硅层部分转变成第一碳化硅层；步骤6：通入碳源，使剩余的熔化硅层部分转变成第二碳化硅层；步骤7：腐蚀，将剩余的硅层腐蚀掉，留下完整的第一、第二碳化硅层，完成制备。本发明是将碳化硅衬底外延表面的缺陷消除，进而达到防止缺陷穿通到外延层中。
消除碳化硅外延面穿通缺陷方法

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