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1. WO2018129642 - GAN HEMT DEVICE

Publication Number WO/2018/129642
Publication Date 19.07.2018
International Application No. PCT/CN2017/070697
International Filing Date 10.01.2017
IPC
H01L 29/778 2006.01
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
29Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; Capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof
66Types of semiconductor device
68controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified, or switched
76Unipolar devices
772Field-effect transistors
778with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT
CPC
H01L 29/778
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
29Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof; ; Multistep manufacturing processes therefor
66Types of semiconductor device ; ; Multistep manufacturing processes therefor
68controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
76Unipolar devices ; , e.g. field effect transistors
772Field effect transistors
778with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
Applicants
  • 成都海威华芯科技有限公司 CHENGDU HIWAFER SEMICONDUCTOR CO., LTD [CN]/[CN]
Inventors
  • 陈一峰 CHEN, Yifeng
Agents
  • 成都华风专利事务所(普通合伙) CHENGDU HUAFENG PATENT OFFICE
Priority Data
Publication Language Chinese (ZH)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) GAN HEMT DEVICE
(FR) DISPOSITIF HEMT À BASE DE GAN
(ZH) 一种GaN HEMT器件
Abstract
(EN)
A gallium nitride (GaN) high electron mobility transistor (HEMT) device, being, sequentially from bottom up: a substrate (1), a nucleation layer (2), an AlxGa1-xN back barrier layer (3), a GaN channel layer (4), an AlN isolation layer (5), a δ doping layer (6), and an AlyGa1-yN barrier layer (7); a source (13) and a drain (8) are deposited on the AlyGa1-yN barrier layer (7) to form ohmic contact, while a medium passivation layer (11) having tensile stress is grown on the AlyGa1-yN barrier layer (7), a gate (12) being deposited on the medium passivation layer (11), and a first medium layer (9) having tensile stress and a second medium layer (10) having compressive stress are grown sequentially on the medium passivation layer (11). A back barrier structure is used to reduce leaking current of a buffer layer, thereby improving breakdown voltage and reliability; at the same time, δ doping is used and a medium having tensile stress is grown to compensate for the impact of the back barrier structure on a two-dimensional electron gas so as to ensure the high-voltage, high-efficiency, high-frequency and high-power performance of the GaN device.
(FR)
L'invention concerne un dispositif de transistor à haute mobilité d'électrons (HEMT) à base de nitrure de gallium (GaN), étant, de manière séquentielle du bas vers le haut: un substrat (1), une couche de nucléation (2), une couche barrière arrière de AlxGa1-xN (3), une couche de canal de GaN (4), une couche d'isolation d'AlN (5), une couche de dopage δ (6), et une couche barrière de AlyGa1-yN (7); une source (13) et un drain (8) sont déposés sur la couche barrière de AlyGa1-yN (7) pour former un contact ohmique, tandis qu'une couche de passivation de milieu (11) ayant une contrainte de traction est développée sur la couche barrière de AlyGa1-yN (7), une grille (12) étant déposée sur la couche de passivation de milieu (11), et une première couche de milieu (9) ayant une contrainte de traction et une seconde couche de milieu (10) ayant une contrainte de compression sont développées de manière séquentielle sur la couche de passivation de milieu (11). Une structure de barrière arrière est utilisée pour réduire le courant de fuite d'une couche tampon, ce qui permet d'améliorer la tension de claquage et la fiabilité; en même temps, un dopage δ est utilisé et un milieu ayant une contrainte de traction est amené à croître pour compenser l'impact de la structure de barrière arrière sur un gaz d'électrons bidimensionnel de façon à assurer la haute tension, la haute efficacité, la haute fréquence et la haute puissance du dispositif au GaN.
(ZH)
一种GaN HEMT器件,从下至上依次为衬底(1)、成核层(2)、Al xGa 1-xN背势垒层(3)、GaN沟道层(4)、AlN隔离层(5)、δ掺杂层(6)及Al yGa 1-yN势垒层(7),Al yGa 1-yN势垒层(7)上沉积源极(13)和漏极(8)形成欧姆接触,且Al yGa 1-yN势垒层(7)上生长具有张应力的介质钝化层(11),在介质钝化层(11)上沉积栅极(12);介质钝化层(11)上依次生长有具有张应力的第一介质层(9)和具有压应力的第二介质层(10)。采用背势垒结构,减小缓冲层泄露电流,从而提高击穿电压和可靠性,同时利用δ掺杂和生长张应力介质来补偿背势垒结构对二维电子气的影响,以确保GaN器件的高电压、高效率、高频率和高功率的性能。
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