一种集电极上置的氮化镓热电子晶体管器件及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种集电极上置的氮化镓热电子晶体管器件，其特征在于，包括：gan自支撑衬底(1)、n gan层(2)、al
x
ga1‑
x
n发射区(3)、发射极(4)、gan基区(5)、al
y
ga1‑
y
n集电区(6)、基极(7)、n gan帽层(8)、集电极(9)和钝化层(10)，其中，所述gan自支撑衬底(1)、所述n gan层(2)、所述al
x
ga1‑
x
n发射区(3)、所述gan基区(5)、所述al
y
ga1‑
y
n集电区(6)、所述n gan帽层(8)依次层叠，所述gan自支撑衬底(1)和所述n gan层(2)形成第一台阶，所述al
x
ga1‑
x
n发射区(3)和所述gan基区(5)形成第二台阶，所述al
y
ga1‑
y
n集电区(6)和所述n gan帽层(8)形成第三台阶；所述钝化层(10)位于所述n gan层(2)的上表面、所述al
x
ga1‑
x
n发射区(3)的侧面、所述gan基区(5)的侧面和上表面、所述al
y
ga1‑
y
n集电区(6)的侧面以及所述n gan帽层(8)的侧面和上表面；所述发射极(4)的下端位于所述钝化层(10)中且与所述n gan层(2)接触，上端位于所述第一台阶上的所述钝化层(10)表面且围绕所述第二台阶侧面的所述钝化层(10)；所述基极(7)的下端位于所述钝化层(10)中且与所述gan基区(5)接触，上端位于所述第二台阶上的所述钝化层(10)表面且围绕所述第三台阶侧面的所述钝化层(10)；所述集电极(9)的下端位于所述钝化层(10)中且与所述n gan帽层(8)接触，上端位于所述第三台阶上的所述钝化层(10)表面。2.根据权利要求1所述的集电极上置的氮化镓热电子晶体管器件，其特征在于，所述gan自支撑衬底(1)的n型掺杂浓度为1e
18
cm
‑3～8e
18
cm
‑3，厚度为200μm～400μm。3.根据权利要求1所述的集电极上置的氮化镓热电子晶体管器件，其特征在于，所述n gan层(2)的n型掺杂浓度3e
18
cm
‑3～8e
18
cm
‑3，厚度15nm～40nm。4.根据权利要求1所述的集电极上置的氮化镓热电子晶体管器件，其特征在于，所述al
x
ga1‑
x
n发射区(3)的n型掺杂浓度1e
18
cm
‑3～1e
19
cm
‑3，厚度25nm～40nm，al组分x为25％～40％。5.根据权利要求1所述的集电极上置的氮化镓热电子晶体管器件，其特征在于，所述gan基区(5)的n型掺杂浓度8e
18
cm
‑3～1.5e
19
cm
‑3，厚度8nm～12nm。6.根据权利要求1所述的集电极上置的氮化镓热电子晶体管器件，其特征在于，所述al
y
ga1‑
y
n集电区(6)的n型掺杂浓度5e
17
cm
‑3～5e
18
cm
‑3，厚度40nm～60nm，al组分y为5％～10％。7.根据权利要求1所述的集电极上置的氮化镓热电子晶体管器件，其特征在于，所述基极(7)的下端位于所述钝化层(10)中且嵌入所述gan基区(5)中。8.根据权利要求1所述的集电极上置的氮化镓热电子晶体管器件，其特征在于，所述n gan帽层(8)的n型掺杂浓度5e
18
cm
‑3～1e
19
cm
‑3，厚度10nm～20nm。9.一种集电极上置的氮化镓热电子晶体管器件的制备方法，其特征在于，包括步骤：s1、刻蚀外延基片外周的n gan帽层(8)、al
y
ga1‑
y
n集电区(6)、gan基区(5)和al
x
ga1‑
x
n发射区(3)，形成发射极区域(41)，其中，所述外延基片包括依次层叠的gan自支撑衬底(1)、n gan层(2)、al
x
ga1‑
x
n发射区(3)、gan基区(5)、al
y
ga1‑
y
n集电区(6)、n gan帽层(8)，所述发射极区域(41)位于所述n gan层(2)上；s2、刻蚀所述n gan帽层(8)和所述al
y
ga1‑
y
n集电区(6)，形成基极区域(71)和集电极区域(81)，其中，所述基极区域(71)位于所述gan基区(5)上，所述集电极区域(81)位于所述n
gan帽层(8)上；s3、在所述n gan层(2)的上表面、所述al
x
ga1‑
x
n发射区(3)的侧面、所述gan基区(5)的侧面和上表面、所述al
y
ga1‑
y
n集电区(6)的侧面以及所述n gan帽层(8)的侧面和上表面生长钝化层(10)；s4、对所述发射极区域(41)的所述钝化层(10)和所述n gan层(2)、所述基极区域(71)的所述钝化层(10)和所述gan基区(5)、所述集电极区域(81)的所述钝化层(10)和所述n gan帽层(8)进行刻蚀，形成发射极开孔(43)、基极开孔(73)和集电极开孔(83)；s5、在所述发射极开孔(43)中、所述基极开孔(73)中、所述集电极开孔(81)中和所述钝化层(10)上蒸发金属，形成发射极(4)、基极(7)和集电极(9)。10.根据权利要求9所述的集电极上置的氮化镓热电子晶体管器件的制备方法，其特征在于，步骤s4包括：s41、对所述发射极区域(41)的所述钝化层(10)、所述基极区域(71)的所述钝化层(10)和所述n gan帽层(8)的所述钝化层(10)同时进行刻蚀，形成贯穿所述钝化层(10)的第一开孔(42)、第二开孔(72)和第三开孔(82)；s42、对所述第一开孔(42)中的所述n gan层(2)、所述第二开孔(72)中的所述gan基区(5)、所述第三开孔(82)中的所述n gan帽层(8)同时进行过刻蚀，形成发射极开孔(43)、基极开孔(73)和集电极开孔(83)，其中，过刻蚀深度为0～5nm。

技术总结
本发明涉及一种集电极上置的氮化镓热电子晶体管器件及其制备方法，该氮化镓热电子晶体管器件包括：GaN自支撑衬底、n GaN层、Al


技术研发人员：祝杰杰 马晓华 赵旭 张颖聪 杨凌 郝跃
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2021.07.29
技术公布日：2021/12/3