公开(公告)号：CN112951917B

公开(公告)日：2022-11-15

申请号：CN202110125788.9

申请日：2021-01-29

申请人： 中国电子科技集团公司第十三研究所

发明人： 吕元杰 ,  王元刚 ,  马春雷 ,  刘宏宇 ,  付兴昌 ,  宋旭波 ,  郭红雨 ,  冯志红

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L29/24 ,  H01L29/10 ,  H01L21/34

摘要： 本发明适用于半导体制造技术领域，提供了一种氧化镓场效应晶体管及制备方法。所述氧化镓场效应晶体管，包括衬底、形成在所述衬底上的n型氧化镓沟道层、分别形成在所述n型氧化镓沟道层两端的源电极和漏电极、以及设置在所述源电极和漏电极之间的栅介质层和栅电极；在所述n型氧化镓沟道层中、栅电极的下方设有p型离子注入区，所述p型离子注入区的深度由靠近所述源电极的一端向靠近所述漏电极的一端逐渐变浅。本发明提供的氧化镓场效应晶体管，不仅可以有效平滑沟道电场分布，有效抑制沟道尖峰电场强度，进而大幅改善器件击穿电压，而且可以保持低的沟道电阻，从而有效降低氧化镓MOSFET的导通电阻。

公开(公告)号：CN115083921A

公开(公告)日：2022-09-20

申请号：CN202210570829.X

申请日：2022-05-24

申请人： 中国电子科技集团公司第十三研究所

发明人： 王元刚 ,  吕元杰 ,  敦少博 ,  卜爱民 ,  韩婷婷 ,  刘宏宇 ,  冯志红

IPC分类号： H01L21/34 ,  H01L29/06 ,  H01L29/872

摘要： 本发明提供了一种氧化镓肖特基二极管制备方法及氧化镓肖特基二极管，该方法包括在衬底的上表面依次生长氧化镓外延层、氧化镍层、介质层；基于预设斜面图形对介质层进行刻蚀处理，直至露出氧化镍层，得到梯形状斜面结构；在氧化镍层的上表面和梯形状斜面结构的内侧制备阳极；在衬底的下表面制备阴极，通过上述方法制备的氧化镓肖特基二极管，其梯形状斜面结构可以调制器件沟道的电场分布，使耗尽区沿着场板方向向外扩展，显著增大了肖特基结边缘处的曲率，缓解了肖特基结边缘处的电场集中效应。采用该方法制备的氧化镓肖特基二极管，可有效降低峰值电场，降低器件漏电，提高器件击穿电压。

公开(公告)号：CN114744047A

公开(公告)日：2022-07-12

申请号：CN202210470918.7

申请日：2022-04-28

申请人： 中国电子科技集团公司第十三研究所

发明人： 吕元杰 ,  刘宏宇 ,  王元刚 ,  卜爱民 ,  盛百城 ,  冯志红

IPC分类号： H01L29/78 ,  H01L29/06 ,  H01L29/10 ,  H01L29/20 ,  H01L29/423

摘要： 本发明提供一种氧化镓场效应晶体管，包括衬底、形成在衬底上的n型氧化镓沟道层、分别形成在n型氧化镓沟道层上的源电极、漏电极和栅电极；在n型氧化镓沟道层的预设沟道区域内设有多个周期排布的刻蚀凹坑，相邻刻蚀凹坑相靠近的两侧壁在n型氧化镓沟道层上形成鳍状台面；鳍状台面的两个侧壁从源电极侧以相互远离的方式向漏电极侧延伸；其中，栅电极还覆盖所述鳍状台面的上表面和两个侧壁，形成FinFET结构。本发明提供的氧化镓场效应晶体管可以进一步提高器件的击穿特性。

公开(公告)号：CN114744026A

公开(公告)日：2022-07-12

申请号：CN202210470865.9

申请日：2022-04-28

申请人： 中国电子科技集团公司第十三研究所

发明人： 吕元杰 ,  刘宏宇 ,  王元刚 ,  付兴昌 ,  马春雷 ,  冯志红

IPC分类号： H01L29/10 ,  H01L29/06 ,  H01L29/20 ,  H01L29/423 ,  H01L21/336

摘要： 本发明提供一种氧化镓场效应晶体管器件及其制备方法。该器件包括：衬底，设于衬底上的n型氧化镓沟道层，设于n型氧化镓沟道层上的漏电极和源电极，设于漏电极和源电极之间的栅介质层，设于栅介质层上的栅电极；n型氧化镓沟道层对应于漏电极和源电极之间的部分包括第一沟道和至少一个鳍式沟道；第一沟道偏向源电极一侧；鳍式沟道设于漏电极与第一沟道之间；鳍式沟道的横截面呈指向源电极方向的对称阶梯状，阶梯个数大于等于2；栅电极在n型氧化镓沟道层上的垂直投影覆盖鳍式沟道与第一沟道的连接区域。本发明能够通过鳍式沟道结构，使栅电极具有更高的表面积、增加了阈值电压；鳍式沟道的尺寸减小，减小了尖峰电场，提升了器件击穿电压。

公开(公告)号：CN114743875A

公开(公告)日：2022-07-12

申请号：CN202210470510.X

申请日：2022-04-28

申请人： 中国电子科技集团公司第十三研究所

发明人： 王元刚 ,  吕元杰 ,  敦少博 ,  卜爱民 ,  韩婷婷 ,  刘宏宇 ,  冯志红

IPC分类号： H01L21/329 ,  H01L21/02 ,  H01L29/06

摘要： 本申请适用于半导体器件制造技术领域，提供了一种氧化镓二极管器件及其制备方法，该制备方法包括：在氧化镓外延层上制备预设图案的介质掩膜层；以水平面为基准，将氧化镓衬底分别向两个相反的方向旋转第一倾斜角度和第二倾斜角度，对位于介质掩膜层覆盖的的氧化镓外延层进行刻蚀，第一倾斜角度和第二倾斜角度均小于90°；在氧化镓外延层和介质掩膜层上制备预设形状的聚酰亚胺层；去除介质掩膜层，在氧化镓外延层上与介质掩膜层对应的区域，以及在所述聚酰亚胺层上靠近所述介质掩膜层的区域上表面形成NiO层；在NiO层上形成第一电极层；在氧化镓衬底下表面形成第二电极层。本申请能够较容易实现氧化镓正磨角终端结构，提升器件耐压性。

公开(公告)号：CN111180398A

公开(公告)日：2020-05-19

申请号：CN202010013525.4

申请日：2020-01-07

申请人： 中国电子科技集团公司第十三研究所

发明人： 吕元杰 ,  王元刚 ,  周幸叶 ,  刘宏宇 ,  宋旭波 ,  梁士雄 ,  马春雷 ,  付兴昌 ,  冯志红

IPC分类号： H01L23/31 ,  H01L29/40 ,  H01L29/78 ,  H01L21/02 ,  H01L21/56 ,  H01L21/34

摘要： 本发明适用于半导体技术领域，提供了一种氧化镓场效应晶体管及其制备方法。其中，所述氧化镓场效应晶体管包括衬底，设于所述衬底上的氧化镓沟道层，设于所述氧化镓沟道层上的源电极和漏电极，设于所述源电极和所述漏电极之间的栅介质层，设于所述栅介质层上的栅电极，以及，覆盖所述源电极和所述漏电极之间表面区域的钝化介质层，所述钝化介质层中设有氟注入区域，所述氟注入区域位于所述栅电极偏向所述漏电极一侧的区域。本发明提供的氧化镓场效应晶体管可以有效抑制栅电极偏漏电极一侧区域内可能出现的尖峰电场，使电场的分布更加均匀，氧化镓场效应晶体管的击穿电压大幅提升，有利于扩展氧化镓场效应晶体管器件在高压场景中的应用。

公开(公告)号：CN110808212A

公开(公告)日：2020-02-18

申请号：CN201911089388.6

申请日：2019-11-08

申请人： 中国电子科技集团公司第十三研究所

发明人： 吕元杰 ,  刘宏宇 ,  王元刚 ,  周幸叶 ,  宋旭波 ,  梁士雄 ,  谭鑫 ,  冯志红

IPC分类号： H01L21/34 ,  H01L29/78 ,  H01L29/10

摘要： 本发明适用于半导体制造技术领域，提供了一种氧化镓场效应晶体管及其制备方法，该制备方法包括：在衬底上外延制备n型掺杂氧化镓沟道层，并在n型掺杂氧化镓沟道层上沉积源电极和漏电极；在n型掺杂氧化镓沟道层上未被源电极和漏电极覆盖的位置刻蚀成一斜面，获得样品；在样品上未被源电极和漏电极覆盖的表面上生长介质层；在介质层的斜面上制备栅电极。通过刻蚀斜面的方式，可以使栅电极处于一个斜面上，栅电极靠近漏极的端点处角度变大，栅电极下尖峰电场被有效的抑制，电场分布更加均匀，从而大幅提升氧化镓场效应晶体管的击穿电压，提高氧化镓场效应晶体管的导通特性。

公开(公告)号：CN111129165B

公开(公告)日：2023-11-28

申请号：CN201911231623.9

申请日：2019-12-05

申请人： 中国电子科技集团公司第十三研究所

发明人： 吕元杰 ,  刘宏宇 ,  王元刚 ,  周幸叶 ,  宋旭波 ,  梁士雄 ,  谭鑫 ,  冯志红 ,  马春雷 ,  徐森峰

IPC分类号： H01L29/872 ,  H01L21/329 ,  H01L29/06

摘要： 本发明涉及半导体领域，特别涉及一种肖特基二极管及其制备方法。该肖特基二极管包括：衬底；n型氧化镓层，形成在所述衬底上，其中，所述n型氧化镓层形成有斜面结构，所述斜面结构的外边缘和所述n型氧化镓层的外边缘重合，且所述斜面结构对应区域的n型氧化镓层从外边缘向内边缘厚度增加，所述斜面结构下方具有高温退火处理n型氧化镓层形成的热氧化处理区；阳极金属层，形成在所述n型氧化镓层上；其中，所述阳极金属层在n型氧化镓层上的投影覆盖所述斜面结构的内边缘，且该投影的边缘与所述斜面结构的内边缘之间的水平距离小于或等于预设距离；阴极金属层，形成在所述衬底的背面。上述结构可以提高器件的击穿电压。

公开(公告)号：CN112820643B

公开(公告)日：2022-11-08

申请号：CN202011578764.0

申请日：2020-12-28

申请人： 中国电子科技集团公司第十三研究所

发明人： 王元刚 ,  吕元杰 ,  孙肇峰 ,  敦少博 ,  刘宏宇 ,  周幸叶 ,  谭鑫 ,  韩婷婷 ,  梁士雄 ,  冯志红

IPC分类号： H01L21/329 ,  H01L29/872 ,  H01L29/40 ,  H01L29/24

摘要： 本发明公开了一种氧化镓SBD的制备方法及结构，属于半导体制造技术领域。所述氧化镓SBD的制备方法，包括N+高浓度衬底，生长在所述N+高浓度衬底上的N‑低浓度氧化镓外延层，通过在所述N‑低浓度氧化镓外延层上淀积介质掩膜层和金属掩膜层，干法刻蚀未被所述金属掩膜层覆盖的介质掩膜层，湿法腐蚀所述金属掩膜层下部预设宽度的介质掩膜层，去除所述金属掩膜层后，在所述N‑低浓度氧化镓外延层上生长P型异质层，最后制备阴极和阳极。本发明提供的制备氧化镓SBD的方法，采用双层掩膜，湿法腐蚀突破光刻尺寸限制，从而实现更小的P型异质层间距。

公开(公告)号：CN114743883A

公开(公告)日：2022-07-12

申请号：CN202210471151.X

申请日：2022-04-28

申请人： 中国电子科技集团公司第十三研究所

发明人： 刘宏宇 ,  吕元杰 ,  王元刚 ,  卜爱民 ,  许靖 ,  冯志红

IPC分类号： H01L21/336 ,  H01L29/78

摘要： 本发明适用于半导体技术领域，提供了一种氧化镓垂直场效应晶体管制备方法及场效应晶体管，上述方法包括：在氧化镓衬底的上表面生长氧化镓沟道层；对氧化镓沟道层进行离子注入掺杂，形成源区；其中，离子注入的深度小于氧化镓沟道层的厚度；在氧化镓沟道层上生长掩膜层；对氧化镓沟道层上未被掩膜层覆盖的区域进行刻蚀，形成多个沟槽；在多个沟槽及多个沟槽之间的凸台上生长P型介质层及栅电极层；去除掩膜层；在凸台上制备源电极；其中，源电极连通各个凸台；在氧化镓衬底的下表面制备漏电极。本发明采用自对准技术，通过P型介质层形成PN结，制备过程简单，降低了垂直场效应晶体管的制备难度。