公开(公告)号：CN101789446A

公开(公告)日：2010-07-28

申请号：CN201010107441.3

申请日：2010-02-09

申请人： 中国科学院上海技术物理研究所

发明人： 胡伟达 ,  王林 ,  王晓东 ,  陈效双 ,  陆卫

IPC分类号： H01L29/778 ,  H01L29/78 ,  H01L21/336 ,  H01L29/205 ,  H01L29/51

摘要： 本发明公开了一种双异质结MOS-HEMT器件，包括蓝宝石衬底10上依次形成的GaN成核层9、GaN缓冲层8、InGaN嵌入层7、GaN沟道层6、AlN势垒层5以及其上形成的Al2O3栅介质层4、源极1和漏极3、Al2O3栅介质层4上形成的栅极2，其特征是：采用具有优良热导性和较大禁带宽度的AlN材料作为势垒层，降低了器件的自加热效应和栅极漏电流，降低了器件耗尽模式工作下的阈值电压；利用AlN材料强的极化性质，提高了沟道中的电子浓度，增大了饱和电流和器件的输出功率；使用原子层沉积工艺淀积的Al2O3材料作为栅介质层，大大地减少了栅极漏电流，提高了器件的击穿电压；利用InGaN材料的反向极化现象，提高了缓冲层的导带能量，降低了器件的电流坍塌效应。

公开(公告)号：CN101916773A

公开(公告)日：2010-12-15

申请号：CN201010234859.0

申请日：2010-07-23

申请人： 中国科学院上海技术物理研究所

发明人： 胡伟达 ,  王晓东 ,  陈效双 ,  陆卫

IPC分类号： H01L29/778 ,  H01L29/78 ,  H01L29/20 ,  H01L29/51 ,  H01L21/336

摘要： 本发明公开了一种Al2O3/AlN/GaN/AlGaN/GaN双沟道MOS-HEMT器件及制作方法，包括蓝宝石衬底10上依次形成的GaN成核层9、GaN缓冲层8、AlGaN下势垒层7、GaN沟道层6、AlN上势垒层5以及其上形成的Al2O3栅介质层4、源极1和漏极3、Al2O3栅介质层4上形成的栅极2，其特征是：采用具有优良热导性和较大禁带宽度的AlN材料作为上势垒层，降低了器件的自加热效应，同时降低了器件耗尽模式下的阈值电压；利用AlN和GaN形成的深势阱抑制高电压下的热电子效应，从而降低器件的电流坍塌效应；利用AlN材料强的极化性质，提高了沟道中的电子浓度，增大了饱和电流和器件的输出功率；使用原子层沉积工艺淀积的Al2O3材料作为栅介质层，减少了栅极漏电流，提高了器件的击穿电压。

公开(公告)号：CN101789446B

公开(公告)日：2011-06-22

申请号：CN201010107441.3

申请日：2010-02-09

申请人： 中国科学院上海技术物理研究所

发明人： 胡伟达 ,  王林 ,  王晓东 ,  陈效双 ,  陆卫

IPC分类号： H01L29/778 ,  H01L29/78 ,  H01L21/336 ,  H01L29/205 ,  H01L29/51

摘要： 本发明公开了一种双异质结MOS-HEMT器件，包括蓝宝石衬底10上依次形成的GaN成核层9、GaN缓冲层8、InGaN嵌入层7、GaN沟道层6、AlN势垒层5以及其上形成的Al2O3栅介质层4、源极1和漏极3、Al2O3栅介质层4上形成的栅极2，其特征是：采用具有优良热导性和较大禁带宽度的AlN材料作为势垒层，降低了器件的自加热效应和栅极漏电流，降低了器件耗尽模式工作下的阈值电压；利用AlN材料强的极化性质，提高了沟道中的电子浓度，增大了饱和电流和器件的输出功率；使用原子层沉积工艺淀积的Al2O3材料作为栅介质层，大大地减少了栅极漏电流，提高了器件的击穿电压；利用InGaN材料的反向极化现象，提高了缓冲层的导带能量，降低了器件的电流坍塌效应。

公开(公告)号：CN102592999B

公开(公告)日：2014-06-04

申请号：CN201210072930.9

申请日：2012-03-19

申请人： 中国科学院上海技术物理研究所

发明人： 胡伟达 ,  王晓东 ,  陈效双 ,  陆卫

IPC分类号： H01L21/335 ,  H01L29/778 ,  H01L29/10 ,  G06F17/50

摘要： 本发明公开了一种优化AlN/GaN/AlN量子阱HEMT器件沟道层厚度的方法，该方法是通过器件模拟发现在材料生长过程中将GaN沟道层的厚度控制在15～22nm之间可以很好地改善器件性能，并且根据所得结果制作了AlN/GaN/AlN量子阱HEMT器件，进而为优化AlN/GaN/AlN量子阱HEMT器件提供了依据。本发明对于改善器件性能和优化器件设计都有着十分重要的意义。

公开(公告)号：CN102592999A

公开(公告)日：2012-07-18

申请号：CN201210072930.9

申请日：2012-03-19

申请人： 中国科学院上海技术物理研究所

发明人： 胡伟达 ,  王晓东 ,  陈效双 ,  陆卫

IPC分类号： H01L21/335 ,  H01L29/778 ,  H01L29/10 ,  G06F17/50

摘要： 本发明公开了一种优化AlN/GaN/AlN量子阱HEMT器件沟道层厚度的方法，该方法是通过器件模拟发现在材料生长过程中将GaN沟道层的厚度控制在15～22nm之间可以很好地改善器件性能，并且根据所得结果制作了AlN/GaN/AlN量子阱HEMT器件，进而为优化AlN/GaN/AlN量子阱HEMT器件提供了依据。本发明对于改善器件性能和优化器件设计都有着十分重要的意义。

公开(公告)号：CN101916773B

公开(公告)日：2012-05-23

申请号：CN201010234859.0

申请日：2010-07-23

申请人： 中国科学院上海技术物理研究所

发明人： 胡伟达 ,  王晓东 ,  陈效双 ,  陆卫

IPC分类号： H01L29/778 ,  H01L29/78 ,  H01L29/20 ,  H01L29/51 ,  H01L21/336

摘要： 本发明公开了一种Al2O3/AlN/GaN/AlGaN/GaN双沟道MOS-HEMT器件的制作方法，包括蓝宝石衬底10上依次形成的GaN成核层9、GaN缓冲层8、AlGaN下势垒层7、GaN沟道层6、AlN上势垒层5以及其上形成的Al2O3栅介质层4、源极1和漏极3、Al2O3栅介质层4上形成的栅极2，其特征是：采用具有优良热导性和较大禁带宽度的AlN材料作为上势垒层，降低了器件的自加热效应，同时降低了器件耗尽模式下的阈值电压；利用AlN和GaN形成的深势阱抑制高电压下的热电子效应，从而降低器件的电流坍塌效应；利用AlN材料强的极化性质，提高了沟道中的电子浓度，增大了饱和电流和器件的输出功率；使用原子层沉积工艺淀积的Al2O3材料作为栅介质层，减少了栅极漏电流，提高了器件的击穿电压。

公开(公告)号：CN101752389A

公开(公告)日：2010-06-23

申请号：CN200910197300.2

申请日：2009-10-16

申请人： 中国科学院上海技术物理研究所

发明人： 胡伟达 ,  王晓东 ,  陈效双 ,  陆卫

IPC分类号： H01L27/12 ,  H01L29/78 ,  H01L29/778 ,  H01L29/12 ,  H01L21/84 ,  H01L21/265

摘要： 本发明公开了一种Al2O3/AlN/GaN/AlN MOS-HEMT器件及制作方法，包括：AlN单晶衬底8上依次形成的AlN缓冲层7、GaN沟道层6和AlN势垒层5，AlN势垒层5上形成的Al2O3栅介质层4、源极1和漏极3，以及Al2O3栅介质层4上形成的栅极2，其特征是，AlN单晶衬底替代了传统的蓝宝石衬底，利用AlN材料的高热导率性质降低器件的自加热效应。用高电阻AlN缓冲层取代了传统的半绝缘GaN外延层，只留下一层GaN沟道层，从而极大地减小了GaN外延层的寄生电导和泄漏电流，并且形成的AlN/GaN/AlN量子阱结构将进一步提高二维电子气在沟道内的束缚力，从而降低电流坍塌效应。