公开(公告)号：CN117373926A

公开(公告)日：2024-01-09

申请号：CN202311205261.2

申请日：2023-09-18

Applicant: 中国电子科技集团公司第十三研究所 ,  西安电子科技大学

Inventor： 彭浩 ,  吕元杰 ,  刘宏宇 ,  孙保瑞 ,  王元刚 ,  李保第 ,  胡泽先 ,  王冲

IPC: H01L21/34 ,  H01L29/78

Abstract: 本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种氧化镓纵向MOSFET器件的制备方法。该方法包括：对N+型氧化镓衬底进行高温热氧化处理，得到在N+型氧化镓衬底上表面的第一N‑型氧化镓漂移层，以及在N+型氧化镓衬底下表面的第二N‑型氧化镓漂移层；对第一N‑型氧化镓漂移层进行离子注入，形成厚度小于第一N‑型氧化镓漂移层厚度的N+层；在N+层上表面制备源电极，并将源电极作为掩模进行刻蚀得到沟槽；在沟槽表面制备栅介质并在栅介质表面制备栅电极；将第二N‑型氧化镓漂移层进行去除以暴露出N+型氧化镓衬底的N+区域，在N+区域下表面制备漏电极。本发明能够有效解决外延法工艺复杂、成本较高的问题。

公开(公告)号：CN117373925A

公开(公告)日：2024-01-09

申请号：CN202311205242.X

申请日：2023-09-18

Applicant: 中国电子科技集团公司第十三研究所

Inventor： 刘宏宇 ,  吕元杰 ,  孙保瑞 ,  王元刚 ,  李保第 ,  胡泽先 ,  韩仕达 ,  卜爱民 ,  冯志红

IPC: H01L21/34 ,  H01L29/78 ,  H01L29/06

Abstract: 本发明涉及半导体技术领域，具体涉及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n型氧化镓沟道层、源电极和金属掩膜的表面制备光刻胶，随后对光刻胶进行烘烤和回流处理，形成光刻胶斜面；在光刻胶斜面上垂直注入元素，形成在n型氧化镓沟道层内纵向梯形分布的离子注入区；在源电极和漏电极之间的n型氧化镓沟道层上制备栅介质；在离子注入区所对应的栅介质上制备栅电极，即得氧化镓场效应晶体管。本发明具有工艺简单，可控性好，可制备的光刻胶斜面夹角范围更大，注入的离子深度更深，能够实现更低的导通电阻。

公开(公告)号：CN117373924A

公开(公告)日：2024-01-09

申请号：CN202311204809.1

申请日：2023-09-18

Applicant: 中国电子科技集团公司第十三研究所

Inventor： 刘宏宇 ,  吕元杰 ,  王元刚 ,  韩仕达 ,  方圆 ,  卜爱民 ,  冯志红

IPC: H01L21/34 ,  H01L29/78 ,  H01L29/06

Abstract: 本发明实施例提供一种氧化镓场效应晶体管及其制备方法，涉及氧化镓器件制备技术领域。由于晶体管各电极之间场强的最大值，是由各电极处的载流子数量决定的。本发明通过在鳍式沟道两侧进行离子注入，破坏注入区域内氧化镓沟道层的晶格结构，减少载流子的产生数量，降低各电极处的载流子浓度，从而降低各电极处的载流子数量，增大各晶体管的电极之间可以承受的最大场强，进而提升氧化镓场效应晶体管的击穿电压。进一步的，在n型氧化镓沟道层注入离子后，注入的离子还可以在氧化镓中作为受主耗尽沟道内的载流子，从而降低载流子浓度，进一步提升氧化镓场效应晶体管的击穿电压。

公开(公告)号：CN111129164B

公开(公告)日：2023-09-26

申请号：CN201911231606.5

申请日：2019-12-05

Applicant: 中国电子科技集团公司第十三研究所

Inventor： 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: H01L29/872 ,  H01L21/329 ,  H01L29/06

Abstract: 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。该制备方法包括：在衬底上外延n型氧化镓层；在所述n型氧化镓层上制备阳极金属层；在制备了阳极金属层的n型氧化镓层上制备掩膜层；其中，所述掩膜层具有倾斜的侧壁，所述侧壁的上边缘在所述阳极金属层上的投影位于所述阳极金属层的区域内或与所述阳极金属层的边缘重合；对器件正面进行干法刻蚀，直至阳极金属层对应区域以外的掩膜层去除，在所述n型氧化镓层形成内边缘和阳极金属层的边缘重合的斜面结构；去除器件表面残留的掩膜层，对器件正面进行高温退火处理，在n型氧化层中形成热氧化处理区；制备阴极金属层。采用上述制备方法可以提高制备的器件的击穿电压。

公开(公告)号：CN110797391B

公开(公告)日：2023-07-18

申请号：CN201911013284.7

申请日：2019-10-23

Applicant: 中国电子科技集团公司第十三研究所

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

IPC: H01L29/06 ,  H01L29/20 ,  H01L21/329 ,  H01L29/872

Abstract: 本发明涉及半导体领域，特别涉及一种肖特基二极管的制备方法。该方法包括：在衬底上外延n型氧化镓层；在所述n型氧化镓层上制备第一掩膜层；其中，所述第一掩膜层位于待制备的氮离子处理区以外所对应的区域；对器件正面进行等离子体表面处理，形成氮离子处理区；其中，处理气体为氮气或含氮元素的化合物；去除所述第一掩膜层；制备正面阳极金属层和背面阴极金属层；其中，所述阳极金属层的左右边缘位于所述氮离子处理区所对应的区域内，且所述阳极金属层下方对应的区域包含所述氮离子处理区以外所对应的区域。上述方法可以优化阳极结处电场，提高器件的耐高压特性并兼顾导通特性。

公开(公告)号：CN116190459A

公开(公告)日：2023-05-30

申请号：CN202310284696.4

申请日：2023-03-22

Applicant: 中国电子科技集团公司第十三研究所

Inventor： 吕元杰 ,  王元刚 ,  刘宏宇 ,  秦哲 ,  李保弟 ,  孙保瑞 ,  周国 ,  卜爱民 ,  冯志红

IPC: H01L29/872 ,  H01L21/329

Abstract: 本发明提供一种肖特基二极管制备方法及肖特基二极管。该方法包括：利用高温热氧化工艺对N+型氧化镓衬底进行氧化处理，得到形成在N+型氧化镓衬底上表面的第一N‑型氧化镓漂移层，以及在N+型氧化镓衬底下表面的第二N‑型氧化镓漂移层；去除第二N‑型氧化镓漂移层；在去除了第二N‑型氧化镓漂移层的N+型氧化镓衬底的下表面制备阴极电极，在第一N‑型氧化镓漂移层的上表面制备阳极电极，得到肖特基二极管。本发明能够在无需氧化镓外延工艺的前提下，仅采用N+型氧化镓单晶衬底制备肖特基二极管，进而解决外延氧化镓层会降低二极管器件性能和成品率的问题。

公开(公告)号：CN110783413B

公开(公告)日：2023-05-09

申请号：CN201911088382.7

申请日：2019-11-08

Applicant: 中国电子科技集团公司第十三研究所

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

IPC: H01L29/872 ,  H01L29/40 ,  H01L21/34

Abstract: 本发明适用于半导体器件技术领域，提供了一种横向结构氧化镓的制备方法及横向结构氧化镓，该方法包括：在衬底上外延制备n型掺杂氧化镓沟道层，并制备n型掺杂氧化镓台面；在所述n型掺杂氧化镓台面上制备介质层台面，获得样品；在所述样品的第一端沉积阳极金属制备阳极电极，在所述样品的第二端上沉积阴极金属制备阴极电极，使得可以通过外延制备n型掺杂氧化镓沟道层的方法，提高横向结构氧化镓的击穿电压和导通特性，以及通过阳极电极和介质层台面形成的阳极场板，改变横向结构氧化镓电场分布，使阳极下的电场分布更加均匀，提高横向结构氧化镓的击穿特性和导通特性。

公开(公告)号：CN110808212B

公开(公告)日：2022-08-30

申请号：CN201911089388.6

申请日：2019-11-08

Applicant: 中国电子科技集团公司第十三研究所

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

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

Abstract: 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：CN111180398B

公开(公告)日：2022-08-05

申请号：CN202010013525.4

申请日：2020-01-07

Applicant: 中国电子科技集团公司第十三研究所

Inventor： 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: H01L23/31 ,  H01L29/40 ,  H01L29/78 ,  H01L21/02 ,  H01L21/56 ,  H01L21/34

Abstract: 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：CN114744046A

公开(公告)日：2022-07-12

申请号：CN202210470520.3

申请日：2022-04-28

Applicant: 中国电子科技集团公司第十三研究所

Inventor： 刘宏宇 ,  吕元杰 ,  王元刚 ,  卜爱民 ,  马春雷 ,  冯志红

IPC: H01L29/78 ,  H01L29/423 ,  H01L29/10 ,  H01L29/06 ,  H01L21/336

Abstract: 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；鳍式沟道设于漏电极与第一沟道之间；鳍式沟道的横截面为指向源电极方向的梯形；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；在n型氧化镓沟道层与栅介质层之间、鳍式沟道的两侧填充有P型氧化物介质层。本发明能够通过鳍式沟道的尺寸减小，P型介质耗尽沟道的载流子，减小了尖峰电场，提升了器件击穿电压。