一种单片集成GaNCMOS反相器及其制备方法
技术特征:
1.一种单片集成gan cmos反相器,其特征在于,所述单片集成gan cmos反相器包括:
2.根据权利要求1所述的单片集成gan cmos反相器,其特征在于,所述t型fin结构p-fet包括:所述衬底、所述缓冲层、第一沟道层、第一势垒层、第一p-gan层、栅介质层、所述t型fin结构p-fet的源电极、所述t型fin结构p-fet的漏电极和所述t型fin结构p-fet的栅电极;
3.根据权利要求2所述的单片集成gan cmos反相器,其特征在于,所述衬底的材质为硅或蓝宝石;所述缓冲层和所述第一沟道层的材质均为gan;所述第一势垒层的材质为algan;所述第一p-gan层的掺杂材质为mg;所述第一p-gan层中mg的掺杂浓度自底部至顶部递增;所述栅介质层的材质为al2o3或hfo2;所述t型fin结构p-fet的源电极和所述t型fin结构p-fet的漏电极均由ni和au,或者pt和au自下而上依次堆叠形成;所述t型fin结构p-fet的栅电极由ni和au自下而上依次堆叠形成。
4.根据权利要求3所述的单片集成gan cmos反相器,其特征在于,所述衬底的厚度范围为300μm~1000μm;所述缓冲层的厚度范围为1μm~5μm;所述第一沟道层的厚度范围为100nm~500nm;所述第一势垒层的厚度范围为15nm~30nm;所述第一p-gan层的厚度范围为50nm~100nm;所述栅介质层的厚度范围为10nm~30nm;所述t型fin结构p-fet的源电极、所述t型fin结构p-fet的漏电极和所述t型fin结构p-fet的栅电极的厚度范围均为100nm~300nm。
5.根据权利要求1所述的单片集成gan cmos反相器,其特征在于,所述t型fin结构的高度为200nm~300nm;所述t型fin结构沿平行于源漏沟道方向的长度为0.1μm~5μm;所述t型fin结构沿垂直于源漏沟道方向的宽度为20nm~200nm;相邻的t型fin结构的间距为100nm~500nm。
6.根据权利要求1所述的单片集成gan cmos反相器,其特征在于,所述hemt包括:所述衬底、所述缓冲层、第二沟道层、第二势垒层、第二p-gan层、栅介质层、所述hemt的源电极、所述hemt的漏电极和所述hemt的栅电极;
7.根据权利要求6所述的单片集成gan cmos反相器,其特征在于,所述衬底的材质为si或蓝宝石;所述缓冲层和所述第二沟道层的材质均为gan;所述第二势垒层的材质为algan;所述第二p-gan层的掺杂材质为mg;所述第二p-gan层中mg的掺杂浓度自底部至顶部递增;所述栅介质层的材质为al2o3或hfo2;所述hemt的源电极和所述hemt的漏电极均由ti、al、ni和au自下而上依次堆叠形成;所述hemt的栅电极由ni和au自下而上依次堆叠形成。
8.根据权利要求7所述的单片集成gan cmos反相器,其特征在于,所述衬底的厚度范围为300μm~1000μm;所述缓冲层的厚度范围为1μm~5μm;所述第二沟道层的厚度范围为100nm~500nm;所述第二势垒层的厚度范围为15nm~30nm;所述第二p-gan层的厚度范围为50nm~100nm;所述栅介质层的厚度范围为10nm~30nm;所述hemt的源电极和所述hemt的漏电极的厚度范围均为260nm;所述hemt的栅电极的厚度范围为120nm~250nm。
9.根据权利要求1所述的单片集成gan cmos反相器,其特征在于,所述t型fin结构p-fet的两侧、所述hemt的两侧和所述隔离槽内均覆盖有介质层,且所述介质层、所述t型fin结构p-fet中的栅介质层和所述hemt中的栅介质层是同时淀积形成的。
10.一种单片集成gan cmos反相器的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
技术总结
本发明公开了一种单片集成GaN CMOS反相器及其制备方法,该反相器包括T型FIN结构p‑FET和HEMT。T型FIN结构p‑FET和HEMT共享缓冲层;缓冲层叠加于衬底之上;T型FIN结构p‑FET和HEMT之间设有的隔离槽深入至缓冲层的上部;T型FIN结构p‑FET的栅电极和HEMT的栅电极通过第一金属互联条连接;T型FIN结构p‑FET的漏电极和HEMT的漏电极通过第二金属互联条连接。通过T型FIN结构p‑FET的源漏沟道设有的多个T型FIN结构可以增强栅级可控性和电流驱动能力,降低器件功耗。通过调节T型FIN结构的FIN宽,可以形成增强型器件,还可以调控阈值电压进而改善反相器的性能。
技术研发人员:张苇杭,袁梦强,胡雨清,樊昱彤,冯欣,吴银河,刘志宏,张进成,郝跃
受保护的技术使用者:西安电子科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/26
技术研发人员:张苇杭,袁梦强,胡雨清,樊昱彤,冯欣,吴银河,刘志宏,张进成,郝跃
技术所有人:西安电子科技大学
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