T形源-漏复合场板功率器件制造技术

本发明专利技术公开了一种T形源-漏复合场板功率器件，主要解决现有场板技术在实现高击穿电压时工艺复杂的问题。其包括：衬底(1)、过渡层(2)、势垒层(3)、源极(4)、肖特基漏极(5)、台面(6)、栅槽(7)、栅极(8)、钝化层(9)和保护层(14)。钝化层(9)内刻有源槽(10)和漏槽(11)，钝化层(9)与保护层(14)之间淀积有T形源场板(12)和T形漏场板(13)；T形源场板(12)与源极(4)电气连接，且下端完全填充在源槽(10)内；T形漏场板(13)与肖特基漏极(5)电气连接，且下端完全填充在漏槽(11)内。本发明专利技术具有制作工艺简单、正向特性与反向特性好以及成品率高的优点，可作为开关器件。

【技术实现步骤摘要】
T形源-漏复合场板功率器件
本专利技术属于微电子
，涉及半导体器件，特别是T形源-漏复合场板功率器件，可作为电力电子系统的基本器件。技术背景功率半导体器件是电力电子系统的重要元件，是进行电能处理的有效工具。近年来，随着能源和环境问题的日益突出，研发新型高性能、低损耗功率器件已成为提高电能利用率、节约能源、缓解能源危机的有效途径之一。然而，在功率器件研究中，高速、高压与低导通电阻之间存在着严重的制约关系，合理、有效地改进这种制约关系是提高器件整体性能的关键。随着市场不断对功率系统提出更高效率、更小体积、更高频率的要求，传统Si基半导体功率器件性能已逼近其理论极限。为了能进一步减少芯片面积、提高工作频率、提高工作温度、降低导通电阻、提高击穿电压、降低整机体积、提高整机效率，以氮化镓为代表的宽禁带半导体材料，凭借其更大的禁带宽度、更高的临界击穿电场和更高的电子饱和漂移速度，且化学性能稳定、耐高温、抗辐射等突出优点，在制备高性能功率器件方面脱颖而出，应用潜力巨大。特别是采用GaN基异质结结构的高电子迁移率晶体管，即GaN基HEMT器件，更是因其低导通电阻、高工作频率等特性，能满足下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种T形源‑漏复合场板功率器件，自下而上包括：衬底(1)、过渡层(2)、势垒层(3)、钝化层(9)和保护层(14)，势垒层的上面淀积有源极(4)与肖特基漏极(5)，势垒层的侧面刻有台面(6)，且台面深度大于势垒层厚度，势垒层内刻有栅槽(7)，栅槽(7)内淀积有栅极(8)，其特征在于：钝化层(9)内刻有源槽(10)和漏槽(11)；钝化层(9)与保护层(14)之间淀积有T形源场板(12)和T形漏场板(13)；所述T形源场板(12)与源极(4)电气连接，且下端完全填充在源槽(10)内；所述T形漏场板(13)与肖特基漏极(5)电气连接，且下端完全填充在漏槽(11)内。

【技术特征摘要】
1.一种T形源-漏复合场板功率器件，自下而上包括：衬底(1)、过渡层(2)、势垒层(3)、钝化层(9)和保护层(14)，势垒层的上面淀积有源极(4)与肖特基漏极(5)，势垒层的侧面刻有台面(6)，且台面深度大于势垒层厚度，势垒层内刻有栅槽(7)，栅槽(7)内淀积有栅极(8)，其特征在于：钝化层(9)内刻有源槽(10)和漏槽(11)；钝化层(9)与保护层(14)之间淀积有T形源场板(12)和T形漏场板(13)；所述T形源场板(12)与源极(4)电气连接，且下端完全填充在源槽(10)内；所述T形漏场板(13)与肖特基漏极(5)电气连接，且下端完全填充在漏槽(11)内；所述栅槽的深度h小于势垒层的厚度，栅极与栅槽左端之间的距离r1为0～2.6μm，栅极与栅槽右端之间的距离r2为0～4.7μm，并且r1≤r2；所述源槽靠近栅极，漏槽靠近肖特基漏极，源槽的深度s1与漏槽的深度s2相等，且均为0.49～12.1μm，源槽的宽度b1与漏槽的宽度b2相等，且均为0.88～10.9μm；源槽的底部与势垒层之间的距离d1和漏槽的底部与势垒层之间的距离d2相等，且均为0.102～2.03μm。2.根据权利要求1所述的T形源-漏复合场板功率器件，其特征在于T形源场板靠近肖特基漏极一侧边缘与源槽靠近肖特基漏极一侧边缘之间的距离c1为1.02～12.6μm；T形漏场板靠近栅极一侧边缘与漏槽靠近栅极一侧边缘之间的距离c2为1.02～12.6μm；所述的T形源场板靠近肖特基漏极一侧边缘与T形漏场板靠近栅极一侧边缘之间的距离L为2.4～10.2μm。3.根据权利要求1所述的T形源-漏复合场板功率器件，其特征在于源槽靠近栅极一侧边缘与栅极靠近肖特基漏极一侧边缘之间的距离a1和漏槽靠近肖特基漏极一侧边缘与肖特基漏极靠近栅极一侧边缘之间的距离a2相等，源槽靠近栅极一侧边缘与栅极靠近肖特基漏极一侧边缘之间的距离a1为s1×(d1)0.5，其中s1为源槽的深度，d1为源槽底部与势垒层之间的距离；漏槽靠近肖特基漏极一侧边缘与肖特基漏极靠近栅极一侧边缘之间的距离a2为s2×(d2)0.5，其中s2为漏槽的深度，d2为漏槽底部与势垒层之间的距离。4.根据权利要求1所述的T形源-漏复合场板功率器件，其特征在于衬底(1)采用蓝宝石或碳化硅或硅材料。5.一种制作T形源-漏复合场板功率器件的方法，包括如下过程：第一步，在衬底(1)上外延GaN基宽禁带半导体材料，形成过渡层(2)；第二步，在过渡层上外延GaN基宽禁带半导体材料，形成势垒层(3)；第三步，在势垒层上第一次制作掩膜，利用该掩膜在势垒层的左端淀积金属，再在N2气氛中进行快速热退火，制作源极(4)；第四步，在势垒层上第二次制作掩膜，利用该掩膜在势垒层的右端淀积金属，制作肖特基漏极(5)；第五步，在势...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛维，佘伟波，张延涛，杨翠，张进成，马佩军，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61