基于弧形源场板的垂直结构电力电子器件制造技术
【技术实现步骤摘要】
基于弧形源场板的垂直结构电力电子器件
本专利技术属于微电子
，涉及半导体器件，特别是基于弧形源场板的垂直结构电力电子器件，可用于电力电子系统。技术背景功率半导体器件是电力电子技术的核心元件，随着能源和环境问题的日益突出，研发新型高性能、低损耗功率器件就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。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。随着微电子技术的发展，传统第一代Si半导体和第二代GaAs半导体功率器件性能已接近其材料本身决定的理论极限。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GaN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基异质结结构的横向高电子迁移率晶体管，即横向GaN基高电子迁移率晶体管HEMT器件，更是因其低导通电阻、高击穿电...
【技术保护点】
一种基于弧形源场板的垂直结构电力电子器件，包括：衬底(1)、漂移层(2)、孔径层(3)、左、右两个对称的电流阻挡层(4)、沟道层(6)、势垒层(7)和钝化层(12)，沟道层(6)和势垒层(7)的两侧刻蚀有源槽(8)，两侧源槽(8)中淀积有两个源极(9)，源极(9)之间的势垒层上面淀积有栅极(10)，衬底(1)下面淀积有漏极(11)，钝化层(12)完全包裹在除漏极(11)底部以外的所有区域，两个对称的电流阻挡层(4)之间形成孔径(5)，其特征在于：所述两个电流阻挡层(4)，采用由第一阻挡层(41)和第二阻挡层(42)构成的二级台阶结构，且第一阻挡层(41)位于第二阻挡层(42...
【技术特征摘要】
1.一种基于弧形源场板的垂直结构电力电子器件，包括：衬底(1)、漂移层(2)、孔径层(3)、左、右两个对称的电流阻挡层(4)、沟道层(6)、势垒层(7)和钝化层(12)，沟道层(6)和势垒层(7)的两侧刻蚀有源槽(8)，两侧源槽(8)中淀积有两个源极(9)，源极(9)之间的势垒层上面淀积有栅极(10)，衬底(1)下面淀积有漏极(11)，钝化层(12)完全包裹在除漏极(11)底部以外的所有区域，两个对称的电流阻挡层(4)之间形成孔径(5)，其特征在于：所述两个电流阻挡层(4)，采用由第一阻挡层(41)和第二阻挡层(42)构成的二级台阶结构，且第一阻挡层(41)位于第二阻挡层(42)的外侧；所述钝化层(12)，采用弧形结构，即在钝化层的两边刻有弧形源台阶(13)，弧形源台阶上淀积有金属，形成对称的两个弧形源场板(14)，该弧形源场板与源极电气连接。所述弧形源场板(14)，其上方以及钝化层(12)上方均覆盖有绝缘介质材料，形成保护层(15)。2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于电流阻挡层(4)的二级台阶结构(41，42)均采用p型掺杂，且第一阻挡层(41)的厚度a为1.2～3μm，宽度b为0.2～1μm，第二阻挡层(42)的厚度d为0.3～1μm，宽度为e，且a>d，e＝1.1a。3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于源槽(8)的深度大于势垒层(7)的厚度，但小于沟道层(6)与势垒层(7)的总厚度。4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于源极(9)的厚度大于源槽(8)的深度。5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于该弧形源台阶(13)表面与第一阻挡层(41)下边缘处于同一水平高度的部位，与漂移层(2)的水平距离t为0.18μm。6.根据权利要求1所述的器件，其特征在于所述弧形源台阶(13)的表面上低于第一阻挡层(41)下边缘的任意一点，与第一阻挡层(41)下边缘的垂直距离为g，与漂移层(2)的水平距离为r，且近似满足关系g＝9.5-10.5exp(-0.6r)，0μm<g≤8.5μm。7.一种制作基于弧形源场板的垂直结构电力电子器件的方法，包括如下过程：A.在衬底(1)上外延n-型GaN半导体材料，形成漂移层(2)；B.在漂移层(2)上外延n型GaN半导体材料，形成厚度u为1.2～3μm、掺杂浓度为1×1015～1×1018cm-3的孔径层(3)；C.在孔径层(3)上第一次制作掩模，利用该掩模在孔径层内的两侧位置注入剂量为1×1015～1×1016cm-2的p型杂质，制作厚度a与孔径层厚度相同，宽度...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛维，石朋毫，郝跃，薛军帅，
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
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