一种GaN异质结纵向逆导场效应管制造技术

技术编号:16820997 阅读:93 留言:0更新日期:2017-12-16 15:09
本发明专利技术涉及半导体器件技术领域,涉及GaN异质结逆导场效应管。本发明专利技术采用纵向分立栅结构,将肖特基源极淀积在栅极之间,形成逆导二极管的阳极。通过P型基区形成的背势垒和P型栅共同作用耗尽栅下方沟道处的二维电子气(2DEG),且可通过调节AlMN势垒层的再生长厚度精确调控阈值电压。本发明专利技术的有益效果为,在正向开关工作状态下,具有阈值电压可调,导通电阻低、饱和电流大、关态耐压高、工作频率高和低功耗等优点;在逆导工作状态下,具有开启电压低、导通电阻低,反向耐压大,反向恢复时间短和低功耗等优点。同时其制造工艺与传统GaN异质结HEMT器件兼容。本发明专利技术尤其适用于GaN异质结纵向功率场效应管。

A GaN heterojunction longitudinal reverse field effect tube

The present invention relates to the field of semiconductor device technology, which involves the GaN heterojunction reverse field effect transistor. The invention uses a vertical split gate structure, and the Schottky source is deposited in the grid between the gates to form an anode of a reverse guide diode. The two dimensional electron gas (2DEG) below the gate is depleted through the interaction of the back barrier and the P gate formed by the P base region, and the threshold voltage can be precisely controlled by adjusting the regeneration thickness of the AlMN barrier layer. The beneficial effect of the invention is in the working state, a forward switch, with adjustable threshold voltage, low on resistance, saturation current, off state has the advantages of high voltage, high frequency and low power consumption; in inverse work state, with low threshold voltage, low on resistance, anti high pressure to and has the advantages of short reverse recovery time and low power consumption etc.. At the same time, its manufacturing process is compatible with the traditional GaN heterojunction HEMT device. The invention is especially suitable for the GaN heterojunction longitudinal power field effect tube.

【技术实现步骤摘要】
一种GaN异质结纵向逆导场效应管
本专利技术涉及半导体器件
,涉及GaN异质结功率场效应管。
技术介绍
作为第三代宽禁带半导体的典型代表,氮化镓(GaN)具有很多优良的特性:高临界击穿电场(~3.5×106V/cm)、高电子迁移率(~2000cm2/vs)、高的二维电子气(2DEG)浓度(~1013cm-2)和良好的高温工作能力等。基于AlGaN/GaN异质结的高电子迁移率晶体管(HEMT)(或异质结场效应晶体管HFET,调制掺杂场效应晶体管MODFET,以下统称为HEMT器件)已经应用于无线通信、卫星通信等射频/微波领域中。另外,基于宽禁带GaN材料的该类器件具有关态耐压或反向阻断电压高、正向导通电阻低、工作频率高、效率高等特性,可以满足系统对半导体器件更大功率、更高频率、更小体积、更低功耗和更能忍受恶劣工作环境的要求。场效应管在半导体领域占有极其重要的地位。近年来,基于GaN异质结材料的场效应管已经取得了较大发展。然而,传统的GaN异质结场效应管多为横向结构,在器件关断状态下,电压主要由栅极与漏极之间的漂移区承受,由于电场在漂移区分布不均匀,电场峰值会出现在靠近漏端的栅极边本文档来自技高网...
一种GaN异质结纵向逆导场效应管

【技术保护点】
一种GaN异质结逆导场效应管,包括从下至上依次层叠设置的漏电极(11)、N型衬底(1)、N型漂移区(2)、AlMN层(5)和有源区,所述N型漂移区(2)和AlMN层(5)构成异质结;所述N型漂移区(2)中的左右两边均具有P型基区(3),且P型基区(3)以N型漂移区(2)的垂直中线呈对称分布;在所述的左右两边的P型基区(3)之间的具有JFET区(12),在所述P型基区(3)与所述AlMN层(5)之间的具有沟道区(9);所述器件的有源区包括源电极(4)、栅电极(7)和肖特基阳极(8),其中,所述肖特基阳极(8)位于JFET区(12)正上方,且肖特基阳极(8)呈“T”字形,肖特基阳极(8)的垂直中线...

【技术特征摘要】
1.一种GaN异质结逆导场效应管,包括从下至上依次层叠设置的漏电极(11)、N型衬底(1)、N型漂移区(2)、AlMN层(5)和有源区,所述N型漂移区(2)和AlMN层(5)构成异质结;所述N型漂移区(2)中的左右两边均具有P型基区(3),且P型基区(3)以N型漂移区(2)的垂直中线呈对称分布;在所述的左右两边的P型基区(3)之间的具有JFET区(12),在所述P型基区(3)与所述AlMN层(5)之间的具有沟道区(9);所述器件的有源区包括源电极(4)、栅电极(7)和肖特基阳极(8),其中,所述肖特基阳极(8)位于JFET区(12)正上方,且肖特基阳极(8)呈“T”字形,肖特基阳极(8)的垂直中线与器件垂直中线重合,有源区以肖特基阳极(8)的垂直中线呈完全对称分布结构;所述源电极(4)位于器件上表面两侧,且源电极(4)贯穿AlMN层(5)与沟道区(9)成欧姆接触;栅电极(7)位于源电极(4)和肖特基阳极(8)之间,在栅电极(7)和A...

【专利技术属性】
技术研发人员:周琦朱若璞陈万军张波
申请(专利权)人:电子科技大学
类型:发明
国别省市:四川,51

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