具有石墨烯掩埋源极和纵向栅极的GaNHEMT元胞结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有石墨烯掩埋源极和纵向栅极的GaN HEMT元胞结构，源极通过金属材料与石墨烯掩埋散热层连接；器件采用纵向栅极结构，将传统的HEMT器件中长的横向沟道开启模式转变成短的纵向沟道开启模式，栅极由长的横向电流控制沟道转变为短的纵向电流控制沟道，器件利用短的栅极侧壁沟道来实现开关控制，从而有效减小器件的导通电阻；可以实现高密度的元胞结构，提高器件的有效利用面积和单位面积功率密度；同时利用石墨烯优越的热导率迅速将器件有源区产生的热量导走，可以有助于实现大功率GaN HEMT器件，增长器件的高温可靠性。

【技术实现步骤摘要】
具有石墨烯掩埋源极和纵向栅极的GaNHEMT元胞结构
本技术涉及一种新型具有石墨烯掩埋源极和纵向栅极的GaNHEMT元胞结构，属于半导体器件

技术介绍
功率开关器件作为DC/AC、AC/DC、DC/DC以及AC/AC等电能变换器的核心部件，在现代电子设备中具有重要应用需求，是实现相关系统集成控制和保证系统安全性、可靠性、稳定性和高效性的关键核心器件。GaN作为第三代宽禁带半导体材料的典型代表，与传统的半导体材料Si相比，具有禁带宽度宽、击穿电场大、电子饱和漂移速度高、介电常数小以及良好的化学稳定性等特点。GaN材料异质结构(典型如AlGaN/GaN)界面存在大密度的界面极化电荷，可以诱导出高密度的二维电子气(2DEG)(＞1013cm-2)。由于沟道材料无故意掺杂，电子在沟道内能够保持很高的迁移率(＞1000cm2V-1s-1)。因此，GaN材料适合制作高电子迁移率晶体管(HEMT)，它的导通电阻只有SiC器件的1/2～1/3，比Si器件低三个数量级以上，因此具有更低的开关损耗和更优的频率特性，非常适于研制更高耐压、更大电流、更高频率、更小体积和更恶劣环境的应用，在通讯电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有石墨烯掩埋源极和纵向栅极的GaN HEMT元胞结构，其特征在于，包括衬底和依次向上生长的AlN隔离层、GaN缓冲层、沟道层和AlGaN势垒层；所述衬底与所述AlN隔离层之间还依次生成有AlN层和石墨烯掩埋散热层；源极设置在所述石墨烯掩埋散热层上与石墨烯掩埋散热层连接，栅极与漏极之间设置有纵向沟道。

【技术特征摘要】
1.具有石墨烯掩埋源极和纵向栅极的GaNHEMT元胞结构，其特征在于，包括衬底和依次向上生长的AlN隔离层、GaN缓冲层、沟道层和AlGaN势垒层；所述衬底与所述AlN隔离层之间还依次生成有AlN层和石墨烯掩埋散热层；源极设置在所述石墨烯掩埋散热层上与石墨烯掩埋散热层连接，栅极与漏极之间设置有纵向沟道。2.如权利要求1所述的具有石墨烯掩埋源极和纵向栅极的GaNHEMT元胞结构，其特征在于，所述AlN层厚度为1至100纳米之间。3.如权利要求1所述的具有石墨烯掩埋源极和纵向栅极的GaNHEMT元胞结构，其特征在于，所述石墨烯掩埋散热层厚度在1至100纳米之间。4.如权利要求1所述的具有石墨烯掩埋源极和纵向栅极的GaNH...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁俊，李百泉，倪炜江，张敬伟，牛喜平，李明山，耿伟，徐妙玲，
申请(专利权)人：北京华进创威电子有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11