一种三维栅介质结构的增强型功率晶体管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三维栅介质结构的增强型功率晶体管，所述晶体管由下至上包括衬底、缓冲层、沟道层及势垒层，势垒层上设有源极、漏极和电介质层，源极和漏极之间的电介质层上设有栅极，所述栅极下方的势垒层至多部分设有凹槽，所述凹槽沿栅极长度方向延伸至超出所述栅极两端。通过部分凹槽的设置形成三维结构栅介质和栅极的增强型氮化镓功率晶体管，用以调控栅控能力和器件的输出性能，既能够保留部分有效结构，缓解势垒层去除引起的二维电子气下降，又能达到去除特定势垒层，在栅极电压为0V时，阻断器件源漏之间的导电通路。

An enhanced power transistor with three dimensional gate dielectric structure

The utility model discloses a three-dimensional enhanced power transistor gate dielectric structure, from the bottom of the transistor includes a substrate, a buffer layer, a channel layer and barrier layer, the barrier layer is arranged on the source electrode and the drain electrode and the dielectric layer, a source electrode and a drain electrode is arranged on the dielectric layer between the gate and barrier layer below the gate at least part is provided with a groove, the groove extends beyond the gate ends along the gate length direction. Through the arrangement of the groove to form enhanced Gan power transistor gate dielectric and the gate of the three-dimensional structure, with output performance and device control ability to control gate, which can effectively alleviate the retention of some structure, two-dimensional electron gas barrier layer removal caused by the decline, and can achieve the removal of specific barrier layer on the gate voltage of 0V. Blocking the conductive pathway between source and drain device.

【技术实现步骤摘要】
一种三维栅介质结构的增强型功率晶体管
本技术涉及半导体器件，特别是涉及一种三维栅介质结构的增强型功率晶体管。
技术介绍
氮化镓晶体管由于其高击穿电压和电子浓度，在功率器件领域有着极大的发展前景。目前，限制氮化镓功率晶体管市场应用的一大因素是，基于2DEG常规外延结构的氮化镓晶体管均为耗尽型，其负栅压的电源设计增加了设计成本。而要形成增强型的氮化镓功率晶体管，一般来说从器件结构设计上有三种方法：一是采用外延结构设计，在常规结构的基础上再增加一层P型氮化镓层来耗尽2DEG，然而这种方法增加了外延的难度，且栅极与2DEG之间的距离增加使得栅控能力下降，此外更难以解决的问题是形成的pn结在特定电场分布下可能会出现n-GaN与p-GaN之间正向导通的情况，干扰器件的开关性能；第二种方法是采用凹槽结构，将栅极以下的GaN势垒层完全去除，从而形成常关型的氮化镓晶体管结构，但这种方法的缺陷是由于GaN势垒层被完全去除，二维电子气的有效区域被降低，器件的输出能力受到较大的影响；第三种方法是采用F离子掺杂来耗尽2DEG，但这种方法较难控制，且F离子半径很小容易迁移，对器件可靠性的影响尚未可知。同时，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维栅介质结构的增强型功率晶体管，所述晶体管由下至上包括衬底、缓冲层、沟道层及势垒层，势垒层上设有源极、漏极和电介质层，源极和漏极之间的电介质层上设有栅极，其特征在于：所述栅极下方的势垒层部分设有凹槽，所述凹槽沿栅极长度方向延伸至超出所述栅极两端。

【技术特征摘要】
1.一种三维栅介质结构的增强型功率晶体管，所述晶体管由下至上包括衬底、缓冲层、沟道层及势垒层，势垒层上设有源极、漏极和电介质层，源极和漏极之间的电介质层上设有栅极，其特征在于：所述栅极下方的势垒层部分设有凹槽，所述凹槽沿栅极长度方向延伸至超出所述栅极两端。2.根据权利要求1所述的三维栅介质结构的增强型功率晶体管，其特征在于：所述凹槽是于所述栅极下方的势垒层上平行间隔排列的若干条形凹槽。3.根据权利要求2所述的三维栅介质结构的增强型功率晶体管，其特征在于：所述若干条形凹槽沿所述栅极宽度方向等距离间隔平行排列。4.根据权利要求1所述的三维栅介质结构的增强型功率晶体管，其特征在于：所述凹槽包括沿所述栅极长度方向延伸的主槽以及由主槽向两侧延伸形成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘煦冉，刘胜厚，叶念慈，
申请(专利权)人：厦门市三安集成电路有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35