一种具有高势垒插入层的晶体管器件制造技术

本发明专利技术公开了一种具有高势垒插入层的晶体管器件，包括设有沟道层和栅电极的垂直场效应晶体管，在所述沟道层任一表面或沟道层内设有高势垒插入层,所述的高势垒插入层与沟道层电性连接且与栅电极绝缘连接，所述的高势垒插入层用于在栅电极的调控下，控制电子在沟道层内的迁移。所述垂直场效应晶体管包括依次层叠的漏电极、衬底、耐压层、沟道层、接触层；所述接触层远离沟道层的表面设有源电极；所述凹槽自接触层远离沟道层表面向耐压层方向延伸至耐压层内部。本发明专利技术所述晶体管器件通过设置高势垒插入层用于调控沟道中的电子输运，设置删电极调控高势垒插入层的势垒，使得所述晶体管器件同时具备高耐压和低导通电阻的特性。

A transistor device with high barrier insertion layer

The invention discloses a transistor device with a high barrier insertion layer, including a vertical field effect transistor with a channel layer and a gate electrode. A high barrier insertion layer is arranged on either surface of the channel layer or in the channel layer, and the high barrier insertion layer is electrically connected with the channel layer and insulated from the gate electrode. The barrier insertion layer is used to control the migration of electrons in the channel layer under the control of the gate electrode. The vertical field effect transistor comprises a drain electrode, a substrate, a voltage-resisting layer, a channel layer and a contact layer which are successively stacked; the contact layer is far from the channel layer and the surface of the channel layer is provided with an active electrode; the groove extends from the contact layer away from the channel layer surface to the voltage-resisting layer to the inside of the voltage-resisting layer. The transistor device of the invention is used to regulate the electron transport in the channel by setting a high barrier insertion layer, and a potential barrier is set to delete the electrode to regulate the high barrier insertion layer, so that the transistor device has the characteristics of high voltage withstand and low on resistance at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种具有高势垒插入层的晶体管器件
本专利技术涉及半导体器件
，具体涉及一种具有高势垒插入层的晶体管器件。
技术介绍
现有的具有异质结结构的横向器件，主要依靠器件栅极与源极之间的有源区承受耐压，并不能完全发挥高耐压材料高击穿电压的优势。其次，横向器件较难实现增强型，且器件性能易受材料表面态的影响，如引起电流坍塌、阈值电压波动等问题。再次，在超高电压应用中，通过增加栅极与源极之间的距离来提高横向器件的耐压，将导致大幅度增加芯片面积，不利于现代电力电子系统实现小型化、集成化和低成本。相比于横向器件，垂直场效应晶体管不仅可以有效解决上述问题，而且在便于封装和散热等方面具有优势，更加适用于大功率电力电子领域的应用。一般的垂直场效应晶体管包括依次层叠的漏电极、衬底、耐压层、沟道层、接触层、源电极。2008年日本罗姆半导体公司提出具有凹槽栅结构的垂直GaN基场效应晶体管，见参考文献H.Otake,et.al,"VerticalGaN-BasedTrenchGateMetalOxideSemiconductorField-EffectTransistorsonGaNBulkSubstrates本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高势垒插入层的晶体管器件，包括设有沟道层(105)和栅电极(110)的垂直场效应晶体管，其特征在于，在所述沟道层(105)任一表面或沟道层(105)内设有高势垒插入层(104),所述的高势垒插入层(104)与沟道层(105)电性连接且与栅电极(110)绝缘连接，所述的高势垒插入层(104)用于在栅电极(110)的调控下，控制电子在沟道层(105)内的迁移。

【技术特征摘要】
1.一种具有高势垒插入层的晶体管器件，包括设有沟道层(105)和栅电极(110)的垂直场效应晶体管，其特征在于，在所述沟道层(105)任一表面或沟道层(105)内设有高势垒插入层(104),所述的高势垒插入层(104)与沟道层(105)电性连接且与栅电极(110)绝缘连接，所述的高势垒插入层(104)用于在栅电极(110)的调控下，控制电子在沟道层(105)内的迁移。2.根据权利要求1所述一种具有高势垒插入层的晶体管器件，其特征在于，所述高势垒插入层(104)为AlGaN插入层。3.根据权利要求2所述一种具有高势垒插入层的晶体管器件，其特征在于，所述AlGaN插入层为n型掺杂或p型掺杂或不掺杂。4.根据权利要求2所述一种具有高势垒插入层的晶体管器件，其特征在于，所述AlGaN插入层厚度为T，其范围为1nm≤T≤2μm。5.根据权利要求2所述一种具有高势垒插入层的晶体管器件，其特征在于，所述AlGaN插入层中Al组分为x，其范围为0.05≤x≤0.95。6.根据权利要求1所述一种具有高势垒插入层的晶体管器件，其特征在于，包括：依次层叠的漏电极(101)、衬底(102)、耐压层(103)、高势垒插入层(104)、沟道层(105)、接触层(106)，所述沟道层(105)与高势垒插入层(104)电性连接；所述接触层(106)远离沟道层(105)的表面设有源电极(107)；还设有凹槽(108)，所述凹槽(108)自接触层(106)远离沟道层(105)表面向耐压层(103)方向延伸至耐压层(103)内部；所述凹槽(108)内设有栅电极(110)，所述凹槽内表面设置有用于绝缘栅电极(110)的栅介...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢星，任远，刘晓燕，陈志涛，赵维，龚政，黎子兰，
申请(专利权)人：广东省半导体产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44