一种具有多场板结构的氮化镓功率器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有多场板结构的氮化镓功率器件，由下而上依次设置有：衬底、成核层、缓冲层、第一插入层、第一GaN层、第二插入层、第二GaN层、AlGaN势垒层、钝化层、栅极场板、漏极场板、保护层、栅极插入层、p型GaN栅极、栅极金属、源极金属、漏极金属，位于AlGaN势垒层表面的钝化层呈间隔排列的条状，栅极场板和漏极场板分别覆盖部分钝化层且两者表面及两者之间由保护层覆盖。本实用新型专利技术使电场分布更加均匀，器件耐压能力增强，有效提高器件的栅极开启电压及栅极电压的稳定性，有效降低器件在大电流作用下的漏电。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多场板结构的氮化镓功率器件
本技术涉及一种氮化镓功率器件，尤其是涉及一种具有多场板结构的氮化镓功率器件。
技术介绍
基于氮化镓材料的高电子迁移率晶体管(HEMT)具有击穿电压高、电子迁移率高、开关速度快、工艺步骤简单等优点，在功率半导体器件领域具有广泛的应用前景。然而，HEMT器件在工作状态下会承受高强度的电场应力，使得器件长期工作过程中会产生界面损伤，使器件的性能下降，甚至损坏。因此，通过设计提高器件的可靠性是器件设计人员关注的一个重要问题。在外延材料生长方面，由于异质衬底和GaN之间存在巨大的晶格失配和热膨胀系数失配，如：Si基GaN通常面临着在外延过程中和生长结束降温时由于张应力弛豫而导致的裂纹问题，因此外延生长高质量的Si基GaN材料具有较大的挑战性。Si衬底上外延GaN薄膜，其晶格失配高达17％，在生长过程中的晶格失配将引入大量位错。其次，Si衬底和GaN之间较大的热膨胀系数差异导致较大的热失配。Si的热膨胀系数为3.59×10-6K-1，而GaN的热膨胀系数为5.59×10-6K-1，二者相差很大，造成高温生长后的降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多场板结构的氮化镓功率器件，包括由下至上依次叠置的衬底、成核层、缓冲层、第一插入层、第一GaN层、第二插入层、第二GaN层和AlGaN势垒层，所述AlGaN势垒层的两端分别为源极金属和漏极金属，其特征在于：所述源极金属和漏极金属之间的所述AlGaN势垒层上由下之上依次设有栅极插入层、p型GaN栅极和栅极金属，所述源极金属和所述栅极金属之间的所述p型GaN栅极及所述AlGaN势垒层表面设有钝化层，所述漏极金属和所述栅极金属之间的所述p型GaN栅极及所述AlGaN势垒层表面设有钝化层，位于所述AlGaN势垒层表面的所述钝化层呈间隔排列的条状，所述间隔排列的条状的钝化层由所述源极金属向所...

【技术特征摘要】
1.一种具有多场板结构的氮化镓功率器件，包括由下至上依次叠置的衬底、成核层、缓冲层、第一插入层、第一GaN层、第二插入层、第二GaN层和AlGaN势垒层，所述AlGaN势垒层的两端分别为源极金属和漏极金属，其特征在于：所述源极金属和漏极金属之间的所述AlGaN势垒层上由下之上依次设有栅极插入层、p型GaN栅极和栅极金属，所述源极金属和所述栅极金属之间的所述p型GaN栅极及所述AlGaN势垒层表面设有钝化层，所述漏极金属和所述栅极金属之间的所述p型GaN栅极及所述AlGaN势垒层表面设有钝化层，位于所述AlGaN势垒层表面的所述钝化层呈间隔排列的条状，所述间隔排列的条状的钝化层由所述源极金属向所述漏极金属排列，栅极场板覆盖若干所述条状的钝化层并设置于所述栅极金属的两侧与所述栅极金属电连接，漏极场板覆盖若干所述条状的钝化层并与所述漏极金属电连接，所述源极金属和所述栅极金属之间的钝化层表面、所述栅极场板和所述漏极场板的表面以及所述栅极场板和所述漏极场板之间设有保护层；
所述第一插入层由多周期的超晶格结构材料构成；
所述第二插入层由单层或者多周期的超晶格结构材料构成；
所述栅极插入层由单层或者多周期的超晶格结构材料构成。


2.根据权利要求1所述的具有多场板结构的氮化镓功率器件，其特征在于，由所述栅极场板覆盖的所述间隔排列的条状的钝化层的间隔距离由所述栅极金属向两侧依次减小，由所述漏极场板覆盖的所述间隔排列的条状的钝化层的间隔距离由所述漏极金属向所述栅极金属依次减小。


3.根据权利要求1所述的具有多场板结构的氮化镓功率器件，其特征在于，所述第二插入层为单层的AlN、AlGaN、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王书昶，穆久涛，冯源，况亚伟，张惠国，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32