一种具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件制造技术

本实用新型专利技术提供一种具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，纵向半导体器件包括半元胞结构，半元胞结构包括GaN N型重掺杂层、GaNN型漂移区层、势垒层、漏极、源极和栅极，漏极、GaN N型重掺杂层、GaNN型漂移区层和势垒层自下而上依次层叠设置，源极设在势垒层的上方。源极的下方设有介质槽，介质槽在纵向上贯穿势垒层并向下延伸至GaN N型漂移区层内，介质槽的底壁位于GaN N型漂移区层的上表面和下表面之间，介质槽内设置有隔离介质。半元胞结构还包括屏蔽栅电极，栅极与屏蔽栅电极均位于介质槽内并沿纵向间隔布置，屏蔽栅电极位于栅极的下方，栅极和屏蔽栅电极通过隔离介质隔离。该纵向半导体器件能够减小器件开关损耗，提升器件耐压能力。提升器件耐压能力。提升器件耐压能力。

【技术实现步骤摘要】
一种具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件


[0001]本技术涉及半导体器件
，具体地说，是涉及一种具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件。

技术介绍

[0002]GaN HEMT器件具有导通电阻小，开关速度快，击穿电场高，饱和电流密度大等特点，受到了研究人员广泛关注。传统的GaN HEMT为横向器件，横向器件由于界面态的存在导致器件电流崩塌，使器件导通电阻增加。并且GaN HEMT器件在关断状态下由栅极和漏极之间的漂移区承受耐压。在耐压过程中漂移区的电场分布不均匀，通常会在栅极靠近漏极侧产生电场尖峰导致器件提前击穿，从而无法完全发挥GaN材料的宽禁带优势。同时，GaN横向器件的耐压受到栅漏距离(L
GD
)的限制，L
GD
越长器件耐压能力越强，但是通态电阻R
on
会增大。而L
GD
的增长会增大器件面积，降低晶圆利用率，增加器件成本。因此GaN HEMT器件在耐压等级大于1200V将失去优势，而GaN纵向结构器件能够适用在更高的耐压等级。r/>[0003]G本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，包括半元胞结构，其特征在于：所述半元胞结构包括GaN N型重掺杂层、GaN N型漂移区层、势垒层、漏极、源极和栅极，所述漏极、所述GaN N型重掺杂层、所述GaN N型漂移区层和所述势垒层自下而上依次层叠设置，所述源极设置在所述势垒层的上方；所述源极的下方设置有介质槽，所述介质槽在纵向上贯穿所述势垒层并向下延伸至所述GaN N型漂移区层内，所述介质槽的底壁位于所述GaN N型漂移区层的上表面和下表面之间，所述介质槽内设置有隔离介质；所述半元胞结构还包括屏蔽栅电极，所述栅极与所述屏蔽栅电极均位于所述介质槽内并沿纵向间隔布置，所述屏蔽栅电极位于所述栅极的下方，所述栅极和所述屏蔽栅电极通过所述隔离介质隔离。2.根据权利要求1所述的具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，其特征在于：所述GaN N型漂移区层内在所述介质槽的下方设置有浮空P
‑
GaN区，所述浮空P
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GaN区沿横向自所述GaN N型漂移区层靠近所述介质槽的一侧延伸至所述GaN N型漂移区层的中部。3.根据权利要求2所述的具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，其特征在于：所述浮空P
‑
GaN区的数量为两个以上，多个所述浮空P
‑
GaN区沿纵向平行布置。4.根据权利要求1至3任一项所述的具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，其特征在于：所述介质槽包括垂直设置的槽侧壁和槽底壁，所述栅极和所述屏蔽栅电极均自所述半元胞结构的侧壁沿水平方向朝向所述槽侧壁延伸；所述栅极的底壁与所述屏蔽栅电极的顶壁之间、所述屏蔽栅电极的底壁与所述介质槽的槽底壁之...

【专利技术属性】
技术研发人员：李茂林，赵起越，蒲小庆，董志文，
申请(专利权)人：英诺赛科珠海科技有限公司，
类型：新型
国别省市：