一种具有源漏间电场规制的氮化镓HEMT器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有源漏间电场规制的氮化镓HEMT器件，涉及芯片制造技术领域，解决现有多层场板结构的制造工序多而繁琐，成本高，需要多次沉积介质并控制每次沉积的厚度，多次沉积金属并且多次使用光刻工艺使之图形化的技术问题，本方案在沟道层上表面设置源区和漏区，源区和漏区之间的势垒层上表面依次具有p

【技术实现步骤摘要】
一种具有源漏间电场规制的氮化镓HEMT器件


[0001]本技术涉及芯片制造领域，更具体的是涉及一种具有源漏间电场规制的氮化镓HEMT器件。

技术介绍

[0002]氮化镓是一种新型的化合物半导体材料，以其为基本材料制作的高迁移率晶体管适合高频大功率的应用，已经在微波射频领域取得很大成功。由于材料工艺的进步，也开始进入对功率和可靠性要求更高电力电子领域。该领域对应的电压荷电流等级比较高，处理的功率较大，相应的器件面积也较大，由于材料成熟度发展较慢，在较大面积上一致性地保持较低的缺陷密度比较困难。另外也特别低需要抑制局部的高电场。
[0003]目前氮化镓功率器件工业化产品的应用电压在650V左右，电流不大。图1为典型的p
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GaN HEMT功率器件示意图，在源漏之间加通常的正向直流高压，而栅极和源极短接或者相对源极加负压从而使得器件关断，并且源漏之间加通常的正向直流高压的时候，从A到B的整个区域的势垒层和沟道层都成为耗尽区而承受电场，其中A处的电场强度最大，成为器件在耐压时最薄弱的区域。需要在器件结构设计的时候采取措施抑制局部峰值电场。
[0004]半导体芯片中最常用的抑制局部峰值电场的方式是场板结构。其机理是利用平板电容电极的感应电荷来改变局部电场分布。其电极电压一般便利地利用器件本身的各个电压，在氮化镓HEMT器件的具体场合中，也就是将场板通过金属连接到器件的源，漏，栅中的一个，往往相应地称为源场板，漏场板，栅场板等。
[0005]在器件中，各个局部的电场强度不同，为了让电场分布均匀不出现峰值，往往需要连续改变场板感应的局部电荷。但是通常的场板设计，只有一个电容电极电压，因此只能改变介质的厚度。
[0006]这种多层场板结构的制造工序多而繁琐，成本高，需要多次沉积介质并控制每次沉积的厚度，多次沉积金属并且多次使用光刻工艺使之图形化。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于：为了解决上述技术问题，本技术提供一种具有源漏间电场规制的氮化镓HEMT器件。
[0008]本技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0009]一种具有源漏间电场规制的氮化镓HEMT器件，从下至上依次包括基础外延结构、沟道层和势垒层，在沟道层上表面设置源区和漏区，源区和漏区之间的势垒层上表面依次具有p
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GaN的栅区，其中，源区和漏区之间设置高阻通路，高阻通路上连接多个彼此分离的场板。
[0010]进一步地，所述源区为欧姆接触。
[0011]进一步地，所述漏区为欧姆接触。
[0012]进一步地，所述栅区为肖特基接触。
[0013]进一步地，高阻通路的制备材料为高阻材料，所述高阻通路为阶变通路、厚度可根据高阻材料的增删变化。
[0014]进一步地，所述高阻材料包括金属合金、金属化合物。
[0015]进一步地，场板介质的制备材料为氧化硅或者氮化硅。
[0016]本技术的有益效果如下：
[0017]1.本方案利用高阻电路实现源漏间的各个电压参考值，为彼此无电连接的各个场板提供不同的参考值，从而可以按照需求在器件不同的局部提供不同电极电压和感应电荷，为高压（650V及以上）的GaN HEMT器件提供有效的电场规制；
[0018]2.本方案解决多层场板繁琐步骤，多次沉积介质并且需要控制每次沉积的厚度，成本高。设置局部电压参考值可以为场板提供有效的电场规制。
附图说明
[0019]图1是现有技术，典型的p
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GaN HEMT功率器件示意图；
[0020]图2是本技术设计的氮化镓HEMT器件结构示意图；
[0021]图3是本技术设计的氮化镓HEMT器件场板示意图。
具体实施方式
[0022]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0023]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0024]实施例如下所示：
[0025]如图1到3所示，本实施例提供一种具有源漏间电场规制的氮化镓HEMT器件，从下至上依次包括基础外延结构、沟道层和势垒层，在沟道层上表面设置源区和漏区，源区和漏区之间的势垒层上表面具有p
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GaN的栅区，其中，源区和漏区之间设置高阻通路，高阻通路上连接多个彼此分离的场板。
[0026]本技术的工作原理/工作过程为：在沉积一定厚度的场板介质之后，直接通过金属沉积和光刻图形化工艺形成彼此分离的多个场板。利用沉积高阻材料并通过光刻图形化工艺，形成源漏之间的高阻通路。其电流不应该显著高于普通的关断状态下源漏漏电水平，以免显著增加反向损耗。（一般情况下器件反向损耗都非常小，和导通损耗以及开关损耗比可以忽略不计）。使得不同场板和高阻回路的不同部分相连接，取得不同的场板电极电压。
[0027]优选地，场板介质可以采用二氧化硅或者氮化硅；高阻材料可以采用金属合金或者金属化合物；
[0028]如图2所示，高阻通路的粗细变化为阶变通路的变化、厚度可根据高阻材料的增删
变化，显示不同位置的电压值并不一定正比于其和源漏的相对距离。可以通过光刻图形化调整。
[0029]如图3所示，为了达到源漏之间的漏电流和之前的功率器件处于同一数量级，需选用高阻材料，如TaN（电阻率128uΩ
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cm，掺AI可有效增加电阻率）、常用Cr30Ni70（电阻率1.18uΩ
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m）。为了使电阻可控，也可采用一些半导体材料，使用多晶硅掺杂，使电阻降低，从而达到电阻可控。
[0030]以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有源漏间电场规制的氮化镓HEMT器件，从下至上依次包括基础外延结构、沟道层和势垒层，其特征在于：在沟道层上表面设置源区和漏区，源区和漏区之间的势垒层上表面依次具有p
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GaN的栅区，其中，源区和漏区之间设置高阻通路，高阻通路上连接多个彼此分离的场板。2.根据权利要求1所述的一种具有源漏间电场规制的氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述源区为欧姆接触。3.根据权利要求1所述的一种具有源漏间电场规制的氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述漏区为欧姆接触。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，何浩翔，吴文杰，唐璐，蒋怡，
申请(专利权)人：芯众享成都微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：