基于栅下电场调制的高工作电压射频功率器件及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于栅下电场调制的高工作电压射频功率器件及制备方法，该器件包括：衬底层；缓冲层，位于衬底层上；沟道层，位于缓冲层上；源极，位于沟道层的一端；漏极，位于沟道层的另一端；插入层，位于沟道层上，且位于源极和漏极之间；势垒层，位于插入层上；其中，沿着栅宽方向，在势垒层、插入层和沟道层内间隔设置有若干凹槽，凹槽的底部位于沟道层内；钝化层，位于势垒层上，其中，沿着栅宽方向，设置有贯穿钝化层的栅槽，且若干凹槽位于栅槽下；栅极，位于若干凹槽和栅槽中，以及部分钝化层的表面；其中，凹槽靠近源极的边长小于其靠近漏极的边长。本发明专利技术的器件设置有非对称的收敛形纳米沟道，能提升击穿特性并降低漏电和功耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
基于栅下电场调制的高工作电压射频功率器件及制备方法


[0001]本专利技术属于半导体器件领域，具体涉及一种基于栅下电场调制的高工作电压射频功率器件及制备方法。

技术介绍

[0002]GaN晶体具有很好的电学特性，如宽的禁带宽度，高击穿电场等。同时更为重要的是，GaN可以形成AlGaN/GaN异质结，由于极强的压电极化和自发极化电场的存在，即使在没有任何掺杂的情况，AlGaN/GaN异质结界面也可以形成高浓度的二维电子气，同时该二维电子气具有很高的迁移率(>1500cm2/Vs)，可以获得极高的峰值电子速度(3x107cm/s)和饱和电子速度(2x107cm/s)，也就是GaN HEMT器件。GaN HEMT在高电压下工作以提供高射频输出功率密度(Pout)和功率附加效率(PAE)，目前已广泛应用于国防和民用领域，如雷达、卫星、5G微基站。
[0003]和硅MOSFET的发展类似，人们致力于用GaN鳍型(或者三栅)结构来形成对沟道的三维包裹结构增强栅控。其次，鳍型结构能够有效调制源极电阻，削弱源极电阻RS随漏极电流增加而增加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于栅下电场调制的高工作电压射频功率器件，其特征在于，包括：衬底层；缓冲层，位于所述衬底层上；沟道层，位于所述缓冲层上；源极，位于所述沟道层的一端；漏极，位于所述沟道层的另一端；插入层，位于所述沟道层上，且位于所述源极和所述漏极之间；势垒层，位于所述插入层上；其中，沿着栅宽方向，在所述势垒层、所述插入层和所述沟道层内间隔设置有若干凹槽，所述凹槽的底部位于所述沟道层内；钝化层，位于所述势垒层上，其中，沿着所述栅宽方向，设置有贯穿所述钝化层的栅槽，且若干所述凹槽位于所述栅槽下；栅极，位于若干所述凹槽和所述栅槽中，以及部分所述钝化层的表面；其中，所述凹槽靠近所述源极的边长小于其靠近所述漏极的边长。2.根据权利要求1所述的基于栅下电场调制的高工作电压射频功率器件，其特征在于，在所述凹槽内壁以及所述栅极与所述势垒层之间设置有介质层。3.根据权利要求1所述的基于栅下电场调制的高工作电压射频功率器件，其特征在于，所述凹槽与未刻蚀区域呈周期性排列。4.根据权利要求3所述的基于栅下电场调制的高工作电压射频功率器件，其特征在于，在一个周期内所述凹槽和所述未刻蚀区域的面积比为1：2。5.根据权利要求1所述的基于栅下电场调制的高工作电压射频功率器件，其特征在于，所述凹槽呈三角形，且该三角形的顶角位于靠近所述源极的一侧，与该顶角对应的底边位于靠近所述漏极的一侧。6.根据权利要求1所述的基于栅下电场调制的高工作电压射频功率器件，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张濛，郭思音，马晓华，陈怡霖，宓珉瀚，朱青，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：