氮化镓场效晶体管制造技术

本实用新型专利技术公开一种氮化镓场效晶体管，包括沿轴线方向依序堆栈的漏电极层、金属基板、欧姆接触层、氮化镓重掺杂层、漂移层、埋入漂移层内且被漂移层贯穿的绝缘层、源极半导体层、同样设置在源极半导体层上但相分离的源电极层和栅极半导体层以及位于栅极半导体层上的栅电极层。由此，可降低漏电流和电阻率及提升导热效果。导热效果。导热效果。

【技术实现步骤摘要】
氮化镓场效晶体管


[0001]本技术涉及一种场效晶体管，尤其是涉及一种氮化镓场效晶体管。

技术介绍

[0002]氮化镓(Gallium Nitride，GaN)场效晶体管(Field Effect Transistor，FET)，由于具有多数导电载子，且在顺向偏压下具低导通电压的优点，因此为一种泛用的功率整流组件，可应用于电子自动化、工厂自动化、低电压转换、电源供应开关、电源转换器。相较于现有技术硅(Silicon，Si)场效晶体管，氮化镓场效晶体管可展现高切换速度及低切换损失的特性，因此在
中是更为被广泛使用。
[0003]一般氮化镓场效晶体管多采用硅、蓝宝石(sapphire)或碳化硅(SiC)作为基板，然而硅基板和蓝宝石基板的热传导不佳，因而不适合高功率的应用，碳化硅基板则因成本较高进而影响了商业应用价值。为此，需要一种散热较佳、成本低廉的氮化镓场效晶体管。

技术实现思路

[0004]因此，本技术的主要目的是提供一种氮化镓场效晶体管，其漏电流低、电阻率低及导热效果好，因此适于作为高功率组件，且制造成本较低。
[0005]为达上述目的，本技术一实施例所提供的一种氮化镓场效晶体管，包含：漏电极层；金属基板，位于所述漏电极层上；键合金属层，位于所述金属基板上；欧姆接触层，位于所述键合金属层上；氮化镓重掺杂层，位于所述欧姆接触层上；漂移层，位于所述氮化镓重掺杂层上；缘层，位于所述漂移层内，且包含穿孔，所述漂移层贯穿该穿孔；源极半导体层，位于所述漂移层上；栅极半导体层，位于所述源极半导体层上且重叠于该穿孔；栅电极层，位于所述栅极半导体层上且重叠于该穿孔；以及源电极层，位于所述源极半导体层上，与所述栅极半导体层相分离，且重叠于所述绝缘层。
[0006]在一实施例中，所述漂移层的材料包含单晶氮化镓、单晶氮化铝(AlN)、单晶氮化铟镓 (InGaN)、单晶氮化铝镓(AlGaN)、单晶氮化铝铟镓(InAlGaN)。
[0007]在一实施例中，所述氮化镓重掺杂层的材料包含单晶氮化镓、单晶氮化铝、单晶氮化铟镓、单晶氮化铝镓、单晶氮化铝铟镓。
[0008]在一实施例中，所述源极半导体层的材料包含单晶氮化镓、单晶氮化铝、单晶氮化铝镓、单晶氮化铟镓或单晶氮化铝铟镓。
[0009]在一实施例中，所述栅极半导体层的材料包含P型单晶氮化镓、P型单晶氮化铝、P型单晶氮化铟镓、P型单晶氮化铝镓、或P型单晶氮化铝铟镓。
[0010]在一实施例中，所述绝缘层的材料包含P型单晶氮化镓、P型单晶氮化铝、P型单晶氮化铟镓、P型单晶氮化铝镓、P型单晶氮化铝铟镓、二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮氧化硅或四乙氧基硅烷氧化物。
[0011]在一实施例中，所述欧姆接触层的材料包含钛(Ti)、钛钨(TiW)、铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al) 或金(Au)。
[0012]在一实施例中，所述漏电极层的材料包含钛、钨(W)、钛钨、铬、镍、铝、金、银(Ag)、铜(Cu)、铅(Pb)或锡(Sn)。
[0013]在一实施例中，所述源电极层的材料包含钛钨、钛、氮化钛(TiN)、镍、金、银、铝、铬、铂(Pt)、钯(Pd)、钛硅(TiSi)、镍硅(NiSi)、金硅(AuSi)、银硅(AgSi)、铝硅(AlSi)、铬硅 (CrSi)、铂硅(PtSi)、钯硅(PdSi)、氧化铟锡(ITO)、氮化钛钨(TiWNx)、氮化钨(WNx)、钪(Sc)、铪(Hf)、锆(Zr)、钒(V)、铌(Nb)、钼(Mo)、铜或钴(Co)。
[0014]在一实施例中，所述栅电极层的材料包含钛钨、钛、氮化钛、镍、金、银、铝、铬、铂、钯、钛硅、镍硅、金硅、银硅、铝硅、铬硅、铂硅、钯硅、氧化铟锡、氮化钛钨、氮化钨、钪、铪、锆、钒、铌、钼、铜或钴。
[0015]在一实施例中，所述键合金属层的材料包含金、铝、铟、金锡、铜、铅或锡。
[0016]在一实施例中，所述金属基板的材料包含钼、铜、铜钨(CuW)或铜基合金(Cu
‑
base Alloy)
[0017]由此，本技术所提供的氮化镓场效晶体管依靠金属基板作为热传导的凭借，可达到低电阻和散热较佳的效果。并且，本技术由在半导体材料中埋入绝缘材料作为电流阻障层，且电流阻障层在穿孔中具有受控于栅极的电流通道，使得来自输入电极(例如源极)的电流会朝此电流通道集中，并经由电流通道流至输出电极(例如漏极)。在此结构中，漏电流较低，电阻率也较低，使得晶体管内产生的热能也会相对变低。
附图说明
[0018]图1为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0019]图2A至2B为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0020]图3A至3D为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0021]图4A至4C为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0022]图5A至5C为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0023]图6为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0024]图7为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0025]图8为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0026]图9为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0027]图10A至10C为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0028]图11为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0029]图12为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0030]图13为本技术一实施例的制造氮化镓场效晶体管的部分流程的示意图；
[0031]图14为本技术一实施例的氮化镓场效晶体管中电流在电流通道中流动的示意图。
[0032]图中符号说明，
[0033]11:暂时性基板
[0034]12:晶种层
[0035]13:氮化镓磊晶层
[0036]14:牺牲层
[0037]21:氮化镓重掺杂层
[0038]22:第一漂移子层
[0039]23:绝缘层
[0040]24:半导体磊晶层
[0041]241:第二漂移子层
[0042]242:源极半导体层
[0043]25:栅极半导体层
[0044]26:源电极层
[0045]27:栅电极层
[0046]28:漂移层
[0047]31:蜡
[0048]32:玻璃板
[0049]41:欧姆金属层
[0050]42:第一导电层
[0051]43:金属基板
[0052]44:第二导电层
[0053本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓场效晶体管，其特征在于，包含：漏电极层；金属基板，位于所述漏电极层上；键合金属层，位于所述金属基板上；欧姆接触层，位于所述键合金属上；氮化镓重掺杂层，位于所述欧姆接触层上；漂移层，位于所述氮化镓重掺杂层上；绝缘层，位于所述漂移层内，且包含穿孔，...

【专利技术属性】
技术研发人员：江守权，
申请(专利权)人：得力新应用材料有限公司，
类型：新型
国别省市：