一种平面氮化镓器件及其制备方法技术

本申请属于半导体技术领域，提供了一种平面氮化镓器件及其制备方法，平面氮化镓器件包括：源极区、漏极区、沟道层、势垒层、钝化层和栅极区；其中，源极区包括源极主体和多个源极单元；漏极区包括漏极主体和多个漏极单元；栅极区包括栅极主体和多个栅极单元；其中，每个栅极单元分段设置，且每个栅极单元设置于对应的多个漏极单元与多个源极单元之间。通过每个栅极单元分段设置，且每个栅极单元设置于对应的多个漏极单元与多个源极单元之间，将栅极单元进行分段设置，其中，在器件的边缘区域与中间区域使用不同的栅极结构，可以解决现有的氮化镓器件都容易在边缘区域发生击穿效应，导致器件无法继续工作的问题。件无法继续工作的问题。件无法继续工作的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种平面氮化镓器件及其制备方法


[0001]本申请属于半导体
，尤其涉及一种平面氮化镓器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]GaN(氮化镓)作为第三代半导体材料，具有很高的临界击穿电场，理论上GaN基器件具有很高的击穿电压。氮化镓半导体作为以发光二极管(Light Emitting Diode；LED)、激光二极管(Laser Diode；LD)为代表的光设备的材料在世界中得到广泛使用。进一步地，由于氮化镓系半导体具有带隙宽、电子移动率高、饱和电子速度快以及击穿电压高等非常优异的材料物性，因此近年作为以晶体管为代表的电子设备受到关注，尤其期待在高耐压用功率设备、高频用功率设备中的应用。
[0003]但是，现有的氮化镓器件都容易在边缘区域发生击穿效应，进而导致器件无法继续工作。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种平面氮化镓器件及其制备方法，可以解决现有的现有的氮化镓器件都容易在边缘区域发生击穿效应，进而导致器件无法继续工作的问题。
[0005]本申请实施例的第一方面提供了一种平面氮化镓器件，所述平面氮化镓器件包括：源极区、漏极区、沟道层、势垒层、钝化层和栅极区；其中，
[0006]所述源极区包括源极主体和多个源极单元，多个所述源极单元平行设置且分别与所述源极主体接触；
[0007]所述漏极区包括漏极主体和多个漏极单元，多个所述漏极单元平行设置且分别与所述漏极主体接触；
[0008]所述栅极区包括栅极主体和多个栅极单元，所述栅极区设于所述势垒层上，多个所述栅极单元平行设置且分别与所述栅极主体接触；
[0009]其中，每个所述栅极单元分段设置，且每个所述栅极单元设置于对应的多个所述漏极单元与多个所述源极单元之间。
[0010]在一个实施例中，所述栅极单元包括：第一栅极耐压元件、第二栅极耐压元件和栅极元件；
[0011]其中，所述第一栅极耐压元件的第一端与所述栅极主体接触，所述第一栅极耐压元件的第二端串联所述栅极元件后与所述第二栅极耐压元件接触。
[0012]在一个实施例中，所述第一栅极耐压元件和第二栅极耐压元件的长度均小于所述栅极元件的长度。
[0013]在一个实施例中，所述第一栅极耐压元件和所述第二栅极耐压元件为“凸”字型结构，所述“凸”字型结构的顶部与所述势垒层接触。
[0014]在一个实施例中，所述第一栅极耐压元件和所述第二栅极耐压元件为梯形结构，
所述梯形结构的顶部与所述势垒层接触。
[0015]在一个实施例中，所述源极单元的个数与所述漏极单元的个数相同，所述栅极单元的个数大于所述源极单元的个数，所述栅极单元的个数大于所述漏极单元的个数。
[0016]在一个实施例中，多个所述漏极单元分别与多个所述源极单元交叉设置。
[0017]在一个实施例中，所述第一栅极耐压元件和第二栅极耐压元件的宽度均大于所述栅极元件的宽度。
[0018]在一个实施例中，第一栅极耐压元件和第二栅极耐压元件的厚度均与所述栅极元件的厚度相等。
[0019]本申请实施例的第二方面提供了一种平面氮化镓器件的制备方法，包括：
[0020]提供半导体衬底；
[0021]在所述半导体衬底上依次形成源极区和漏极区；其中，所述源极区包括源极主体和多个源极单元，多个所述源极单元平行设置且分别与所述源极主体接触；所述漏极区包括漏极主体和多个漏极单元，多个所述漏极单元平行设置且分别与所述漏极主体接触；
[0022]在所述半导体衬底上形成沟道层；其中，所述沟道层包括多个沟道单元，多个所述沟道单元分别设于相邻的所述源极单元和所述漏极单元之间；
[0023]在所述沟道层上形成势垒层；其中，所述势垒层包括多个势垒单元，其中，多个所述势垒单元分别与多个所述沟道单元一一对应；
[0024]在所述沟道层上形成栅极区和钝化层；其中，所述栅极区包括栅极主体和多个栅极单元，所述栅极区设于所述势垒层上，多个所述栅极单元平行设置且分别与所述栅极主体接触；每个所述栅极单元分段设置，且每个所述栅极单元设置于对应的多个所述漏极单元与多个所述源极单元之间；所述钝化层包括多个钝化单元，多个所述钝化单元分别设于相邻的所述栅极单元和所述漏极单元之间，多个所述钝化单元还设于相邻的所述栅极单元和所述源极单元之间。
[0025]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过设置栅极区包括栅极主体和多个栅极单元，栅极区设于势垒层上，多个栅极单元平行设置且分别与栅极主体接触；其中，每个栅极单元分段设置，且每个栅极单元设置于对应的多个漏极单元与多个源极单元之间，将栅极单元进行分段设置，其中，在器件的边缘区域与中间区域使用不同的栅极结构，可以解决现有的氮化镓器件都容易在边缘区域发生击穿效应，导致器件无法继续工作的问题。
附图说明
[0026]图1是本申请一个实施例提供的平面氮化镓器件的垂直切面结构示意图；
[0027]图2是本申请一个实施例提供的平面氮化镓器件的水平切面结构示意图；
[0028]图3是本申请另一个实施例提供的平面氮化镓器件的水平切面结构示意图；
[0029]图4是本申请另一个实施例提供的平面氮化镓器件的垂直切面结构示意图；
[0030]图5是本申请一个实施例提供的平面氮化镓器件的制备方法流程示意图；
[0031]图6是本申请一个实施例提供的形成源极区和漏极区的示意图；
[0032]图7是本申请一个实施例提供的形成沟道层的示意图；
[0033]图8是本申请一个实施例提供的形成势垒区的示意图；
[0034]图9是本申请一个实施例提供的形成栅极区和钝化层示意图。
具体实施方式
[0035]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0036]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0037]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0038]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是一个或一个以上，除非另本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平面氮化镓器件，其特征在于，所述平面氮化镓器件包括：源极区、漏极区、沟道层、势垒层、钝化层和栅极区；其中，所述源极区包括源极主体和多个源极单元，多个所述源极单元平行设置且分别与所述源极主体接触；所述漏极区包括漏极主体和多个漏极单元，多个所述漏极单元平行设置且分别与所述漏极主体接触；所述栅极区包括栅极主体和多个栅极单元，所述栅极区设于所述势垒层上，多个所述栅极单元平行设置且分别与所述栅极主体接触；其中，每个所述栅极单元分段设置，且每个所述栅极单元设置于对应的多个所述漏极单元与多个所述源极单元之间。2.如权利要求1所述的平面氮化镓器件，其特征在于，所述栅极单元包括：第一栅极耐压元件、第二栅极耐压元件和栅极元件；其中，所述第一栅极耐压元件的第一端与所述栅极主体接触，所述第一栅极耐压元件的第二端串联所述栅极元件后与所述第二栅极耐压元件接触。3.如权利要求2所述的平面氮化镓器件，其特征在于，所述第一栅极耐压元件和第二栅极耐压元件的长度均小于所述栅极元件的长度。4.如权利要求2所述的平面氮化镓器件，其特征在于，所述第一栅极耐压元件和所述第二栅极耐压元件为“凸”字型结构，所述“凸”字型结构的顶部与所述势垒层接触。5.如权利要求2所述的平面氮化镓器件，其特征在于，所述第一栅极耐压元件和所述第二栅极耐压元件为梯形结构，所述梯形结构的顶部与所述势垒层接触。6.如权利要求1所述的平面氮化镓器件，其特征在于，所述源极单元的个数与所述漏极单元的个数相同，所述栅极单元的个数大于所述源极单元的个数，所述栅极单元的个数大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄汇钦，吴龙江，
申请(专利权)人：天狼芯半导体成都有限公司，
类型：发明
国别省市：