具有高功率优值与优异导通特性的GaN场效应晶体管制造技术

本发明专利技术涉及一种场效应晶体管，尤其是一种具有高功率优值与优异导通特性的GaN场效应晶体管。按照本发明专利技术提供的技术方案，所述具有高功率优值与优异导通特性的GaN场效应晶体管，包括GaN场效应晶体管本体，所述GaN场效应晶体管本体包括C掺杂缓冲层以及设置于所述C掺杂缓冲层上的器件结构；在所述C掺杂缓冲层内设置可耗尽背景载流子和沟道载流子的P型埋层，且在所述C掺杂缓冲层内设置用于补充由P型埋层耗尽的沟道载流子的N型埋层；在C掺杂缓冲层内，N型埋层位于P型埋层与器件沟道层结构之间。本发明专利技术在提升晶体管耐压和Baliga功率优值时，可同时提高晶体管的导通特性。可同时提高晶体管的导通特性。可同时提高晶体管的导通特性。

【技术实现步骤摘要】
具有高功率优值与优异导通特性的GaN场效应晶体管


[0001]本专利技术涉及一种场效应晶体管，尤其是一种具有高功率优值与优异导通特性的GaN场效应晶体管。

技术介绍

[0002]随着我国现代化建设的加速发展，对基于硅(Si)和化合物半导体材料的功率半导体器件，在新能源汽车、船舶电气化与海洋动力、消费电子以及大功率推进等领域都有着广泛的应用。同时，高效率、高功率密度、高可靠性、高速和轻量化，已经成为功率管理的主要发展趋势。
[0003]作为第三代半导体材料的氮化镓(GaN)目前处于快速发展阶段，已成为高温、高频、大功率器件的首选材料之一。GaN半导体技术是具有战略性、先导性等显著特性的新一代半导体芯片技术。
[0004]与传统Si基电力电子器件相比，GaN电力电子器件可以满足实际应用中高频、高功率密度、耐高温高压、抗辐射以及体积小、重量轻等需求，在功率管理和转换等方面展现出巨大的潜力，其已被公认为变革军事电子系统与架构的颠覆性元器件之一。
[0005]P
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GaN栅AlGaN/GaN HEMT器件是一种常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高功率优值与优异导通特性的GaN场效应晶体管，包括GaN场效应晶体管本体，所述GaN场效应晶体管本体包括C掺杂缓冲层以及设置于所述C掺杂缓冲层上的器件结构；其特征是，在所述C掺杂缓冲层内设置可耗尽背景载流子和沟道载流子的P型埋层，且在所述C掺杂缓冲层内设置用于补充由P型埋层耗尽的沟道载流子的N型埋层；在C掺杂缓冲层内，N型埋层位于P型埋层与器件沟道层结构之间。2.根据权利要求1所述具有高功率优值与优异导通特性的GaN场效应晶体管，其特征是：N型埋层通过C掺杂缓冲层与P型埋层间隔，N型埋层与器件结构内的沟道层接触；在C掺杂缓冲层内，P型埋层包括P型第一埋区以及与所述P型第一埋区正对应的P型第二埋区；N型埋层包括N型第一埋区以及与所述N型第一埋区正对应的N型第二埋区；N型第一埋区与P型第一埋区正对应，N型第二埋区与P型第二埋区正对应；N型第一埋区的第一端位于P型第一埋区第一端的内侧，且N型第一埋区的第一端与器件结构内P
‑
GaN栅邻近漏极体一侧的端部平齐，N型第一埋区的第二端不超过P型第一埋区的第二端，N型第二埋区的两端位于P型第二埋区相应两端的内侧。3.根据权利要求2所述具有高功率优值与优异导通特性的GaN场效应晶体管，其特征是：器件结构还包括位于沟道层上的势垒层、位于所述势垒层上的钝化层、位于P
‑
GaN栅上的栅场板、用于形成源电极的源极体以及与所述源极体对应的源极场板，其中，源极体、漏极体与沟道层、势垒层均形成欧姆接触，P
‑
GaN栅位于源极体与漏极体之间，源极体对应邻近P型第一埋区，漏极体对应邻近P型第二埋区；P
‑
GaN栅以及栅场板位于钝化层内，P
‑
GaN栅支撑于势垒层上；所述源极场板与源极体连接，并覆盖钝化层上，且源极场板在钝化层上的横向长度小于钝化层相应的横向长度。4.根据权利要求3所述具有高功率优值与优异导通特性的GaN场效应晶体管，其特征是：所述N型埋层掺杂浓度的范围为6
×
10
17
cm
‑3～2
×
10
18
cm
‑3，N型埋层与P型埋层的间距H
NP
为：0.05μm≦H
NP
≦0.25μm；N型第一埋区、N型第二埋区位于漏极体以及P
‑
GaN栅邻近所述漏极体的端部之间，其中，N型第一埋区与覆盖钝化层上的源极场板空间交叠，N型第二埋区与源极场板空间非交叠。5.根据权利要求4所述具有高功率优值与优异导通特性的GaN场效应晶体管，其特征是：N型第一埋区、N型第二埋区具有相同的厚度T
N
，且N型埋层的厚度T
N
为：0.1μm≦T
N

【专利技术属性】
技术研发人员：刘士进，李明宇，
申请(专利权)人：江苏芯唐微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：