一种GaNHEMT器件制造技术

本申请公开了一种GaN HEMT器件，包括沿第一方向层叠设置的衬底、缓冲层、GaN沟道层和势垒层，势垒层远离GaN沟道层的表面设有相互间隔的源极、栅极结构和漏极；还包括反向续流二极管，设于势垒层远离GaN沟道层的表面且位于栅极结构与漏极之间，包括金属阳极和多个第一P

【技术实现步骤摘要】
一种GaN HEMT器件


[0001]本申请涉及半导体领域，特别是涉及一种GaN HEMT器件。

技术介绍

[0002]与第一代半导体材料Si相比，第三代宽禁带半导体材料GaN具有更为优秀的材料物理特性，其禁带宽度、电子迁移率、电子饱和速率、临界击穿电场、热导率和高/低频Baliga优值等物理参数均远高于Si材料。目前，P
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GaN栅极功率HEMT已商业化并具有优异的性能。
[0003]在许多功率开关电路中，例如逆变器和DC
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DC转换器，功率晶体管需要与续流二极管反并联，实现反向导通。然而，由于P
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GaN栅极功率HEMT没有体二极管，HEMT的反向导通电压与器件阈值电压耦合导致反向导通电压较高，这会带来更高的能量损失和更低的效率。外部并联二极管不但增加了成本，而且会引入额外的寄生电感和电容。该问题的一种解决方案是在HEMT上集成平面肖特基二极管，但平面肖特基二极管存在反向泄漏电流大且耐压能力差的缺点。

技术实现思路

[0004]本申请主要提供一种GaN HEMT器件，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GaN HEMT器件，包括沿第一方向依次层叠设置的衬底、缓冲层、GaN沟道层和势垒层；所述势垒层远离所述GaN沟道层的表面设置有相互间隔的源极、栅极结构和漏极，所述栅极结构设置于所述源极与所述漏极之间；其特征在于，还包括集成于所述势垒层远离所述GaN沟道层的表面的反向续流二极管，所述反向续流二极管设置于所述栅极结构与所述漏极之间，包括金属阳极和多个第一P
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GaN结构，所述金属阳极与所述栅极结构间隔设置，每个所述第一P
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GaN结构至少部分位于所述金属阳极靠近所述漏极的一侧，多个所述第一P
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GaN结构与所述金属阳极接触设置且呈梳齿状排列；所述第一P
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GaN结构设置于所述势垒层远离所述GaN沟道层的表面，所述金属阳极沿着第二方向延伸，多个所述第一P
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GaN结构在第二方向上相互平行且间隔设置，每个所述第一P
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GaN结构沿着第三方向延伸；所述金属阳极与所述势垒层形成肖特基接触，与所述第一P
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GaN结构形成欧姆接触；其中，所述第三方向为从所述源极向所述漏极延伸的方向，所述第二方向为垂直于所述第三方向和所述第一方向的方向。2.根据权利要求1所述的GaN HEMT器件，其特征在于，沿着所述第二方向，所述金属阳极与所述第一P
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GaN结构远离所述势垒层的表面和所述势垒层远离所述GaN沟道层的表面均有接触，且一部分所述金属阳极覆盖部分所述第一P
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GaN结构，另一部分所述金属阳极覆盖部分所述势垒层；其中，所述GaN HEMT器件包括在所述第二方向上间隔且相互平行的第一截面和第二截面，在所述第一截面上，所述金属阳极覆盖部分所述第一P
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GaN结构远离所述势垒层的表面，在所述第二截面上，所述金属阳极覆盖部分所述势垒层远离所述GaN沟道层的表面。3.根据权利要求2所述的GaN HEMT器件，其特征在于，所述第一P
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GaN结构与所述栅极结构间隔设置，所述第一P
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GaN结构与所述漏极间隔设置；在所述第一截面上，所述金属阳极覆盖于所述第一P
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GaN结构靠近所述栅极结构的第一端且位于所述第一P
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GaN结构远离所述势垒层的表面；或在所述第一截面上，沿着所述第三方向，一部分所述金属阳极覆盖于所述第一P
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GaN结构靠近所述栅极结构的第一端且位于所述第一P
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GaN结构远离所述势垒层的表面，另一部分所述金属阳极覆盖于所述第一P
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GaN结构靠近所述栅极结构的第一端的端面。4.根据权利要求2所述的GaN HEMT器件，其特征在于，在所述第一截面上，所述金属阳极覆盖于所述第一P
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GaN结构远离所述势垒层的表面且与所述第一P
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【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，付杰，严丹妮，刘成，叶念慈，
申请(专利权)人：湖南三安半导体有限责任公司，
类型：新型
国别省市：