【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体光电器件领域，尤其涉及一种半导体功率射频器件。
技术介绍
1、氮化镓功率器件和射频器件具有禁带宽度大、临界击穿电场大、体积小、频率高、高电子密度、高电子饱和漂移速率、高临界电场、高热导率、耐高压、良好化学稳定性等诸多优点，例如：氮化镓的禁带宽度为3.4ev，硅为1.12ev，氮化镓的电子漂移速率是si的2.5倍。氮化镓功率器件基于高电子迁移率的二维电子气结构，使用algan/gan晶格失配产生应力，在自发极化和压电极化的相互作用下，在氮化镓界面处产生大量二维电子气；在无掺杂条件下，二维电子气密度可超过1013cm-2，可应用于hemt高电子迁移率晶体管器件，或耐高压功率器件，广泛应用于电力电子器件、消费电子、数据中心、工业机电、汽车电子、智能电网、射频器件、5g/6g通信、光伏逆变器、新能源汽车等领域；gan-hemt功率器件分为e-modehemt增强型器件和d-mode耗尽型器件，其中e-mode hemt增强型器件具有高速、高功率、高电子迁移率、高击穿电压等优势，主要应用于gan射频、5g/6g小基站射频前端、无线通信、激光雷达等领域，而d-mode耗尽型器件则具有漏电流低、驱动电路简单等优点，主要应用于ac-dc转换、dc-dc转换等领域。
2、氮化镓功率器件和射频器件存在以下问题：缺陷和晶格失配应力会产生漏电通道引起性能失效和击穿特性，引起可靠性失效；非平衡载流子会对关态电场振动，出现电场集中；散热特性不佳会影响可靠性；肖特基栅耗尽型氮化镓高电子迁移率器件经常面临高栅极漏电、开关电流比低等问
技术实现思路
1、为解决上述技术问题之一，本专利技术提供了一种半导体功率射频器件。
2、本专利技术实施例提供了一种半导体功率射频器件，包括从下至上依次设置的衬底、沟道层和势垒层，所述沟道层和势垒层具有峰值电子漂移速率分布、空穴迁移率分布、轻空穴有效质量分布和重空穴有效质量分布特性。
3、优选地，所述沟道层和势垒层的峰值电子漂移速率分布具有函数y＝(ex-e-x)/(ex+e-x)曲线分布，所述势垒层的峰值电子漂移速率小于等于沟道层的峰值电子漂移速率。
4、优选地，所述沟道层和势垒层的空穴迁移率分布具有函数y＝(ex-e-x)/(ex+e-x)曲线分布，所述势垒层的空穴迁移率为a，沟道层的空穴迁移率为b，其中：5≤a≤b≤1000(cm2/v/s)。
5、优选地，所述沟道层和势垒层的界面的轻空穴有效质量分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的轻空穴有效质量为c，沟道层的轻空穴有效质量为d，其中：0.5≤d≤c≤10(m0)。
6、优选地，所述沟道层和势垒层的界面的重空穴有效质量分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的重空穴有效质量为e，沟道层的重空穴有效质量为f，其中：0.5≤f≤e≤15(m0)。
7、优选地，所述沟道层和势垒层还具有峰值速率电场分布、极化光学声子能量分布、形变势分布、共价键能分布、纵向声速分布和横向声速分布特性。
8、优选地，所述沟道层和势垒层的界面的峰值速率电场分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的峰值速率电场为g，沟道层的峰值速率电场为h，其中：20≤h≤g≤2000(kv/cm)；
9、所述沟道层和势垒层的界面的极化光学声子能量分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的极化光学声子能量为i，沟道层的极化光学声子能量为j，其中：50≤j≤i≤500(mev)。
10、优选地，所述沟道层和势垒层的界面的形变势分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的形变势为k，沟道层的形变势为l，其中：2≤l≤k≤20(ev)；
11、所述沟道层和势垒层的界面的共价键能分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的共价键能为m，沟道层的共价键能为n，其中：0.5≤n≤m≤15(ev)。
12、优选地，所述沟道层和势垒层的界面的纵向声速分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的纵向声速为p，沟道层的纵向声速为q，其中：1e4≤q≤p≤5e7(cm/s)；
13、所述沟道层和势垒层的界面的横向声速分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的横向声速为r，沟道层的横向声速为s，其中：5e4≤s≤r≤5e7(cm/s)。
14、优选地，所述衬底与沟道层之间还设置有缓冲层和/或第一导电型氮化物半导体；所述势垒层上方设置有第二导电型氮化物半导体和/或氮化物接触层；
15、所述缓冲层、第一导电型氮化物半导体、第二导电型氮化物半导体、氮化物接触层为gan、ingan、inn、alinn、alingan、aln、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、alinas、alinp、algap、ingap、gasb、insb、inas、algasb、alsb、ingasb、algaassb、ingaassb、sic、ga2o3、bn、金刚石的任意一种或任意组合；
16、所述缓冲层的厚度为5埃米至60000埃米，所述第一导电型氮化物半导体的厚度为5埃米至90000埃米，所述第二导电型氮化物半导体的厚度为10埃米至40000埃米，所述氮化物接触层的厚度5埃米至500埃米；
17、所述沟道层为gan、ingan、inn、alinn、alingan、aln、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、alinas、alinp、algap、ingap、gasb、insb、inas、algasb、alsb、ingasb、algaassb、ingaassb、sic、ga2o3、bn、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为5埃米至50000埃米；
18、所述势垒层为gan、ingan、inn、alinn、alingan、aln、gaas、gap、inp、algaas、alingaas、algainp、ingaas、alinas、alinp、algap、ingap、gasb、insb、inas、algasb、alsb、ingasb、algaassb、ingaassb、sic、ga2o3、bn、金刚石的任意一种或任意组合，厚度为5埃米至50000埃米；
19、所述衬底包括蓝宝石、硅、ge、sic、cu、w、tiw、mo、金刚石、ga2o3、aln、gan、gaas、gasb、insb、inp、蓝宝石/sio2复合衬底、蓝宝石/aln复合衬底、蓝宝石/sinx、镁铝尖晶石mgal2o4、mgo、zno、mgo、尖晶石、zrb2、lialo2和ligao2复合衬底的任意一种。
20、本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过对沟道层和势垒层的峰值电子漂移速率分布、空穴迁移率分布、轻空穴有效质量分布和重空穴有效质量分布进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体功率射频器件，包括从下至上依次设置的衬底、沟道层和势垒层，其特征在于，所述沟道层和势垒层具有峰值电子漂移速率分布、空穴迁移率分布、轻空穴有效质量分布和重空穴有效质量分布特性。
2.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述沟道层和势垒层的峰值电子漂移速率分布具有函数y＝(ex-e-x)/(ex+e-x)曲线分布，所述势垒层的峰值电子漂移速率小于等于沟道层的峰值电子漂移速率。
3.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述沟道层和势垒层的空穴迁移率分布具有函数y＝(ex-e-x)/(ex+e-x)曲线分布，所述势垒层的空穴迁移率为a，沟道层的空穴迁移率为b，其中：5≤a≤b≤1000(cm2/V/s)。
4.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述沟道层和势垒层的界面的轻空穴有效质量分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的轻空穴有效质量为c，沟道层的轻空穴有效质量为d，其中：0.5≤d≤c≤10(m0)。
5.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述沟道
6.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述沟道层和势垒层还具有峰值速率电场分布、极化光学声子能量分布、形变势分布、共价键能分布、纵向声速分布和横向声速分布特性。
7.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述沟道层和势垒层的界面的峰值速率电场分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的峰值速率电场为g，沟道层的峰值速率电场为h，其中：20≤h≤g≤2000(KV/cm)；
8.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述沟道层和势垒层的界面的形变势分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的形变势为k，沟道层的形变势为l，其中：2≤l≤k≤20(eV)；
9.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述沟道层和势垒层的界面的纵向声速分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的纵向声速为p，沟道层的纵向声速为q，其中：1E4≤q≤p≤5E7(cm/s)；
10.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述衬底与沟道层之间还设置有缓冲层和/或第一导电型氮化物半导体；所述势垒层上方设置有第二导电型氮化物半导体和/或氮化物接触层；
...【技术特征摘要】
1.一种半导体功率射频器件，包括从下至上依次设置的衬底、沟道层和势垒层，其特征在于，所述沟道层和势垒层具有峰值电子漂移速率分布、空穴迁移率分布、轻空穴有效质量分布和重空穴有效质量分布特性。
2.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述沟道层和势垒层的峰值电子漂移速率分布具有函数y＝(ex-e-x)/(ex+e-x)曲线分布，所述势垒层的峰值电子漂移速率小于等于沟道层的峰值电子漂移速率。
3.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述沟道层和势垒层的空穴迁移率分布具有函数y＝(ex-e-x)/(ex+e-x)曲线分布，所述势垒层的空穴迁移率为a，沟道层的空穴迁移率为b，其中：5≤a≤b≤1000(cm2/v/s)。
4.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述沟道层和势垒层的界面的轻空穴有效质量分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的轻空穴有效质量为c，沟道层的轻空穴有效质量为d，其中：0.5≤d≤c≤10(m0)。
5.根据权利要求1所述的半导体功率射频器件，其特征在于，所述沟道层和势垒层的界面的重空穴有效质量分布具有函数y＝x2-ex曲线分布，所述势垒层的重空穴有效质量为e，沟道层的重空穴有效质量为...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑锦坚，李水清，张江勇，张钰，胡志勇，蔡鑫，陈婉君，王星河，
申请(专利权)人：安徽格恩半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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