电卡制冷增强散热的氧化镓器件及制备方法技术

本发明专利技术公开了电卡制冷增强散热的氧化镓器件，主要解决由于氧化镓低的导热率，造成氧化镓器件自热效应严重、可靠性降低、输出功率减小的问题。其技术关键是通过电卡制冷技术提高器件散热性能，即在氧化镓场效应晶体管的衬底和传热界面层之间增设电卡制冷层，并在其上下表面设置金属电极层，通过施加电场使电卡制冷层中的压电材料相变，加快衬底到传热界面层的热传递。对于垂直氧化镓肖特基二极管，是在其Si<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;钝化层与热界面层之间增加设有上下电极的压电薄膜，通过施加电场使压电薄膜相变，增加Si<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;钝化层到热界面层的热传递。本发明专利技术减小了器件热阻，抑制了器件的自热效应，提高了器件的散热性能，可用作微波功率器件和电力电子器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体器件，具体涉及一种氧化镓器件及制备方法，可用作微波功率器件和电力电子器件。

技术介绍

1、ga2o3是一种超宽禁带半导体材料，其按照不同的晶体结构分为α-ga2o3，β-ga2o3，γ-ga2o3，δ-ga2o3和ε-ga2o3。在多种ga2o3晶体结构中，β-ga2o3是正常温度和压力条件下最稳定的晶体结构，具有非常好的化学稳定性，目前报道的ga2o3器件绝大多数采用β-ga2o3。在材料特性上，相较于第三代半导体sic和gan，β-ga2o3半导体材料具有4.8ev的超宽禁带宽度和8mv/cm的超高临界击穿场强等优异物理特性。同时ga2o3作为宽禁带半导体中唯一可以使用熔融法生长晶圆的材料具有天然的低成本优势，是下一代电子器件的最有利竞争者。

2、ga2o3作为一种重要的半导体材料，在微波功率器件和电力电子器件等领域表现出色。然而，尽管ga2o3具有许多优势，但该材料却存在热导率低的问题，其热导率只有sic的三十分之一、gan的十分之一。这一低的热导率性能限制了ga2o3材料在高功率、高温度环境下的应用。在高功率工作状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电卡制冷增强散热的Ga2O3金属氧化物半导体场效应管，自下而上包括:热沉层(1)，传热界面层(2)，衬底层(4)，缓冲层(5)，沟道层(6)，介质层(7)以及位于沟道层(6)和介质层(7)上的金属电极，钝化层(8)包裹在金属电极的外围，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：

6.一种电卡制冷增强散热的垂直Ga2O3异质结二极管，自下而上包括:阴极电极、n+β-Ga2O3衬底...

【技术特征摘要】

1.一种电卡制冷增强散热的ga2o3金属氧化物半导体场效应管，自下而上包括:热沉层(1)，传热界面层(2)，衬底层(4)，缓冲层(5)，沟道层(6)，介质层(7)以及位于沟道层(6)和介质层(7)上的金属电极，钝化层(8)包裹在金属电极的外围，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：

6.一种电卡制冷增强散热的垂直ga2o3异质结二极管，自下而上包括:阴极电极、n+β-ga2o3衬底层、n-β-g...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯欣，周佳俊，张苇杭，吴银河，董鹏飞，周弘，刘志宏，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学广州研究院，
类型：发明
国别省市：