具有金刚石插入结构的高导热氮化镓HEMT器件及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有金刚石插入结构的高导热氮化镓HEMT器件及其制备方法和应用，涉及半导体技术领域。包括衬底，以及衬底上设置的外延层；外延层包括从下至上依次设置的金刚石缓冲层、沟道层以及势垒层；金刚石缓冲层内贯穿插设有导热柱，且导热柱的一端延伸至沟道层内；势垒层上设置有源极、栅极、漏极；源极和漏极分别穿过势垒层与沟道层相接触；势垒层上以及位于源极、栅极和漏极之间设置有钝化层。本发明专利技术通过在器件底部金刚石缓冲层及衬底之间设置导热柱，实现对GaN HEMT器件热点源头进行热管理，充分发挥GaN材料的大功率优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体，具体涉及一种具有金刚石插入结构的高导热氮化镓hemt器件及其制备方法和应用。

技术介绍

1、第三代半导体材料gan相较于前两代半导体材料如gaas和si等，具有高禁带宽度、高击穿场强、高电子饱和速度、耐高压高温等优点，是微波功率器件最理想的半导体材料，极为适用于固态大功率器件及高频微波器件，在雷达、电子对抗和移动通信等军民领域具有广阔应用前景。

2、然而，受限于gan材料本身的热导率，当gan hemt器件工作在大功率条件下时，器件内部产生的热损耗会导致结温急剧升高，使其输出功率显著下降，严重影响器件的性能和寿命，导致其大功率及耐高温等性能优势未得到充分发挥。因此，gan hemt器件的热管理技术研究成为器件开发的关键技术之一。

3、为了改善gan hemt器件的散热能力，已有报道的方法包括采用高导热系数的衬底、基板材料如sic、金刚石、金属等，使用热沉结构快速导出聚集的热量，使用倒装焊技术缩短传热的路径等方法。但都局限于仅在器件结构外部做文章，忽略了gan hemt器件内部的散热途径，无法实现更源头的器件热管本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有金刚石插入结构的高导热氮化镓HEMT器件，其特征在于，包括衬底，以及所述衬底上设置的外延层；

2.根据权利要求1所述的具有金刚石插入结构的高导热氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述金刚石缓冲层的材质为AlN；所述沟道层的材质为GaN；所述势垒层的材质为AlGaN。

3.根据权利要求1所述的具有金刚石插入结构的高导热氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述金刚石缓冲层的厚度为180~250nm；所述沟道层的厚度为2000~2500nm；所述势垒层的厚度为15~30nm。

4.根据权利要求1所述的具有金刚石插入结构的高导热氮化镓HEMT器件，其特征...

【技术特征摘要】

1.一种具有金刚石插入结构的高导热氮化镓hemt器件，其特征在于，包括衬底，以及所述衬底上设置的外延层；

2.根据权利要求1所述的具有金刚石插入结构的高导热氮化镓hemt器件，其特征在于，所述金刚石缓冲层的材质为aln；所述沟道层的材质为gan；所述势垒层的材质为algan。

3.根据权利要求1所述的具有金刚石插入结构的高导热氮化镓hemt器件，其特征在于，所述金刚石缓冲层的厚度为180~250nm；所述沟道层的厚度为2000~2500nm；所述势垒层的厚度为15~30nm。

4.根据权利要求1所述的具有金刚石插入结构的高导热氮化镓hemt器件，其特征在于，所述盲孔的底部距所述势垒层底部距离为0.2µm ~1.5µm。

5.根据权利要求1所述的具有金刚石插入结构的高导热氮化镓hemt器件，其特征在于，所述导...

【专利技术属性】
技术研发人员：关赫，邓博睿，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：