MIS结构增强型超结电流孔径垂直电子晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种MIS结构增强型超结电流孔径垂直电子晶体管及其制造方法，晶体管包括依次布置的：n型GaN衬底、n型GaN漂移层、超结、p型GaN电流阻挡层、GaN沟道层、势垒层和介质层；其中，p型GaN电流阻挡层设有用于限定电流路径的电流通孔，并且GaN沟道层覆盖电流通孔；源电极布置于p型GaN电流阻挡层远离超结的一面，并分布于GaN沟道层的两侧；栅电极布置于介质层远离p型GaN势垒层的一面，且完全覆盖电流通孔。进一步地，势垒层包括多周期势垒层和p型GaN顶势垒层；本发明专利技术通过增加栅介质，增加p型GaN做顶势垒层，使用多层次势垒层和超结结构，增加了器件阈值电压和击穿电压，减少了器件栅电极漏电，增加了器件的稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体，特别涉及一种mis(金属绝缘体半导体，metal-insulator-semiconductor)结构增强型超结电流孔径垂直电子晶体管及其制造方法。

技术介绍

1、氮化镓是一种宽带隙半导体材料，具有高的临界电场、高电子迁移率和饱和速度以及相对高的导热系数，在电源管理功率器件、航空航天等领域具有广泛的应用潜力，横向氮化镓器件已经完成了从15v到900v的商业化，并演示到10kv。与平面结构gan器件相比，垂直结构gan器件拥有更多的优势：(1)电流通道在体内，不易受器件表面陷阱态的影响，动态特性较为稳定；(2)垂直结构器件可在不增加器件面积的前提下通过增加漂移区厚度直接提升耐压，因此与横向结构相比更易于实现高的击穿电压；(3)电流导通路径的面积大，可以承受较高的电流密度；(4)由于电流在器件内部更为均匀，器件的热稳定性佳。

2、在氮化镓垂直器件中，与本方案相近的是传统的电流孔径垂直电子晶体管(current aperture vertical electron transistor，cavet)，目前传统电流孔径垂直电子晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.MIS结构增强型超结电流孔径垂直电子晶体管，其特征在于，包括依次布置的：n型GaN衬底、n型GaN漂移层、超结、p型GaN电流阻挡层、GaN沟道层、势垒层和介质层；

2.根据权利要求1所述MIS结构增强型超结电流孔径垂直电子晶体管，其特征在于，所述超结由置于所述n型GaN漂移层远离所述n型GaN衬底的一面的p型GaN柱和n型GaN柱相互结合形成。

3.根据权利要求1所述MIS结构增强型超结电流孔径垂直电子晶体管，其特征在于，所述势垒层包括多周期势垒层和p型GaN顶势垒层；所述多周期势垒层置于所述GaN沟道层远离所述p型GaN电流阻挡层的一面，与所述GaN沟道层...

【技术特征摘要】

1.mis结构增强型超结电流孔径垂直电子晶体管，其特征在于，包括依次布置的：n型gan衬底、n型gan漂移层、超结、p型gan电流阻挡层、gan沟道层、势垒层和介质层；

2.根据权利要求1所述mis结构增强型超结电流孔径垂直电子晶体管，其特征在于，所述超结由置于所述n型gan漂移层远离所述n型gan衬底的一面的p型gan柱和n型gan柱相互结合形成。

3.根据权利要求1所述mis结构增强型超结电流孔径垂直电子晶体管，其特征在于，所述势垒层包括多周期势垒层和p型gan顶势垒层；所述多周期势垒层置于所述gan沟道层远离所述p型gan电流阻挡层的一面，与所述gan沟道层形成二维电子气沟道，所述p型gan顶势垒层置于所述多周期势垒层远离所述gan沟道层的一面，并位于所述电流通孔正上方，用于耗尽位于电流通孔上方二维电子气，使器件处于常关状态。

4.根据权利要求3所述mis结构增强型超结电流孔径垂直电子晶体管，其特征在于，所述多周期势垒层为algan、alingan、inaln和aln中的一种或多种，并且，沿远离所述gan沟道层远离的方向，al组分含量依次增加。

5.根据权利要求3所述mis结构增强型超结电流孔径垂直电子晶体管，其特征在于，所述n型gan衬底厚度为5～8μm，所述n型gan漂移层厚度为3～4μm，所述超结厚度为4～6μm，所述p型gan电流阻挡层厚度为0.5～1μm，所述gan沟道层厚度为40～100...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵胜雷，鲁兴，游淑珍，宋秀峰，李道远，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：