一种具有P-GaN源极扩展的GaN晶体管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有P‑GaN源极扩展的GaN晶体管，涉及半导体技术领域，包括：外延结构、源极、栅极和漏极，外延结构包括沟道层、位于沟道层一侧的势垒层以及位于势垒层远离沟道层一侧表面的P‑GaN扩展层和P型层；其中，源极与漏极相对设置于势垒层远离沟道层一侧表面的两端，在第一方向上，P‑GaN扩展层位于源极靠近漏极的一侧，P型层位于P‑GaN扩展层与漏极之间，栅极位于P型层远离势垒层一侧的表面，P‑GaN扩展层、势垒层和沟道层形成pin二极管结构；第一方向为源极指向漏极的方向。本发明专利技术引入的P‑GaN扩展层可以耗尽其下方的部分二维电子气，进而降低短路饱和电流，增强P‑GaN晶体管的短路可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体，具体涉及一种具有p-gan源极扩展的gan晶体管及其制备方法。

技术介绍

1、gan高电子迁移率晶体管(hemt)凭借着更高的功率密度、更高的击穿电压、更低的导通电阻和更快的开关速度，在电力电子系统中得到了广泛的应用，具有p-gan栅极层和肖特基型栅极接触的增强型gan hemt是一种具有巨大应用潜力的商用gan功率器件。随着p-gan hemt的商业化，其在电机驱动和汽车动力系统等各种应用中的短路(sc)能力至关重要。

2、一般来说，负载意外短路、相脚电路中的串扰或其他外部故障情况均会引起短路。短路时，功率回路中由于没有限流与承压的负载，回路电流会急速增大，达到功率器件的短路饱和电流，回路母线电压由功率器件承受，这使得功率器件同时承受高电压、大电流应力，短时间内产生大量热量，功率器件会发生电学性能退化甚至器件烧毁的情况。

3、为解决上述问题，现有技术在电路中增加了过流保护电路和外部限流元件，然而这种方法会增加电路复杂性；而针对器件本身，可以采用sc级gan共源共栅结构，即通过去除部分栅极沟道来降低饱和电流，这本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有P-GaN源极扩展的GaN晶体管，其特征在于，包括：外延结构(1)、源极、栅极和漏极，所述外延结构(1)包括沟道层(11)、位于所述沟道层(11)一侧的势垒层(12)以及位于所述势垒层(12)远离沟道层(11)一侧表面的P-GaN扩展层(13)和P型层(14)；其中，

2.根据权利要求1所述的具有P-GaN源极扩展的GaN晶体管，其特征在于，在垂直于外延结构(1)所在平面的方向上，所述P-GaN扩展层(13)的厚度小于或等于所述P型层(14)的厚度。

3.根据权利要求2所述的具有P-GaN源极扩展的GaN晶体管，其特征在于，所述P-GaN扩展层(13)...

【技术特征摘要】

1.一种具有p-gan源极扩展的gan晶体管，其特征在于，包括：外延结构(1)、源极、栅极和漏极，所述外延结构(1)包括沟道层(11)、位于所述沟道层(11)一侧的势垒层(12)以及位于所述势垒层(12)远离沟道层(11)一侧表面的p-gan扩展层(13)和p型层(14)；其中，

2.根据权利要求1所述的具有p-gan源极扩展的gan晶体管，其特征在于，在垂直于外延结构(1)所在平面的方向上，所述p-gan扩展层(13)的厚度小于或等于所述p型层(14)的厚度。

3.根据权利要求2所述的具有p-gan源极扩展的gan晶体管，其特征在于，所述p-gan扩展层(13)包括多个沿所述第一方向排布的子块(131)。

4.根据权利要求2所述的具有p-gan源极扩展的gan晶体管，其特征在于，所述势垒层(12)包括凹槽，至少部分所述p-gan扩展层(13)位于该凹槽内。

5.根据权利要求1所述的具有p-gan源极扩展的gan晶体管，其特征在于，所述p-gan扩展层(13)的材料包括gan，所述p型层(14)的材料包括gan、aln或algan。

6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵胜雷，桂娟，宋秀峰，孙雪晶，张嘎，于龙洋，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：