一种极化三维耦合作用的横向功率电子器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体设计技术领域，公开了一种极化三维耦合作用的横向功率电子器件及其制备方法，其中器件包括衬底、缓冲层、异质结以及阳极和阴极；所述异质结界面处形成有二维电子气；所述的异质结包含第一半导体层和第二半导体层，所述第二半导体层设置于所述第一半导体层之上，所述的第二半导体层的上表面设有若干个间隔排列的渐变组分结构；所述的阳极与阴极通过二维电子气电连接；还包括第一钝化层、第二钝化层；第一钝化层采用设置于阳极、阴极、同时设置于阳极和阴极任一方案；第二钝化层填充在相邻的两个所述渐变组分结构之间的间隙区域。本发明专利技术解决了现有技术对电场调制能力不足的问题，且具有可操作性强，成本低，工艺简单的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体设计，更具体的，涉及一种极化三维耦合作用的横向功率电子器件及其制备方法。

技术介绍

1、algan/gan基肖特基势垒二极管（schottky barrier diode, sbd）作为典型的横向功率电子器件，因其异质结界面处高密度二维电子气（2deg）带来的低导通电阻和快速开关特性，成为高频、高压电力电子系统的核心器件。然而，传统algan/gan sbd在高压反向偏置时，由于阳极边缘或场板边缘等局部电场高度集中，导致反向漏电流增大，引发局部雪崩击穿，严重限制了器件的击穿电压与可靠性。为了解决上述问题，研究者们提出了多种解决方案。如场板技术、电荷平衡技术、超结结构等。

2、然而，常规的场板技术虽能部分缓解电场尖峰，但单一金属场板对电场的调控能力有限，且过长的场板会引入寄生电容，降低器件动态性能；电荷平衡技术采用掺杂或极化电荷补偿二维电子气浓度，然而工艺复杂度高，且可能引入界面缺陷，影响器件可靠性；超结结构在硅基器件中通过周期性掺杂实现电荷平衡，但在algan/gan体系中受限于p型掺杂困难及工艺兼容性问题，难以实现理想的超本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种极化三维耦合作用的横向功率电子器件，其特征在于：沿生长方向依次包括衬底（101）、缓冲层（102）、异质结以及与其配合的阳极（108）和阴极（109）；所述异质结界面处形成有二维电子气；所述的阳极（108）和阴极（109）分别设置于所述异质结结构的两端并通过所述二维电子气实现电连接；

2.根据权利要求1所述的极化三维耦合作用的横向功率电子器件，其特征在于：所述的渐变组分结构（105）的厚度为5nm~40nm；渐变组分结构（105）的凹槽延伸方向平行于阳极（108）与阴极（109）的连线方向。

3.根据权利要求1所述的极化三维耦合作用的横向功率电子器件，其特...

【技术特征摘要】

1.一种极化三维耦合作用的横向功率电子器件，其特征在于：沿生长方向依次包括衬底（101）、缓冲层（102）、异质结以及与其配合的阳极（108）和阴极（109）；所述异质结界面处形成有二维电子气；所述的阳极（108）和阴极（109）分别设置于所述异质结结构的两端并通过所述二维电子气实现电连接；

2.根据权利要求1所述的极化三维耦合作用的横向功率电子器件，其特征在于：所述的渐变组分结构（105）的厚度为5nm~40nm；渐变组分结构（105）的凹槽延伸方向平行于阳极（108）与阴极（109）的连线方向。

3.根据权利要求1所述的极化三维耦合作用的横向功率电子器件，其特征在于：所述的渐变组分结构（105）具体为相邻渐变组分alx→yga1-x→1-yn结构；各渐变组分alx→yga1-x→1-yn结构（105）的al组分沿生长方向呈梯度递减分布，其中，x起始处的铝组分含量，y为结束处的铝组分含量，0＜x≤1,0≤y＜x。

4.根据权利要求3所述的极化三维耦合作用的横向功率电子器件，其特征在于：所述的渐变组分alx→yga1-x→1-yn结构（105）由极化效应形成具有负电特性的极化体电荷，极化体电荷密度为0.5×1017 cm-3~1×1020 cm-3。

5.根据权利要求1所述的极化三维耦合作用的横向功率电子器件，其特征在于：所述缓冲层（102）的材质包括高阻gan或高阻algan任一种，所述缓冲层（102）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张紫辉，何婧婷，黄福平，楚春双，田康凯，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：