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一种氮化镓功率器件的制作方法

作者:小编    发布时间:2026-04-15 15:10:25    浏览量:

  1、氮化镓材料相比于硅材料具有更高的能带隙、电子迁移率、饱和电子速度和击穿电场。氮化镓高电子迁移率晶体管为常见的氮化镓功率器件,并广泛应用于射频、微波等高频应用领域。一种已有的氮化镓高电子迁移率晶体管结构如图1所示,该器件设有位于栅极金属 101 旁的多层独立场板 102。多层独立场板 102 主要作用在于降低栅极金属 101与漏极金属 103 间的电场尖峰,使电场分布更平均,提高器件的击穿电压和可靠性。如图2所示,场板层数102与栅极与漏极间最大电场成反比关系,场板层数越多,栅极与漏极间最大电场越低,器件的击穿电压和可靠性也越高,再次参考图1,该器件每层场板均需要单独制作一次沉积、光刻和刻蚀,场板层数越多,工艺越复杂,成本亦越高。

  1、为解决上述提到的问题,本实用新型提供一种氮化镓功率器件,所述的器件包括有位于底部的衬底层,位于衬底层上方的缓冲层,位于缓冲层之上的沟道层,所述的沟道层表面具有水平方向二维电子气,位于沟道层之上的势垒层,位于势垒层上方的第一介质层以及被所述的第一介质层相隔的第一导电型氮化镓、源极金属和漏极金属,所述的第一导电型氮化镓上方设有栅极金属;所述的第一介质层上方至少还设有第二介质层和设于第二介质层上的第三介质层,相邻的介质层组成材料不同;所述的第一介质层、第二介质层和第三介质层在栅极金属和漏极金属之间呈阶梯状上升以形成阶梯状侧边,在所述形成阶梯状侧边上方设有阶梯状一体式场板,所述的阶梯形一体式场板上方覆有顶层介质层。

  2、进一步的,所述的第三介质层上方还设有第四介质层,所述的第四介质层进一步延伸所述的形成阶梯状侧边,从而使得所述的阶梯状一体式场板向上进一步延伸;或者,

  3、所述的第四介质层上方还设有第五介质层,所述的第五介质层再进一步延伸所述的形成阶梯状侧边,从而使得所述的阶梯状一体式场板再向上进一步延伸;或者,

  4、依次类推,可以根据实际需求设计更多介质层以进一步延伸所述的阶梯状一体式场板。

  6、进一步的,阶梯状一体式场板的倾斜角@大于等于90°,且小于180°。

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  8、本实用新型通过设置阶梯状一体式场板, 使器件的栅极金属与漏极金属间的电场分布更平均,提高器件的击穿电压和可靠性。

  1.一种氮化镓功率器件,所述的器件包括有位于底部的衬底层,位于衬底层上方的缓冲层,位于缓冲层之上的沟道层,所述的沟道层表面具有水平方向二维电子气,位于沟道层之上的势垒层,位于势垒层上方的第一介质层以及被所述的第一介质层相隔的第一导电型氮化镓、源极金属和漏极金属,所述的第一导电型氮化镓上方设有栅极金属;

  2.如权利要求1所述的一种氮化镓功率器件,其特征在于,所述的第三介质层上方还设有第四介质层,所述的第四介质层进一步延伸所述的形成阶梯状侧边,从而使得所述的阶梯状一体式场板向上进一步延伸;或者,

  3.如权利要求1或2所述的一种氮化镓功率器件,其特征在于,所述的阶梯状一体式场板自栅极金属向漏极金属方向逐级上升。

  4.如权利要求1或2所述的一种氮化镓功率器件,其特征在于,阶梯状一体式场板的倾斜角@大于等于90°,且小于180°。

  5.如权利要求1或2所述的一种氮化镓功率器件,其特征在于,相隔的介质层为组成材料相同的介质层。

  一种氮化镓功率器件,本技术涉及于功率半导体器件,提供一种氮化镓功率器件,该器件设有呈阶梯状上升的多层介质层,在多层介质层侧面形成阶梯状侧边,在该阶梯状侧边上方设置阶梯状一体式场板,本技术可在不增加工艺的复杂性及成本下,增加场板的层数,使器件的栅极金属与漏极金属间的电场分布更平均,提高器件的击穿电压和可靠性。

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