[發明專利]氮化鎵高遷移率晶體管

在審

• 申請號: 201711122102.0
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107706239A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 閆穩玉;吳偉東;張薇葭
• 申請（專利權）人: 山東聚芯光電科技有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L23/373
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司37108
• 代理人: 鄭向群

1.氮化鎵高遷移率晶體管，包括塑封料外殼（2）、藍寶石襯底（1）、氮化鎵緩沖層（3）、氮化鎵（4）、氮化鎵鋁（5）、柵極（11）、源極（13）、漏極（6）、鈍化層（12）、粘合劑A（7）、粘合劑B（9）、敷金陶瓷片（8）、封裝引線框架（10），其特征在于：所述的封裝引線框架（10）上固定有塑封料外殼（2）；所述的內部自內向外依次分別為藍寶石襯底（1）、氮化鎵緩沖層（3）、氮化鎵（4）、氮化鎵鋁（5）、鈍化層（12）、粘合劑A（7）、敷金陶瓷片（8）、粘合劑B（9）；所述的藍寶石襯底（1）置于最內層，氮化鎵緩沖層（3）填充與藍寶石襯底（1）與氮化鎵（4）之間，氮化鎵（4）的另一側為氮化鎵鋁（5），氮化鎵（4）與氮化鎵鋁（5）四周固定有鈍化層（12），柵極（11）、源極（13）、漏極（6）固定于鈍化層（12）中，鈍化層（12）與敷金陶瓷片（8）由粘合劑A（7）粘合固定于一體，敷金陶瓷片（8）與封裝引線框架（10）之間填充粘合劑B（9）。

2.根據權利要求1所述的氮化鎵高遷移率晶體管，其特征在于：所述的敷金陶瓷片（8）為長方形薄片狀，以陶瓷片為基底，其中兩側為電極區（14），中間為散熱金屬區（16），陶瓷片一般是氮化鋁陶瓷；陶瓷片上下兩面鍍金屬膜，兩金屬膜的圖案按照GaN HEMT芯片（17）形狀要求布置，金屬經常使用銅（Cu）或金（Au）經過使用金屬蒸鍍或者濺射的方式形成。

3.根據權利要求1或2所述的氮化鎵高遷移率晶體管，其特征在于：所述的敷金陶瓷片（8）金屬膜GaN HEMT芯片（17）為反復回形，接線端（15）分別設置于陶瓷片的對角部分。

4.根據權利要求1或2所述的氮化鎵高遷移率晶體管，其特征在于：所述的GaN HEMT芯片（17）與敷金陶瓷片（8）之間由粘合劑粘合，其中電極區（14）和散熱金屬區（16）使用不同的粘合劑，電極區（14）使用導電性能良好的粘合劑，散熱金屬區（16）使用導熱性能良好的粘合劑。

5.根據權利要求1所述的氮化鎵高遷移率晶體管，其特征在于：所述的敷金陶瓷片（8）與封裝的引線框架（10）之間采用導熱良好的粘合劑B（9）。

6.根據權利要求1所述的氮化鎵高遷移率晶體管，其特征在于：所述的敷金陶瓷片（8）可以使用鋁基PCB板等其他絕緣導熱材料代替。

7.根據權利要求1所述的氮化鎵高遷移率晶體管，其特征在于：所述的藍寶石襯底（1）組成為氧化鋁。

8.根據權利要求1所述的氮化鎵高遷移率晶體管，其特征在于：所述的GaN緩沖層（3）為數微米的氮化鎵層。

9.根據權利要求1所述的氮化鎵高遷移率晶體管，其特征在于：所述的氮化鎵鋁（5）其成分構成為Al_XGa_1-XN，氮化鎵鋁（5）與氮化鎵（4）構成的異質結表面處氮化鎵（4）一側會形成二維電子氣2DEG，為導電溝道。

10.根據權利要求1所述的氮化鎵高遷移率晶體管，其特征在于：所述的柵極（11）為金屬與半導體形成的肖特基接觸，金屬經常使用鎳+金金屬系統（Ni/Au）；源極（Source）（13）和漏極（Drain）（6）為HEMT器件的集電極和發射極，源極（13）和漏極（6）都是金屬與半導體形成的歐姆接觸系統，為鈦鋁鎳金金屬系統（Ti/Al/Ni/Au）。

11.根據權利要求1所述的氮化鎵高遷移率晶體管，其特征在于：所述的鈍化層（12）為SiN材質。