[實用新型]GaN半導體器件

有效

• 申請號: 201721026156.2
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN207381406U
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 金榮善;金峻淵;李尚俊;駱薇薇;孫在亨
• 申請（專利權）人: 英諾賽科（珠海）科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 鄭彤;萬志香

本實用新型公開了一種GaN半導體器件，包括：基板；設置于所述基板上的氮化鋁晶種層；設置于所述氮化鋁晶種層上的緩沖層；設置于所述緩沖層上的所述氮化鎵層；設置于所述氮化鎵層上的AlxGa1?xN層；設置于所述AlxGa1?xN層上的氮化鋁層；設置于所述氮化鋁層上的p?GaN層。上述GaN半導體器件的結構，在生長出2DEG用AlGAN薄膜后，于p?GaN layer蒸鍍前插入氮化鋁層的結構，即，p?GaN/AlN/AlGaN復合膜或p?GaN/AlGaN/AlN/AlGaN復合膜，去除在后續工藝中為柵極蝕刻時剩下的P類氮化鎵層，改善p?GaNHEMT器件特性的散布。

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，特別是涉及一種GaN半導體器件。

背景技術

電力半導體市場占有整個半導體市場的10％的龐大市場，但之前的電力半導體市場以利用硅的功率器件為主。在過去20年，每隔10年間，硅功率器件提高5～6倍的電力密度，很難期待性能上更進一步的提高。

與硅和砷化鎵相比，氮化鎵具有帶隙寬(Eg＝3.4eV)，在高溫下穩定(700℃) 等特征。相比硅電力半導體，氮化鎵電力半導體具有低溫抵抗特性，不僅可以減少隨著電力半導體而引起的-電閘的損失，還也可以做到系統消費電力最少化等優點。依靠氮化鎵半導體器件小型化，高電壓，高速電閘，可以實現低損失，高效率的下一代電力器件，可以滿足產業用，電力網，信息通信部門的需求。

但是，因為氮化鎵電力半導體有著常關問題，期間不能單獨使用氮化鎵電力半導體，要與硅功率器件一同使用。如此，使用與常開動作有著同樣功能的正極結構。

常開氮化鎵半導體正在開發中，其中氮化鎵磊晶層結構包含的氮化鎵高電子遷移率晶體管的活用度也逐步提高。

為體現利用氮化鎵電力器件中的崩潰電壓，并且為生長出高品質的氮化鎵層；在硅基板上生長出，如，氮化鋁等籽晶層后，改善緩沖層的品質起著重要作用。即，要善用硅基上氮化鋁籽晶層/氮化鋁鎵緩沖層上形成的未摻雜氮化鎵層/氮化鋁鎵的二維電子氣(2DEG)結構的品質及管理很重要。

實用新型內容

基于此，本實用新型的目的是提供一種GaN半導體器件的結構。

具體的技術方案如下：

一種GaN半導體器件，包括：

基板；

設置于所述基板上的晶種層；

設置于所述晶種層上的緩沖層；

設置于所述緩沖層上的氮化鎵層；

設置于所述氮化鎵層上的AlxGa1-xN層；

設置于所述AlxGa1-xN層上的氮化鋁層；

設置于所述氮化鋁層上的p-GaN層。

在其中一些實施例中，所述p-GaN層、所述氮化鋁層以及所述AlxGa1-xN 層中Al的含量依次遞增。

在其中一些實施例中，所述氮化鋁層與所述p-GaN層之間還設有氮化鋁鎵層。

在其中一些實施例中，所述p-GaN層、所述氮化鋁層、所述氮化鋁鎵層以及所述AlxGa1-xN層中Al的含量依次遞增。

在其中一些實施例中，所述氮化鋁鎵層的厚度為3nm～50nm。

在其中一些實施例中，所述晶種層的材質為氮化鋁、氮化鎵或氮化鋁鎵。

在其中一些實施例中，所述緩沖層的材質為氮化鋁、氮化鎵或氮化鋁鎵。

在其中一些實施例中，所述氮化鎵層為碳沉積氮化鎵層、非摻雜氮化鎵層或復合層，所述復合層為多層交互層疊的碳沉積氮化鎵層和非摻雜氮化鎵層。