[實用新型]一種基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件

有效

• 申請號: 201821031401.3
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN208873725U
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 劉新宇;王成森;王鑫華;王澤衛;黃森;康玄武;魏珂;黃健
• 申請（專利權）人: 捷捷半導體有限公司;中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/417;H01L29/861;H01L29/872;H01L21/329;H01L21/28;B82Y40/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本公開提供了一種基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件；所述基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件，包括：襯底；形成于所述襯底上的薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質結構；形成于所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質結構非陽極區域上的SiNx電荷恢復層；形成于所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質結構陽極區域上的納米溝道陣列結構；以及形成于所述SiNx電荷恢復層通孔中的陰極金屬和形成于所述納米溝道陣列結構上的陽極金屬。本公開GaN SBD器件能夠獲得低開啟電壓、高正向電流密度和低反向漏電。

技術領域

本公開涉及半導體器件技術領域，尤其涉及一種基于納米溝道陣列的薄勢壘GaNSBD器件。

背景技術

研究結果表明，傳統GaN SBD性能的提高存在以下明顯弊端：一方面，低功函數肖特基陽極雖然可以降低開啟電壓，但其反向漏電流卻較大；另一方面，高功函數肖特基陽極雖然可以減小關態泄漏電流、增加反向耐壓，但卻顯著增大了開啟電壓和導通損耗。同時，厚勢壘架構的GaN SBD 需要通過陽極刻蝕來減薄勢壘層從而達到增強柵控降低漏電的要求，但卻增加了陽極金屬接觸面的刻蝕損傷問題。

鑒于上述弊端，因此，亟需提供一種正向低損耗導通、反向有效截止的GaN SBD器件。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術問題，本公開提供一種基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供了一種基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件，包括：

襯底；

形成于所述襯底上的薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質結構；

形成于所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質結構非陽極區域上的SiNx 電荷恢復層；

形成于所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質結構陽極區域上的納米溝道陣列結構；以及

形成于所述SiNx電荷恢復層通孔中的陰極金屬和形成于所述納米溝道陣列結構上的陽極金屬。

在一些實施例中，所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質結構包括：形成于所述襯底上的GaN緩沖層以及形成于所述GaN緩沖層上的Al(In，Ga) N薄勢壘層。

在一些實施例中，在所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質結構的所述 Al(In，Ga)N薄勢壘層與所述GaN緩沖層之間產生二維電子氣2DEG。

在一些實施例中，所述納米溝道占空比小于50％，納米溝道凹槽底部深度大于2DEG溝道深度，且兩者深度差在30nm以上，所述陽極金屬與所述2DEG溝道直接接觸。

在一些實施例中，所述納米溝道凹槽長邊延伸方向平行于所述薄勢壘 GaN SBD器件的陽極與陰極的連線方向。

在一些實施例中，采用LPCVD技術生長在Al(In，Ga)N薄勢壘層上方生長SiNx電荷恢復層，LPCVD-SiNx電荷恢復層的厚度＜20nm，應力介于1GPa至5Gpa之間。

在一些實施例中，所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN異質結構是采用 MOCVD，MBE或HVPE技術再生長形成，所述薄勢壘Al(In，Ga)N/GaN 異質結構中勢壘層厚度介于3nm至6nm之間，Al組分不高于25％；所述陰極金屬為Ti/Al/Ni/Au歐姆接觸陰極金屬，所述陽極金屬為Ti/Au肖特基接觸陽極金屬。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本公開基于納米溝道陣列的薄勢壘GaN SBD器件至少具有以下有益效果其中之一：