[發明專利]一種集成反向二極管和內嵌漏極場板的橫向擴散eGaN HEMT器件

有效

• 申請號: 201910429419.1
• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN110212028B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 張士英;徐慶君;韋德泉;李振華;劉建波;張彬
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/40;H01L29/08;H01L29/06
• 代理公司: 棗莊小度智慧知識產權代理事務所(普通合伙) 37282
• 代理人: 鄭素娟

1.一種集成反向二極管和內嵌漏極場板的橫向擴散eGaN HEMT器件，其特征在于，包括GaN緩沖層（111）、AlGaN勢壘層（110）、柵極電極（107）、柵下絕緣層（108）、源極電極（101）、源極電極延伸段（102）、源極場板（103）、MIS肖特基二極管延伸段（104）、 MIS肖特基二極管絕緣層（105）、p型GaN（106-1）、漏極電極（109）、鈍化層（112）、AlN錯層漏極內嵌場板（113）；所述GaN緩沖層（111）生長在Si或藍寶石或SiC襯底上；所述AlGaN勢壘層（110）生長在GaN緩沖層（111）上；所述源極電極（101）和漏極電極制備在AlGaN勢壘層（110）表面，其中源極電極（101）位于最左側，漏極電極位于最右側；所述源極電極延伸段（102）以及源極場板（103）向MIS肖特基二極管延伸段（104）均與源極電極（101）相連；所述MIS肖特基二極管絕緣層（105）制備于源極場板（103）向MIS肖特基二極管延伸段（104）以及AlGaN勢壘層（110）表面中間區域；所述源極場板（103）向MIS肖特基二極管延伸段（104）、MIS肖特基二極管絕緣層（105）和AlGaN勢壘層（110）共同構成MIS型肖特基二極管；所述柵下絕緣層（108）和柵極電極（107）位于源極電極（101）和MIS肖特基二極管之間，其中柵下絕緣層（108）以凹槽形式位于AlGaN勢壘層（110）內部和AlGaN勢壘層（110）上方，柵極電極（107）位于柵下絕緣層（108）上方；所述p型GaN（106-1）緊鄰MIS肖特基二極管絕緣層（105）且位于MIS肖特基二極管絕緣層（105）的右側和AlGaN勢壘層（110）表面；所述鈍化層（112）制備于器件的上方表面的空白處；所述的錯層漏極內嵌場板（113）位于GaN緩沖層（111）內部且靠漏極電極側。

2.根據權利要求1所述的一種集成反向二極管和內嵌漏極場板的橫向擴散eGaN HEMT器件，其特征在于，所述錯層漏極內嵌場板（113）根據漏極電場分布分成3部分錯層形狀，第一部分從MIS肖特基二極管絕緣層（105）區域下方延伸至p型GaN（106-1）區域下方附近，第二部分從p型GaN（106-1）區域下方附近延伸至漏極電極（109）區域下方左側附近，第三部分位于漏極電極（109）區域下方及部分左側區域。

3.根據權利要求1所述的一種集成反向二極管和內嵌漏極場板的橫向擴散eGaN HEMT器件，其特征在于，所述錯層漏極內嵌場板（113）位于漏極側，采用內嵌式安裝，且其材質為AlN。

4.根據權利要求1所述的一種集成反向二極管和內嵌漏極場板的橫向擴散eGaN HEMT器件，其特征在于，所述源極場板（103）陣列包括多個平行且等長等寬的源場板，源場板在垂直于柵極電極（107）的方向設置，每個源場板一端與源極電極（101）連接，另一端跨過柵極電極（107）并與MIS肖特基二極管絕緣層（105）相連。

5.根據權利要求1所述的一種集成反向二極管和內嵌漏極場板的橫向擴散eGaN HEMT器件，其特征在于，所述p型GaN（106-1）區域單獨更換為凹槽（106-2），且不影響整體性能。

6.根據權利要求1所述的一種集成反向二極管和內嵌漏極場板的橫向擴散eGaN HEMT器件，其特征在于，所述MIS肖特基二極管延伸段（104）和 MIS肖特基二極管絕緣層（105）采用的MIS肖特基二極管為集成化二極管。