[發(fā)明專利]一種具有浮島結(jié)構(gòu)的溝槽型垂直氮化鎵功率器件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911038543.1
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN112750890A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王中健;肖兵;梁歡;黃肖艷
• 申請（專利權(quán)）人: 季優(yōu)科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/20;H01L29/78
• 代理公司: 上海宏京知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31297
• 代理人: 馮華

本發(fā)明涉及寬禁帶功率電子器件技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種具有浮島結(jié)構(gòu)的溝槽型垂直氮化鎵功率器件，包括Body電極和外殼體，所述外殼體的頂端設(shè)置有溝槽，所述溝槽的內(nèi)側(cè)壁固定連接?xùn)沤饘伲鰱沤饘俚膬?nèi)側(cè)設(shè)置有柵介質(zhì)，所述外殼體的內(nèi)腔自下而上晶片結(jié)構(gòu)依次設(shè)置N+襯底、N型漂移區(qū)、P型層和N+摻雜層，所述P型層與N+摻雜層對稱設(shè)置有兩組，所述N型漂移區(qū)的內(nèi)側(cè)對稱設(shè)置P型浮島，所述外殼體的頂側(cè)兩端對稱固定連接源漏電極，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)在N型漂移區(qū)引入兩個對稱P型浮島，有利于避免溝槽底部拐角處柵介質(zhì)處的電場聚集效應(yīng)，電場強(qiáng)度因P型浮島的存在而減小，達(dá)到了抑制柵介質(zhì)擊穿引起的器件擊穿現(xiàn)象，有利于提高擊穿電壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及寬禁帶功率電子器件技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種具有浮島結(jié)構(gòu)的溝槽型垂直氮化鎵功率器件。

背景技術(shù)

現(xiàn)有報(bào)道普通槽柵型垂直GaNMOSFET，在溝槽結(jié)構(gòu)處未設(shè)置浮島結(jié)構(gòu)，在器件關(guān)態(tài)漏端高壓下，上述溝槽結(jié)構(gòu)容易在溝槽底部兩側(cè)轉(zhuǎn)角處的柵介質(zhì)內(nèi)部引入尖峰電場，導(dǎo)致柵介質(zhì)發(fā)生不可逆的擊穿現(xiàn)象，因此，不能實(shí)現(xiàn)GaN材料的雪崩擊穿，無法發(fā)揮GaN寬禁帶半導(dǎo)體材料的優(yōu)勢，基于此，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種具有浮島結(jié)構(gòu)的溝槽型垂直氮化鎵功率器件，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有浮島結(jié)構(gòu)的溝槽型垂直氮化鎵功率器件，以解決上述背景技術(shù)中提出溝槽結(jié)構(gòu)容易在溝槽底部兩側(cè)轉(zhuǎn)角處的柵介質(zhì)內(nèi)部引入尖峰電場，導(dǎo)致柵介質(zhì)發(fā)生不可逆的擊穿現(xiàn)象，無法發(fā)揮GaN寬禁帶半導(dǎo)體材料的優(yōu)勢問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種具有浮島結(jié)構(gòu)的溝槽型垂直氮化鎵功率器件，包括Body電極和外殼體，所述外殼體的頂端設(shè)置有溝槽，所述溝槽的內(nèi)側(cè)壁固定連接?xùn)沤饘伲鰱沤饘俚膬?nèi)側(cè)設(shè)置有柵介質(zhì)，所述外殼體的內(nèi)腔自下而上晶片結(jié)構(gòu)依次設(shè)置N+襯底、N型漂移區(qū)、P型層和N+摻雜層，所述P型層與N+摻雜層對稱設(shè)置有兩組，所述N型漂移區(qū)的內(nèi)側(cè)對稱設(shè)置P型浮島，所述外殼體的頂側(cè)兩端對稱固定連接源漏電極，兩組所述源漏電極的底側(cè)外端均固定連接Body電極，所述Body電極設(shè)置在兩組N+摻雜層的外端。

優(yōu)選地，所述Body電極的材質(zhì)采用Pd金屬材質(zhì)，并與P型層歐姆電性連接。

優(yōu)選地，所述N型漂移區(qū)設(shè)置為摻雜漂移區(qū)，P型浮島設(shè)置為摻雜浮島。

優(yōu)選地，所述源漏電極的材質(zhì)采用Ti/Al合金材質(zhì)，所述源漏電極與N+摻雜層歐姆電性連接。

優(yōu)選地，所述柵金屬的材質(zhì)采用Ni/Au合金材質(zhì)，所述柵介質(zhì)采用SiO2化合物介質(zhì)。

優(yōu)選地，所述外殼體的材質(zhì)采用Ti/Al合金材質(zhì)，并與N+襯底歐姆電性連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過Body電極、P型層、N型漂移區(qū)、N+襯底、溝槽、P型浮島、源漏電極、柵金屬、N+摻雜層和柵介質(zhì)之間的連接配合，實(shí)現(xiàn)在N型漂移區(qū)引入兩個對稱P型浮島，有利于避免溝槽底部拐角處柵介質(zhì)處的電場過于集中、電場強(qiáng)度峰值高的現(xiàn)象，達(dá)到了抑制柵介質(zhì)擊穿引起的器件擊穿的效果，有利于提高器件耐壓能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)截面示意圖；

圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)仿真示意圖。

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

1-Body電極，2-P型層，3-N型漂移區(qū)，4-N+襯底，5-外殼體，6-溝槽，7-P型浮島，8-源漏電極，9-柵金屬，10-N+摻雜層，11-柵介質(zhì)。

具體實(shí)施方式