[實用新型]GaN基半導體器件結構

有效

• 申請號: 201920305794.0
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN209691720U
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 郝茂盛;張楠;陳朋;袁根如
• 申請（專利權）人: 上海芯元基半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/283
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 余明偉<國際申請>=<國際公布>=<進入

本實用新型提供一種GaN基半導體器件結構，GaN基半導體器件結構包括：GaN層，GaN層包括多個間隔排布的GaN凸起，相鄰的GaN凸起之間包括凹槽；絕緣層，絕緣層覆蓋凹槽的表面，且顯露GaN凸起的頂部。本實用新型通過絕緣層覆蓋凹槽的表面，減少載流子對器件的影響，實現芯片的電絕緣，減少電擊穿或因絕緣不良導致的芯片漏電；通過顯露的GaN凸起的頂部，可實現GaN基半導體器件結構與后續電極層的電連接，從而避免對GaN凸起的平坦化處理，以進一步的提高GaN基半導體器件結構的可靠性。

技術領域

本實用新型屬于半導體技術領域，涉及一種GaN基半導體器件結構。

背景技術

隨著半導體行業的快速發展，第三代半導體材料主要以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AlN)為代表的寬禁帶半導體材料，由于具有高的擊穿電場、高的熱導率、高的電子飽和速率及高的抗輻射能力，因而更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件，因此備受關注。

作為第三代半導體材料的代表，以氮化鎵(GaN)為代表的Ⅲ族氮化物，由于具有禁帶寬度大，耐高溫等諸多優異性能，因此具有獨特的光電屬性。GaN半導體器件在光顯示、光存儲、激光打印，白光照明以及醫療和軍事等領域都具有廣闊應用，其中，最引人注目的是利用GaN基發光二極管(LED)加上熒光粉合成白光，以實現白光照明的應用。然而，藍寶石襯底和GaN材料的晶格常數存在較大的失配(16％)，導致在藍寶石襯底上生長GaN晶體時，形成較高的位錯密度(10⁹～10¹²cm^-2)，以至于造成載流子的泄漏和非輻射復合中心增多等不良影響，使得器件內量子效率下降，同時，也會影響器件的穩定性。

因此，提供一種GaN基半導體器件結構，以有效提升GaN基半導體器件的工作特性，實現芯片的電絕緣，減少電擊穿或因絕緣不良導致的芯片漏電，提升產品的良品率，實屬必要。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種GaN基半導體器件結構，用于解決現有技術中在應用GaN材料時，由于晶格常數失配，所造成的上述一系列產品質量的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種GaN基半導體器件結構，所述GaN基半導體器件結構包括：

GaN層，所述GaN層包括多個間隔排布的GaN凸起，相鄰的所述GaN凸起之間包括凹槽；

絕緣層，所述絕緣層覆蓋所述凹槽的表面，且顯露所述GaN凸起的頂部。

可選地，所述絕緣層包括氧化硅層、氮化硅層、氧化鈦層、氧化鋁層及絕緣膠水層中的一種或組合。

可選地，所述絕緣層填滿所述凹槽，且所述絕緣層的上表面與所述GaN凸起的頂部齊平。

可選地，所述GaN凸起的橫截面形貌包括矩形、正方形、三角形及梯形中的一種或組合。

可選地，所述凹槽的橫截面形貌包括“U”字形、“V”字形、矩形、正方形及梯形中的一種或組合。

可選地，還包括與所述GaN凸起的頂部電連接的電極層。

可選地，還包括歐姆接觸層，所述歐姆接觸層覆蓋所述GaN凸起的頂部。

可選地，所述歐姆接觸層包括鉻金屬層、鎳金屬層及鈦金屬層中的一種或組合。

可選地，還包括鍵合襯底，所述鍵合襯底包括導電鍵合襯底。

如上所述，本實用新型的GaN基半導體器件結構，通過絕緣層覆蓋凹槽的表面，減少載流子對器件的影響，實現芯片的電絕緣，減少電擊穿或因絕緣不良導致的芯片漏電；通過顯露的GaN凸起的頂部，可實現GaN基半導體器件結構與后續電極層的電連接，從而避免對GaN凸起的平坦化處理，以進一步的提高GaN基半導體器件結構的可靠性。