[發(fā)明專利]一種具有高閾值穩(wěn)定性型氮化鎵功率半導體器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011234410.4
• 申請日: 2020-11-07
• 公開（公告）號: CN112331720B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉斯揚;張弛;辛樹軒;李勝;錢樂;葛晨;孫偉鋒;時龍興
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

1.一種具有高閾值穩(wěn)定性型氮化鎵功率半導體器件，自下而上順次包括：襯底(100)、成核層(110)、漂移區(qū)(120)、溝道層(130)、勢壘層(140)，置于所述勢壘層(140)上表面的第一p型氮化鎵帽層(170)、金屬源電極(160)以及金屬漏電極(150)；其特征在于，還包括：

第二p型氮化鎵帽層(220)、n型氮化鎵帽層(210)，二者側(cè)壁直接接觸形成pn結(jié)，同時均置于所述第一p型氮化鎵帽層(170)上表面且具有相同的厚度；

肖特基接觸型金屬柵電極(231)，設(shè)置于所述第一p型氮化鎵帽層(170)上且與第二p型氮化鎵帽層(220)側(cè)壁相接觸，所述肖特基型金屬柵電極(231)高于所述第二p型氮化鎵帽層(220)、n型氮化鎵帽層(210)；

歐姆接觸型金屬柵電極(232)，設(shè)置于所述第二p型氮化鎵帽層(220)、n型氮化鎵帽層(210)的上表面，且所述歐姆型金屬柵電極(232)的側(cè)壁與所述肖特基型金屬柵電極(231)的側(cè)壁接觸；

所述第二p型氮化鎵帽層(220)的其中一面?zhèn)缺谂c肖特基型金屬柵電極(231)接觸形成肖特基結(jié)、所述第二p型氮化鎵帽層(220)的另一側(cè)壁與n型氮化鎵帽層(210)接觸形成pn結(jié)、所述第二p型氮化鎵帽層(220)的上表面與歐姆型金屬柵電極(232)接觸形成歐姆接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高閾值穩(wěn)定性型氮化鎵功率半導體器件，其特征在于，所述肖特基接觸型金屬柵電極(231)設(shè)置區(qū)域為第一p型氮化鎵帽層(170)上表面靠近金屬源電極(160) 一側(cè)或靠近金屬漏電極(150)一側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高閾值穩(wěn)定性型氮化鎵功率半導體器件，其特征在于，所述肖特基接觸型金屬柵電極(231)為Pd、ZnO、Ti、Cr中的一種或多種組合、所述歐姆接觸型金屬柵電極(232)為Pd、Ni、Al、Au、Pt中的一種或多種組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高閾值穩(wěn)定性型氮化鎵功率半導體器件，其特征在于，所述第二p型氮化鎵帽層(220)寬度為1nm~500nm，所述第一p型氮化鎵帽層(170)寬度為500nm~10000nm，同時所述第二p型氮化鎵帽層(220)寬度占所述第一p型氮化鎵帽層(170)寬度的百分比小于50%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高閾值穩(wěn)定性型氮化鎵功率半導體器件，其特征在于，所述第二p型氮化鎵帽層(220)摻雜濃度為1×10¹⁷~1×10¹⁹cm^-3，所述第一p型氮化鎵帽層(170)摻雜濃度為1×10¹⁹~2×10¹⁹cm^-3，所述n型氮化鎵帽層(210)摻雜濃度為1×10¹⁷~1×10¹⁸cm^-3。