[發明專利]抑制電流崩塌的高耐壓增強型HEMT器件

在審

• 申請號: 202211529503.9
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115842041A
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 羅謙;劉天峻;李海洋;于奇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/20;H01L29/778
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

1.一種抑制電流崩塌的高耐壓增強型HEMT器件，其特征在于：包括襯底(1)、設置在襯底(1)上的非故意摻雜的GaN層(2)、設置在GaN層(2)上的非故意摻雜的Al_xGa_1-xN層(3)，0＜x＜1，其中GaN層(2)與Al_xGa_1-xN層(3)接觸界面處形成二維電子氣導電溝道；Al_xGa_1-xN層(3)上從左到右依此設有源極(4)、P-GaN柵(5)、P-GaN空穴注入結構(7)、漏極(8)，其中P-GaN空穴注入結構(7)位于P-GaN柵(5)與漏極(8)之間，且與P-GaN柵(5)與漏極(8)均無直接接觸；源極(4)和漏極(8)與二維電子氣導電溝道形成歐姆接觸；P-GaN柵(5)上部沉積有柵金屬(6)并形成肖特基接觸，P-GaN柵(5)下方的勢壘層設有凹槽使得二維電子氣導電溝道在不加電壓時為全耗盡或部分耗盡狀態，P-GaN空穴注入結構(7)下方的勢壘層具有一定厚度使得二維電子氣導電溝道無法完全耗盡；

高阻蓋帽層(9)覆蓋于P-GaN柵(5)、柵金屬(6)、P-GaN空穴注入結構(7)、漏極(8)上表面、以及P-GaN柵(5)源側至漏極(8)之間的Al_xGa_1-xN層(3)上表面區域，高阻蓋帽層(9)為高阻材料，高阻材料為方塊電阻在10⁹-10¹¹Ω/數量級的材料；P-GaN空穴注入結構(7)橫貫整個漂移區，高阻蓋帽層(9)與柵金屬(6)、P-GaN空穴注入結構(7)和漏極(8)均形成能夠導通電流的電學連接。

2.根據權利要求1所述的一種抑制電流崩塌的高耐壓增強型HEMT器件，其特征在于：沿P-GaN柵(5)源側至漏極(8)的方向所述高阻蓋帽層(9)的截面形狀為階梯形。

3.根據權利要求1所述的一種抑制電流崩塌的高耐壓增強型HEMT器件，其特征在于：高阻蓋帽層(9)向源側延伸覆蓋至源極(4)的上表面、以及源極(4)與P-GaN柵(5)之間的Al_xGa_1-xN層(3)上表面，高阻蓋帽層(9)與源極(4)形成能夠導通電流的電學連接。