[發(fā)明專利]一種藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件及共源共柵結(jié)構(gòu)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310052768.2
• 申請(qǐng)日: 2023-02-03
• 公開（公告）號(hào): CN115863425A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋亮;朱廷剛;李亦衡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇能華微電子科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/778
• 分類號(hào): H01L29/778;H01L29/10;H01L23/367;H01L23/373
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王愛濤

本發(fā)明公開一種藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件及共源共柵結(jié)構(gòu)，涉及GaN HEMT器件技術(shù)領(lǐng)域，所述藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件，包括：由上向下依次設(shè)置的藍(lán)寶石襯底、GaN HEMT層和電極層；所述電極層包括源極、柵極和漏極。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)GaN HEMT器件的高效散熱。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及GaN HEMT器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件及共源共柵結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

在GaN HEMT功率開關(guān)器件的襯底選擇上，目前主要有四種方案包括：1.藍(lán)寶石襯底、2.硅襯底、3.碳化硅（SiC）襯底和4.GaN自支撐襯底，其中，SiC襯底與GaN襯底外延GaN結(jié)構(gòu)位錯(cuò)少、外延質(zhì)量高，同時(shí)襯底散熱性能性能強(qiáng)，但是高昂的成本制約其工業(yè)生產(chǎn)及應(yīng)用。目前產(chǎn)業(yè)界主要使用藍(lán)寶石襯底和硅襯底，Si作為GaN材料的襯底具有成本低、導(dǎo)熱性能較為良好、工藝成熟等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又可以與Si基器件生產(chǎn)線共用，在工業(yè)界具有非常大的潛力，但是Si材料與GaN材料之間晶格失配等問題會(huì)造成外延過程中具有非常大的應(yīng)力，同時(shí)位錯(cuò)密度相對(duì)較高，因此在900V以下的GaN功率器件占據(jù)主導(dǎo)地位。藍(lán)寶石襯底上外延GaN材料具有較高的結(jié)晶質(zhì)量，同時(shí)藍(lán)寶石襯底成本較低，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，同時(shí)藍(lán)寶石是絕緣體，不同于硅襯底，藍(lán)寶石襯底上GaN功率器件可以做更高壓器件，因此藍(lán)寶石襯底在900V以上的GaN功率器件有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，但是藍(lán)寶石襯底導(dǎo)熱性差，不能充分發(fā)揮GaN導(dǎo)熱性的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件及共源共柵結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)GaN HEMT器件的高效散熱。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件，包括：

由上向下依次設(shè)置的藍(lán)寶石襯底、GaN HEMT層和電極層；所述電極層包括源極、柵極和漏極。

一種藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件的共源共柵結(jié)構(gòu)，包括：框架散熱基板、設(shè)置在所述框架散熱基板上的AlN陶瓷片以及均設(shè)置在所述AlN陶瓷片上的Si MOS和上述所述的藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件。

可選的，所述AlN陶瓷片的數(shù)量為兩個(gè)，所述Si MOS設(shè)置在第一個(gè)AlN陶瓷片上，所述藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件設(shè)置在第二個(gè)AlN陶瓷片上，所述AlN陶瓷片焊在所述框架散熱基板上。

可選的，所述藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件與所述AlN陶瓷片上的金屬圖形連接，所述金屬圖形為通過濺射方式進(jìn)行金屬圖形化生成的。

可選的，所述Si MOS通過銀漿、錫膏或?qū)崮z的方式焊在所述AlN陶瓷片上。

可選的，所述藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件的電極層與所述AlN陶瓷片上的金屬圖形連接。

可選的，所述藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件的電極層通過植球的方式與所述AlN陶瓷片上的金屬圖形連接。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明的藍(lán)寶石襯底的GaN HEMT器件采用倒裝結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)GaN HEMT器件的高效散熱。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中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(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為GaN HEMT器件結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖2為GaN HEMT器件結(jié)構(gòu)的左視圖；

圖3為GaN HEMT器件結(jié)構(gòu)的右視圖；