[发明专利]一种具有P型埋层的双沟道高耐压氮化镓场效应晶体管

说明书

本发明公开了一种具有P型埋层的双沟道高耐压氮化镓场效应晶体管,P型埋层位于缓冲层中，所述第二势垒层和第二沟道层相接触形成二维电子气并与漏极相连，所述漏场板位于钝化层上并向栅极延伸，栅场板位于钝化层上并向漏极延伸。本发明提工作于关态高压时，第二势垒层与第二沟道层形成二维电子气与漏极相连，在栅漏之间引入了新的峰值电场，降低了漏极场板的的峰值电场，P型埋层的加入可以降低栅极场板处的峰值电场使栅漏之间的电场分布更加均匀，进一步的改善了栅漏之间的电场分布，并且P型埋层还降低了器件的泄漏电流，最终使该结构器件相对于传统的场板AlGaN/GaN绝缘栅场效应晶体管，耐压特性上有明显的改善。

技术领域

本发明涉及半导体高耐压用功率器件，主要是一种具有P型埋层和场板的双沟道耐压AlGaN/GaN绝缘栅场效应晶体管。

背景技术

随着技术的发展，传统的第一代半导体和第二代半导体已经难以满足市场对半导体的需求，发展第三代半导体显得尤为重要。其中氮化镓材料便是其中的佼佼者。氮化镓属于宽禁带材料，具备了临界击穿电场高、电子迁移率高、耐高温和抗辐照等优异的性能。在高压、高频、高温和辐射环境等条件下具有广阔的应用前景。

GaN材料可以和AlGaN材料形成AlGaN/GaN异质结，在异质结界面的下方会形成二维电子气。二维电子气的电子浓度可达10¹⁹cm^-3数量级，这使得GaN器件具有较低的导通电阻，在器件应用时具有较低的功耗。理论上，GaN器件由于高临界击穿电场会拥有很高的耐压，然而实际上由于泄漏电流和电场分布不均匀的原因，GaN器件所能达到的击穿电压远没有达到它的理论值。所以近年来各国研究机构已经展开了GaN功率器件的研究。

GaN功率器件的研究主要在集中在减小高漏极电压时泄漏电流和优化位于栅极(无场板结构)或栅场板处(有场板结构)的峰值电场，解决这两个问题，在没有破坏GaN器件的二维电子气的条件下，器件的功率特性会有明显提高。然而场板结构的GaN器件在电场的分布上仍存在很大的提升空间，所以需要在此结构上对器件进行改进设计，进一步提高GaN功率器件的功率特性。

发明内容

本发明针对常规GaN功率器件存在的问题，提出了具有P型埋层和场板的双沟道耐压AlGaN/GaN绝缘栅场效应晶体管。

实现本发明采用技术方案如下：