本发明涉及电子器件制造领域，具体涉及一种gan基电子器件。
背景技术：
氮化镓(gan)具有较大的直接禁带宽度(3.4ev)、高热导率、高电子饱和漂移速度等特点，因此已经成为目前半导体技术领域的研究热点。利用此特点制作的半导体器件如高电子迁移率晶体管(hemt，highelectronmobilitytransistor)具有击穿电场大、电流密度高、电子饱和漂移速度快等特点，非常适合于制作高温、高频、高压和大功率的器件，可以用于射频微波领域及功率电力电子领域，例如无线通信基站、功率电力电子器件等信息收发、能量转换等领域。
gan基电子器件往往工作在高压、大电流等情况下，在工作过程中，芯片的温度非常高，而高温下工作的半导体器件特性变差，寿命变短。所以好的散热对于芯片的高效率、高可靠性、高稳定性非常重要。
目前，gan基电子器件一般采用引线连接芯片电极和基板，基板再和封装体连接的方式进行封装，封装体积大、易掉线，且散热性不佳。
技术实现要素：
针对现有gan基电子器件技术中存在的问题，本发明提供了一种gan基电子器件，有效解决现有gan基电子器件电压低、尺寸大、器件制作工艺复杂、封装体散热差等问题。
本发明的是通过以下技术方案实现的：
一种gan基电子器件，包括一gan基垂直结构芯片、一散热基板以及一封装体，其中，
所述gan基垂直结构芯片中包括：
外延结构，从下到上依次为：导电衬底层、导电缓冲层、n型层、p型层及电子提供层；
分设于外延结构中导电衬底层一侧和电子提供层一侧的源电极和漏电极；
及与n型层连接的栅电极；
所述gan基垂直结构芯片安装于所述散热基板表面，所述封装体包裹所述gan基垂直结构芯片和散热基板，且将gan基垂直结构芯片中的源电极、漏电极及栅电极通过引线接出得到所述gan基电子器件。
进一步优选地，所述导电衬底层为aln衬底或si衬底或sic衬底或gan衬底或zno衬底；
和/或，所述导电缓冲层为aln、gan、algan、alinn以及alingan中的一种或者多种组合。
进一步优选地，所述导电缓冲层为多层结构或单层结构。
进一步优选地，所述n型层为n型gan、algan、alinn以及alingan中的一种或者多种组合；和/或，
所述p型层为p型gan、algan、alinn以及alingan中的一种或者多种组合。
进一步优选地，所述电子提供层为n型gan、algan、alinn、alingan以及algan/gan异质结中的一种或者多种组合。
进一步优选地，漏电极设于外延结构中导电衬底层一侧，源电极设于外延结构中电子提供层一侧；或，源电极设于外延结构中导电衬底层一侧，漏电极设于外延结构中电子提供层一侧。
进一步优选地，所述外延结构中p型层和电子提供层中包括至少一个通孔，所述栅电极通过所述通孔连接到n型层。
进一步优选地，所述gan基垂直结构芯片中还包括钝化层，设置于栅电极及与之同侧的源电极之间，或设置于栅电极及与之同侧的漏电极之间。
进一步优选地，所述封装体中包括包封体和金属焊盘，其中，
所述包封体包裹所述gan基垂直结构芯片和散热基板；
所述金属焊盘用于焊接所述gan基垂直结构芯片。
进一步优选地，所述金属焊盘为焊球或凸点或金属条，所述金属焊盘可以指状焊盘或叉指状焊盘。
本发明的有益效果是：与传统芯片和封装结构相比，在本发明中的电子器件内部采用垂直结构芯片，在封装过程中，芯片和封装体中的金属焊盘直接通过金属层以共晶的方式连接在一起，避免了使用导线和基板，使得电子器件的体积小，重量轻，从而可提高电子器件的组装密度，同时制造成本低，性价比高，并且避免导线脱落器件引起的可靠性问题。
另外，由于不使用导线，内部的垂直结构芯片与封装外壳布线间的互连线长度短很多，因而寄生参数小，信号传输延迟时间短，有利于改善电路的高频性能，特别适合于gan基高频器件的封装。
再有，本发明中垂直结构芯片和封装体中的金属焊盘之间通过散热性好的金属直接连接，散热性更好，同时器件有源区主要靠近上表面，芯片上表面和封装体直接相连使得芯片工作时产生的热量可以被快速传递，使得电子器件的散热性能大幅度提高，进而电子器件的工作效率、稳定性、可靠性和寿命可以大幅度提高。
附图说明
图1本发明中gan基垂直结构芯片示意图；
图2本发明中的gan基电子器件示意图。
图中标记：31-导电衬底，32-导电缓冲层，33-n型层，34-p型层，35-电子提供层，36-源电极；37-栅电极；38-钝化层；39-漏电极，1-导电衬底，2-外延层，3-器件的栅、漏、源极金属层，4金属焊盘，5包装体。
具体实施方式
为了更具体地说明本发明，以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，给出若干实施例。但本发明所涉及的内容并不仅仅局限于这些实施例。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
如图1所示为本发明提供的gan基垂直结构芯片示意图，从图中可以看出，在该gan基垂直结构芯片中包括：外延结构，分设于外延结构中导电衬底层一侧和电子提供层一侧的源电极36和漏电极39以及与n型层连接的栅电极37，其中，在该外延结构中依次为：导电衬底层31、导电缓冲层32、n型层33、p型层34及电子提供层35。另外，gan基垂直结构芯片中还包括钝化层38，设置于栅电极及与之同侧的源电极之间，或设置于栅电极及与之同侧的漏电极之间。
如图2所示为本发明提供的gan基电子器件示意图，包括如图1所示的gan基垂直结构芯片之外，还包括一散热基板和封装体，其中，gan基垂直结构芯片安装于散热基板表面，包装体包裹gan基垂直结构芯片和散热基板，且将gan基垂直结构芯片中的源电极、漏电极及栅电极通过引线接出得到三端gan基电子器件。其中，1为导电衬底，2为外延结构，3为器件的栅、漏、源极金属层，4为金属焊盘，5为封装体。
实施例1：
本实施例中提供的gan基垂直结构芯片中包括：低阻si衬底层1，依次在si衬底层1上生长的si掺杂aln/algan/gan多层结构缓冲层、si掺杂的高质量gan层、mg掺杂的p型gan层、未掺杂gan沟道层以及铝镓氮势垒层(具体该未掺杂gan沟道层和铝镓氮势垒层共同作用提供电子)。该gan基电子器件中包括上述gan基垂直结构芯片之外，还包括：tialniau合金的源电极/漏电极欧姆接触、niau合金的栅电极，分别在源电极、漏电极以及栅电极上制作的ausn合金金属邦定层，以及封装体；其中，采用共晶机通过邦定层把gan基垂直结构芯片和封装体中的金属焊盘结合在一起。
具体，如上述的gan基电子器件，包括以下步骤制得：
步骤a1，采用mocvd(metalorganicchemicalvapordeposition，金属有机化合物化学气相沉淀)方法，在低阻si衬底上自下而上依次生长si掺杂的aln/algan/gan多层结构缓冲层、si掺杂的n型gan层，mg掺杂的p型gan层、未掺杂gan沟道层以及algan势垒层，其中，采用高纯n2或采用高纯h2或采用高纯h2和高纯n2的混合气体作为载气，高纯nh3作为n源，金属有机源三甲基镓(tmga)作为镓源，三甲基铝(tmal)作为铝源，n型掺杂剂为硅烷(sih4)，p型掺杂剂为二茂镁(cp2mg)和二茂铁(cp2fe)。
步骤a2，采用icp(iinductivelycoupledplasma，电感耦合等离子体)或者rie(reactiveionetching，反应离子刻蚀)干法刻蚀制备有源区；采用tialniau合金在低阻si衬底一侧制备源电极欧姆接触及在algan势垒层一侧制备漏电极欧姆接触，之后生长sin介质隔离电极，并保护表面减小表面的电流坍塌；最后采用蚀刻工艺在mg掺杂的p型gan层、未掺杂gan沟道层以及algan势垒层中蚀刻出至少一个通孔，在所述通孔中填充niau合金制备栅电极。
步骤a3，在栅电极、漏电极以及源电极层上蒸镀一层sn或者ausn合金层作为邦定层，用于邦定；
步骤a4，采用共晶机把gan基垂直结构芯片焊接在封装体中的指状金属焊盘上面。
步骤a5，采用包封机对gan基垂直结构芯片进行包封。
我们知道，大功率电力电子器件最大的问题就是散热，在本实施例中，通过在栅电极、漏电极以及源电极层上渡一层sn或者au-sn金属材料实现垂直结构芯片和包封体的连接来降低热阻，使得电子器件的导热更好，以此提高电子器件的效率和稳定性，特别适合应用于功率型电子器件和高频电子器件。
实施例2
本实施例中提供的gan基垂直结构芯片中包括：gan衬底，依次在gan衬底上生长的si掺杂aln/algan/gan多层结构缓冲层、si掺杂的高质量gan层、mg掺杂的p型gan层、未掺杂gan沟道层以及铝镓氮势垒层。该gan基电子器件中包括上述gan基垂直结构芯片之外，还包括：tialniau合金的源电极/漏电极欧姆接触、niau合金的栅电极，分别在源电极、漏电极以及栅电极上制作的ausn合金金属邦定层，以及封装体；其中，采用共晶机通过邦定层把gan基垂直结构芯片和封装体中的金属焊盘结合在一起。
具体，如上述的gan电子器件，包括以下步骤制得：
步骤a1，采用mocvd(metalorganicchemicalvapordeposition，金属有机化合物化学气相沉淀)方法，在gan衬底上自下而上依次生长si掺杂的aln/algan/gan多层结构缓冲层、si掺杂的n型gan层，mg掺杂的p型gan层、未掺杂gan沟道层以及algan势垒层，其中，采用高纯n2或采用高纯h2或采用高纯h2和高纯n2的混合气体作为载气，高纯nh3作为n源，金属有机源三甲基镓(tmga)作为镓源，三甲基铝(tmal)作为铝源，n型掺杂剂为硅烷(sih4)，p型掺杂剂为二茂镁(cp2mg)和二茂铁(cp2fe)。
步骤a2，采用icp(iinductivelycoupledplasma，电感耦合等离子体)或者rie(reactiveionetching，反应离子刻蚀)干法刻蚀制备有源区；采用tialniau合金在低阻si衬底一侧制备漏电极欧姆接触及在algan势垒层一侧制备源电极欧姆接触，之后生长sin介质隔离电极，并保护表面减小表面的电流坍塌；最后采用蚀刻工艺在mg掺杂的p型gan层、未掺杂gan沟道层以及algan势垒层中蚀刻出至少一个通孔，在所述通孔中填充niau合金制备栅电极。
步骤a3，在栅电极、漏电极以及源电极层上蒸镀一层sn或者ausn合金层作为邦定层，用于邦定；
步骤a4，采用共晶机把gan基垂直结构芯片焊接在封装体中的指状金属焊盘上面。
步骤a5，采用包封机对gan基垂直结构芯片进行包封。
上述实施例仅列示性说明本发明的技术思想与特点，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改与变化。因此凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，应涵盖在本发明的保护范围。