双栅HEMT器件的制作方法

本申请属于半导体，尤其涉及一种双栅hemt器件。

背景技术：

1、高电子迁移率晶体管（high electron mobility transistor；hemt），也称调制掺杂场效应管，是场效应晶体管的一种。目前，以氮化镓（gan）为核心材料的hemt器件正逐渐成为主流的hemt器件，相比于si和sic功率器件，采用algan/gan异质结结构的功率器件可在同等的击穿电压条件下获得更低的比导通电阻。

2、传统的gan hemt器件在开关过程中容易发生动态导通电阻下降的情况，称为电流坍塌，影响器件性能。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种双栅hemt器件，旨在解决传统的gan hemt器件在开关过程中的电流坍塌的问题。

2、本申请实施例的第一方面提了一种双栅hemt器件，包括：由下至上依次层叠设置的衬底、缓冲层、沟道层和第一势垒层；依次间隔设置在所述第一势垒层上的源极结构、第一栅极结构、第二栅极结构和漏极结构；所述第一栅极结构与所述源极结构电连接。

3、其中一实施例中，所述第一栅极结构包括第一栅极金属层，所述第一栅极金属层设置在所述第一势垒层上，所述第一栅极金属层通过导线与所述源极结构电连接。

4、其中一实施例中，所述第二栅极结构包括多个第二栅极金属层，各个所述第二栅极金属层沿从源极结构到所述漏极结构的方向依次排列在所述势垒层上，相邻的两个所述第二栅极金属层相互接触，各个所述第二栅极金属层的材料的功函数互不同。

5、其中一实施例中，所述第二栅极金属层与所述漏极结构之间的距离越小，所述第二栅极金属层的材料的功函数越小。

6、其中一实施例中，所述第二栅极结构包括两个所述第二栅极金属层。

7、其中一实施例中，所述双栅hemt器件还包括第二势垒层，所述第二势垒层设置在所述缓冲层与所述沟道层之间。

8、其中一实施例中，所述沟道层的材料为gan，所述第一势垒层和所述第二势垒层的材料均为algan。

9、其中一实施例中，所述第一势垒层中的铝原子的浓度大于所述第二势垒层中的铝原子的浓度，所述第一势垒层中的镓原子的浓度小于所述第二势垒层中的镓原子的浓度。

10、其中一实施例中，所述双栅hemt器件还包括钝化层，所述钝化层覆盖在所述第一势垒层的表面。

11、其中一实施例中，所述双栅hemt器件还包括成核层，所述成核层设置在所述缓冲层和所述衬底之间。

12、本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过在第二栅极结构与源极结构之间设置一个与源极结构电连接的第一栅极结构，可以在双栅hemt器件处于关断状态的时候，在第一栅极结构的下方的沟道层中会积累电子，一旦双栅hemt器件导通，在第一栅极结构下方的沟道层中积累的电子将迅速移动到第二栅极结构下方的沟道层中的耗尽区，缓解电流坍塌。

13、将第一栅极结构与源极结构电连接之后，该器件仍为一个三端器件，降低了相关电路的设计难度，无需额外设计特殊的电路。

技术特征：

1.一种双栅hemt器件，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的双栅hemt器件，其特征在于，所述第一栅极结构包括第一栅极金属层，所述第一栅极金属层设置在所述第一势垒层上，所述第一栅极金属层通过导线与所述源极结构电连接。

3.如权利要求1所述的双栅hemt器件，其特征在于，所述第二栅极结构包括多个第二栅极金属层，各个所述第二栅极金属层沿从源极结构到所述漏极结构的方向依次排列在所述势垒层上，相邻的两个所述第二栅极金属层相互接触，各个所述第二栅极金属层的材料的功函数互不同。

4.如权利要求3所述的双栅hemt器件，其特征在于，所述第二栅极金属层与所述漏极结构之间的距离越小，所述第二栅极金属层的材料的功函数越小。

5.如权利要求4所述的双栅hemt器件，其特征在于，所述第二栅极结构包括两个所述第二栅极金属层。

6.如权利要求1-5任一项所述的双栅hemt器件，其特征在于，所述双栅hemt器件还包括第二势垒层，所述第二势垒层设置在所述缓冲层与所述沟道层之间。

7.如权利要求6所述的双栅hemt器件，其特征在于，所述沟道层的材料为gan，所述第一势垒层和所述第二势垒层的材料均为algan。

8.如权利要求7所述的双栅hemt器件，其特征在于，所述第一势垒层中的铝原子的浓度大于所述第二势垒层中的铝原子的浓度，所述第一势垒层中的镓原子的浓度小于所述第二势垒层中的镓原子的浓度。

9.如权利要求1-5任一项所述的双栅hemt器件，其特征在于，所述双栅hemt器件还包括钝化层，所述钝化层覆盖在所述第一势垒层的表面。

10.如权利要求1-5任一项所述的双栅hemt器件，其特征在于，所述双栅hemt器件还包括成核层，所述成核层设置在所述缓冲层和所述衬底之间。

技术总结
一种双栅HEMT器件，包括：由下至上依次层叠设置的衬底、缓冲层、沟道层和第一势垒层；依次间隔设置在所述第一势垒层上的源极结构、第一栅极结构、第二栅极结构和漏极结构；所述第一栅极结构与所述源极结构电连接。通过在第二栅极结构与源极结构之间设置一个与源极结构电连接的第一栅极结构，可以在双栅HEMT器件处于关断状态的时候，在第一栅极结构的下方的沟道层中会积累电子，一旦双栅HEMT器件导通，在第一栅极结构下方的沟道层中积累的电子将迅速移动到第二栅极结构下方的沟道层中的耗尽区，缓解电流坍塌。

技术研发人员：古佳茜
受保护的技术使用者：深圳天狼芯半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8