一种新型栅结构的GaN基HEMT器件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型栅结构的GaN基HEMT器件，所述绝缘层的上端设有倒直角梯形的插孔，且插孔位于源极和漏极之间，所述插孔内插接有对应的直角梯形的底层栅极，所述底层栅极的上端设有顶层栅极。该新型栅结构的GaN基HEMT器件，底层栅极为直角梯形结构，使底层栅极与势垒层的距离呈现阶梯状增加，不是形成突变方式，这种结构可以提高器件的击穿电压，并且不用增加栅极与漏极之间的距离，同时因为底层栅极靠近漏极端的右下角部分不会形成直角的方式，同样会减少器件的热电子效应，从而提高器件的可靠性和使用寿命，而且，通过减少顶层栅极和势垒层之间的距离可以更好的抑制器件电流崩溃效应。
【专利说明】
一种新型栅结构的GaN基HEMT器件
技术领域
[0001 ]本发明涉及GaN基HEMT器件技术领域具体为一种新型栅结构的GaN基HEMT器件。
【背景技术】
[0002]作为第三代半导体材料代表GaN基HEMT(HighElectron Mobility Transisors)器件，其具有击穿电场高、迀移率高、禁带宽度大、抗辐射能力强、热导率好等优点，GaN的这些优良性质，综合了前两代Si和GaAs等半导体材料的优点，这些无可替代的优势使GaN成为研究热点，进而在微波射频、大功率方面有广泛的应用前景。随着5G时代的来临，LDMOS(Lateral Double-Diffused Metal-Oxide Semiconductor)将不能满足基站功放系统对高频、宽带、高效等要求，研发新一代GaN HEMT器件取代LDMOS器件在基站上的应用成为迫切需要。由于GaN HEMT器件在应用的时候产生电流崩塌效应，该效应容易导致器件性能下降，如增益、射频输出功率、效率等，改善器件电流崩塌效应是提高器件性能可行性的方法。GaN器件可靠性和性能是一对矛盾的体系，提高器件的可靠性，可以通过增加器件的击穿电压实现，而提高器件的击穿电压一般会导致器件的导通电阻增加，从而降低器件的性能，如何提高器件的击穿电压，而不提高器件的导通电阻成为亟需解决的问题。为此，我们设计一种新型栅结构的GaN基HEMT器件。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种新型栅结构的GaN基HEMT器件，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:一种新型栅结构的GaN基HEMT器件，包括衬底，所述衬底的上端设有沟道层，且沟道层的上端设有势皇层，所述势皇层的上端左右两侧分别设有源极和漏极，且源极和漏极之间设有绝缘层，所述绝缘层的左右两端分别延伸覆盖到源极和漏极的上端，所述绝缘层的上端设有倒直角梯形的插孔，且插孔位于源极和漏极之间，所述插孔的斜边靠近漏极，所述插孔内插接有对应的直角梯形的底层栅极，所述底层栅极的上端设有顶层栅极。
[0005]优选的，所述底层栅极与顶层栅极为一体成型结构。
[0006]优选的，所述沟道层的厚度为0.5_5umo
[0007]优选的，所述势皇层的厚度为5_500um。
[0008]与现有技术相比，本发明的有益效果是:该新型栅结构的GaN基HEMT器件，底层栅极为直角梯形结构，使底层栅极与势皇层的距离呈现阶梯状增加，不是形成突变方式，这种结构可以提高器件的击穿电压，并且不用增加栅极与漏极之间的距离，同时因为底层栅极靠近漏极端的右下角部分不会形成直角的方式，同样会减少器件的热电子效应，从而提高器件的可靠性和使用寿命，而且，通过减少顶层栅极和势皇层之间的距离可以更好的抑制器件电流崩溃效应。
【附图说明】
[0009]图1为本发明结构不意图；
[0010]图2为本发明结构的A结构放大图。
[0011]图中:I衬底、2沟道层、3势皇层、4源极、5漏极、6绝缘层、7插孔、8底层栅极、9顶层栅极。
【具体实施方式】
[0012]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0013]请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案:一种新型栅结构的GaN基HEMT器件，包括衬底I，衬底I为SiC，衬底I的上端设有沟道层2，且沟道层2的上端设有势皇层3，沟道层2的厚度为0.5-5um，势皇层3的厚度为5-500um，势皇层3的上端左右两侧分别设有源极4和漏极5，且源极4和漏极5之间设有绝缘层6。
[0014]绝缘层6的左右两端分别延伸覆盖到源极4和漏极5的上端，绝缘层6的上端设有倒直角梯形的插孔7，且插孔7位于源极4和漏极5之间，插孔7的斜边靠近漏极5，插孔7内插接有对应的直角梯形的底层栅极8，底层栅极8呈三角形，为肖特基栅极，底层栅极8的上端设有顶层栅极9，底层栅极8与顶层栅极9为一体成型结构，一个整体。
[0015]该新型栅结构的GaN基HEMT器件，底层栅极8为直角梯形结构，使底层栅极8与势皇层3的距离呈现阶梯状增加，不是形成突变方式，这种结构可以提高器件的击穿电压，并且不用增加顶层栅极9与漏极5之间的距离，同时因为底层栅极8靠近漏极5端的右下角部分不会形成直角的方式，同样会减少器件的热电子效应，从而提高器件的可靠性和使用寿命，而且，通过减少顶层栅极9和势皇层3之间的距离可以更好的抑制器件电流崩溃效应。
[0016]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种新型栅结构的GaN基HEMT器件，包括衬底(I)，其特征在于:所述衬底(I)的上端设有沟道层(2)，且沟道层(2)的上端设有势皇层(3)，所述势皇层(3)的上端左右两侧分别设有源极(4)和漏极(5)，且源极(4)和漏极(5)之间设有绝缘层(6)，所述绝缘层(6)的左右两端分别延伸覆盖到源极(4)和漏极(5)的上端，所述绝缘层(6)的上端设有倒直角梯形的插孔(7)，且插孔(7)位于源极(4)和漏极(5)之间，所述插孔(7)的斜边靠近漏极(5)，所述插孔(7)内插接有对应的直角梯形的底层栅极(8)，所述底层栅极(8)的上端设有顶层栅极(9)02.根据权利要求1所述的一种新型栅结构的GaN基HEMT器件，其特征在于:所述底层栅极(8)与顶层栅极(9)为一体成型结构。3.根据权利要求1所述的一种新型栅结构的GaN基HEMT器件，其特征在于:所述沟道层(2)的厚度为0.5_5umo4.根据权利要求1所述的一种新型栅结构的GaN基HEMT器件，其特征在于:所述势皇层(3)的厚度为5_500umo
【文档编号】H01L29/423GK106098770SQ201610638795
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月8日 公开号201610638795.8, CN 106098770 A, CN 106098770A, CN 201610638795, CN-A-106098770, CN106098770 A, CN106098770A, CN201610638795, CN201610638795.8
【发明人】李宝国, 马京路, 韩威, 张书敬, 张达泉, 孙丞, 杨荣
【申请人】苏州本然微电子有限公司, 河北远东通信系统工程有限公司