[实用新型]一种带场板的高功率高耐压半导体器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种带场板的高功率高耐压半导体器件。

背景技术

功率半导体器件在电力电子领域有着广阔的应用前景，可以提高设备效率，更加节能，还可以提高集成度，减小设备体积。常用的功率半导体如GaAs（砷化镓）、GaN（氮化镓）、SiC（碳化硅）、MOSFET（金属-氧化物半导体场效应晶体管）等材料，耐压性各有不同。

在高功率器件的应用中，为了提高输出功率，常采用多指栅极源极漏极的器件结构。

具体对功率半导体器件工作原理分析，栅极和漏极之间电压差较大，器件在高电压下击穿的位置通常在栅极根部、靠近漏极的位置半导体层击穿，击穿的原理如图1所示，图1具体以GaN·HEMT器件为例。由图可以看出，在栅极根部，栅极与漏极之间电场强度集中在图中圆圈1的位置，在电压强度达到一定电压强度后，半导体层会被击穿，通常击穿电压在100V以下，而半导体层的材料，以GaN为例，耐压的理论值为3.3×10⁶V/cm，以栅极、漏极间距10um来计算，器件耐压理论值也在3300V，远高于实际击穿电压100V，因此，靠近漏极位置击穿耐压程度远远不足以承受如此高的电压强度。

因此，现有技术中存在半导体器件在高电压下容易被击穿的技术问题。

实用新型内容

本实用新型通过提供一种带场板及空气桥的高功率高耐压半导体器件，解决了现有技术中存在半导体器件在高电压下容易被击穿的技术问题，进而实现了能够有效的提高器件输入输出功率，大大提高器件的耐压值。

本实用新型实施例的技术方案具体为：

一种带场板的高功率高耐压半导体器件，包括衬底，在衬底上依次形成的成核层、缓冲层、势垒层、介质层，还包括排布于介质层的多指栅极、源极、漏极，还包括跨漏极两端形成有第一场板和/或跨源极和栅极的两端形成有第二场板，所述第一场板和所述第二场板采用导电氧化物材料或导电金属材料。

进一步地，还包括空气桥，所述空气桥包括连接源极的第一空气桥和/或连接漏极的第二空气桥。

进一步地，所述第一场板和所述第二场板的位置均可位于所述空气桥与势垒层之间，或与所述空气桥的高度相同的位置。

进一步地，在有第一场板和第二场板的情形下，所述第一场板与所述第二场板连接至外部电压引出端。

进一步地，所述第一场板和所述第二场板均包括水平场板和水平场板两端柱状场板，所述柱状场板插入栅极和漏极之间。

进一步地，所述水平场板两端的柱状场板可为多个柱状场板。

进一步地，在所述第一场板外和/或在所述第二场板外套设有第三场板。

进一步地，所述柱状场板设置在距离栅极0~50um的位置、距离漏极0~50um的位置处。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于在带场板的高功率高耐压半导体器件中采用跨漏极两端的第一场板和/或跨源极和栅极两端的第二场板，该第一场板和第二场板都采用导电材料或导电氧化物材料，从而改变栅极根部的电场分布，电场强度不再集中在栅极根部，解决了现有技术中存在半导体器件在高电压下容易被击穿的技术问题，进而实现了能够有效提高器件输入输出效率，大大提高器件的耐压值。

附图说明

图1为现有技术中以GaNHEMT器件为例的击穿原理结构示意图；

图2为本实用新型实施例中带场板的高功率高耐压半导体器件的下层结构示意图；

图3a，图3b，图3c为带场板的高功率高耐压半导体的三种不同场板设置结构的示意图；

图4a，图4b，图4c，图4d为第一场板的不同结构示意图。

具体实施方式

本实用新型通过提供一种带场板的高功率高耐压半导体器件，解决了现有技术中存在半导体在高压下容易被击穿的技术问题，进而实现了能够有效的提高器件输入输出功率，大大提高器件的耐压值。

为了解决上述现有技术中存在半导体在高压下容易被击穿的技术问题，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。