[发明专利]一种大栅宽的GaN基微波功率器件及其制造方法

权利要求书

1.一种大栅宽的GaN基微波功率器件，其特征在于该器件包括AlGaN/GaN异质结外延层、覆盖在AlGaN/GaN异质结外延层上的第一介质层、长条状的源电极、鱼骨状分布的漏电极、环状的栅电极，隔离上下两层电极的第二介质层、互连金属电极pad。

2.根据权利要求1所述的一种大栅宽的GaN基微波功率器件，其特征在于，AlGaN/GaN异质结外延层从下至上包括衬底、氮化物成核层、氮化物缓冲层、GaN沟道层、AlGaN势垒层；衬底材质为蓝宝石、硅或碳化硅，氮化物成核层为GaN或AlN，氮化物缓冲层为GaN、AlGaN、渐变组分AlGaN中的一种以上，GaN沟道层和AlGaN势垒层之间的二维电子气。

3.根据权利要求1所述的一种大栅宽的GaN基微波功率器件，其特征在于，覆盖在AlGaN/GaN异质结外延层上的第一介质层为SiN、SiO2、SiON、Ga2O3、Al2O3、AlN、HfO2中的一种，或者是其中两种以上组合而成的多层结构，厚度为10nm～50nm。

4.根据权利要求1所述的一种大栅宽的GaN基微波功率器件，其特征在于，源电极和漏电极贯穿整个第一介质层，与AlGaN势垒层接触；形成源电极和漏电极的材料为Ti/Al多层金属体系；源电极和漏电极通过高温退火与AlGaN势垒层形成欧姆接触。

5.根据权利要求1所述的一种大栅宽的GaN基微波功率器件，其特征在于，有多根长条状的源电极平行地分布在AlGaN/GaN异质结外延层的表面，形成多个栅指单元；多根漏电极以类鱼骨形状分布在AlGaN/GaN异质结外延层的表面，每根鱼刺即漏电极都与源电极平行，所有的鱼刺即漏电极均通过中间的鱼脊连接在一起；且每根漏电极都与一根源电极形成一个栅指单元，所有漏电极和源电极构成多个栅指单元。

6.根据权利要求1所述的一种大栅宽的GaN基微波功率器件，其特征在于，栅电极在第一介质层之上，底部与第一介质层接触，栅电极与AlGaN/GaN异质结外延层之间是第一介质层；形成栅电极的材料为Ni/Au具有良好导电性的多层金属体系；栅电极分布在源电极和漏电极之间，以环状的形式包围源电极，与一根源电极和一根漏电极组成一个栅指单元；第二介质层位于第一介质层上方，并且覆盖源电极、漏电极和栅电极，其材料为SiN、SiO2、SiON中的一种，或者是其中两种以上组合而成多层结构，厚度为300nm～500nm。

7.根据权利要求1所述的一种大栅宽的GaN基微波功率器件，其特征在于，部分区域的源电极、漏电极和栅电极上方的第二介质层被去除，形成通孔，通孔的形状是正方形、长方形、圆形中的一种，通孔的宽度不超过通孔下方的电极的尺寸，即通孔面积小于电极面积。

8.根据权利要求1所述的一种大栅宽的GaN基微波功率器件，其特征在于，互连金属电极pad通过第二介质层上的通孔，分别与源电极、漏电极和栅电极连接，分别形成用于器件测试和封装的源电极、漏电极和栅电极；互连金属电极pad与源电极相连时，以第二介质层作为介质桥，从栅电极和漏电极上方跨过。