[实用新型]GaN半导体器件

说明书

本实用新型公开了一种GaN半导体器件，包括：基板；设置于所述基板上的氮化铝晶种层；设置于所述氮化铝晶种层上的缓冲层；设置于所述缓冲层上的所述氮化镓层；设置于所述氮化镓层上的AlxGa1‑xN层；设置于所述AlxGa1‑xN层上的氮化铝层；设置于所述氮化铝层上的p‑GaN层。上述GaN半导体器件的结构，在生长出2DEG用AlGAN薄膜后，于p‑GaN layer蒸镀前插入氮化铝层的结构，即，p‑GaN/AlN/AlGaN复合膜或p‑GaN/AlGaN/AlN/AlGaN复合膜，去除在后续工艺中为栅极蚀刻时剩下的P类氮化镓层，改善p‑GaNHEMT器件特性的散布。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别是涉及一种GaN半导体器件。

背景技术

电力半导体市场占有整个半导体市场的10％的庞大市场，但之前的电力半导体市场以利用硅的功率器件为主。在过去20年，每隔10年间，硅功率器件提高5～6倍的电力密度，很难期待性能上更进一步的提高。

与硅和砷化镓相比，氮化镓具有带隙宽(Eg＝3.4eV)，在高温下稳定(700℃) 等特征。相比硅电力半导体，氮化镓电力半导体具有低温抵抗特性，不仅可以减少随着电力半导体而引起的-电闸的损失，还也可以做到系统消费电力最少化等优点。依靠氮化镓半导体器件小型化，高电压，高速电闸，可以实现低损失，高效率的下一代电力器件，可以满足产业用，电力网，信息通信部门的需求。

但是，因为氮化镓电力半导体有着常关问题，期间不能单独使用氮化镓电力半导体，要与硅功率器件一同使用。如此，使用与常开动作有着同样功能的正极结构。

常开氮化镓半导体正在开发中，其中氮化镓磊晶层结构包含的氮化镓高电子迁移率晶体管的活用度也逐步提高。

为体现利用氮化镓电力器件中的崩溃电压，并且为生长出高品质的氮化镓层；在硅基板上生长出，如，氮化铝等籽晶层后，改善缓冲层的品质起着重要作用。即，要善用硅基上氮化铝籽晶层/氮化铝镓缓冲层上形成的未掺杂氮化镓层/氮化铝镓的二维电子气(2DEG)结构的品质及管理很重要。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供一种GaN半导体器件的结构。

具体的技术方案如下：

一种GaN半导体器件，包括：

基板；

设置于所述基板上的晶种层；

设置于所述晶种层上的缓冲层；

设置于所述缓冲层上的氮化镓层；

设置于所述氮化镓层上的AlxGa1-xN层；

设置于所述AlxGa1-xN层上的氮化铝层；

设置于所述氮化铝层上的p-GaN层。

在其中一些实施例中，所述p-GaN层、所述氮化铝层以及所述AlxGa1-xN 层中Al的含量依次递增。

在其中一些实施例中，所述氮化铝层与所述p-GaN层之间还设有氮化铝镓层。

在其中一些实施例中，所述p-GaN层、所述氮化铝层、所述氮化铝镓层以及所述AlxGa1-xN层中Al的含量依次递增。

在其中一些实施例中，所述氮化铝镓层的厚度为3nm～50nm。

在其中一些实施例中，所述晶种层的材质为氮化铝、氮化镓或氮化铝镓。

在其中一些实施例中，所述缓冲层的材质为氮化铝、氮化镓或氮化铝镓。

在其中一些实施例中，所述氮化镓层为碳沉积氮化镓层、非掺杂氮化镓层或复合层，所述复合层为多层交互层叠的碳沉积氮化镓层和非掺杂氮化镓层。