[实用新型]氮化镓晶体管

说明书

本申请公开了一种氮化镓晶体管。该氮化镓晶体管包括：衬底；氮化镓层，位于所述衬底上；势垒层，位于所述氮化镓层上；至少一个第二复合叠层，位于所述势垒层上；以及栅极电极、源极电极与漏极电极，位于所述势垒层上，并且所述栅极电极位于所述源极电极和所述漏极电极之间，其中，所述至少一个第二复合叠层包括堆叠的第二掺杂层和第二插入层，所述漏极电极的第一部分与至少一个所述第二掺杂层接触，所述漏极电极的第二部分与所述势垒层接触。该氮化镓晶体管中的第二复合叠层使氮化镓层处于导通状态，并在截止状态有效注入空穴，释放被捕获的电子，抑制晶体管动态导通电阻增大，增加动态电阻的稳定性，提高氮化镓晶体管的可靠性。

技术领域

本公开涉及半导体领域，更具体地，涉及一种氮化镓晶体管。

背景技术

与硅、砷化镓等半导体材料相比，宽禁带半导体材料氮化镓(GaN)具有更大的禁带宽度(3.4eV)、更强的临界击穿场强以及更高的电子迁移速率，得到了国内外研究者们的广泛关注，在电力电子功率器件以及高频功率器件方面具有巨大的优势和潜力。作为第三代宽禁带半导体的典型代表，氮化镓材料不但具有禁带宽度大、临界击穿电场高、电子饱和漂移速度大、耐高温、抗辐射以及化学稳定性好等特点，同时由于氮化镓材料的极化效应，可以与铝镓氮等材料形成具有高浓度(大于10¹³cm^-2)和高迁移率(大于2000cm²/V·s)的二维电子气(2DEG)，非常适合制备功率开关器件，成为当前功率器件领域的研究热点。

目前氮化镓单晶衬底较难得到，绝大多数氮化镓薄膜是通过在其他衬底上进行异质外延实现。常用的衬底包括硅、蓝宝石以及碳化硅等。由于氮化镓与衬底之间存在较大的晶格适配以及热适配，通常氮化镓外延材料的缺陷密度要比硅材料高3至4个数量级。此外为了实现高击穿电压，在高阻氮化物层进行碳、铁或者镁掺杂。由于以上缺陷以及杂质能形成的陷阱能级在反向高压下，陷阱能级会捕获电子。当器件再次开启时，导通电阻增大，影响器件的稳定性与可靠性。针对此问题，有机构提出一种复合漏极结构的氮化镓基晶体管：在漏极一端接入空穴注入区，抑制器件导通电阻增大。但是，一方面该结构的制造方法由于需要采用精确刻蚀势垒层后再进行外延，工艺控制难度大，成本高。另一方面该结构由于PN结之间存在较大的漏电流，导致器件栅极漏电流较大，也是目前存在的一大难题。

实用新型内容

有鉴于此，本公开提供了一种氮化镓晶体管，解决了在现有技术中氮化镓晶体管漏电流较大的问题以及动态导通电阻不稳定问题。

本实用新型提供的氮化镓晶体管包括：衬底；氮化镓层，位于所述衬底上；势垒层，位于所述氮化镓层上；至少一个第二复合叠层，位于所述势垒层上；以及栅极电极、源极电极与漏极电极，位于所述势垒层上，并且所述栅极电极位于所述源极电极和所述漏极电极之间，其中，所述至少一个第二复合叠层包括堆叠的第二掺杂层和第二插入层，所述漏极电极的第一部分与至少一个所述第二掺杂层彼此接触，所述漏极电极的第二部分与所述势垒层接触。

优选地，所述氮化镓晶体管包括一个所述第二复合叠层，所述第二插入层位于所述第二掺杂层和所述势垒层之间。

优选地，所述氮化镓晶体管包括多个所述第二复合叠层，所述多个第二复合叠层依次堆叠，在与所述势垒层相邻的所述第二复合叠层中，所述第二插入层位于所述第二掺杂层和所述势垒层之间，在相邻的两个所述第二复合叠层中，其中之一的所述第二掺杂层与另一所述第二插入层接触。

优选地，还包括：至少一个第一复合叠层，位于所述势垒层上，所述至少一个第一复合叠层包括堆叠的第一掺杂层和第一插入层，所述栅极电极与至少一个所述第一掺杂层彼此接触。

优选地，所述氮化镓晶体管包括一个所述第一复合叠层，所述第一插入层位于所述第一掺杂层和所述势垒层之间。