[发明专利]一种具有浮岛结构的沟槽型垂直氮化镓功率器件

说明书

本发明涉及宽禁带功率电子器件技术领域，具体为一种具有浮岛结构的沟槽型垂直氮化镓功率器件，包括Body电极和外壳体，所述外壳体的顶端设置有沟槽，所述沟槽的内侧壁固定连接栅金属，所述栅金属的内侧设置有栅介质，所述外壳体的内腔自下而上晶片结构依次设置N+衬底、N型漂移区、P型层和N+掺杂层，所述P型层与N+掺杂层对称设置有两组，所述N型漂移区的内侧对称设置P型浮岛，所述外壳体的顶侧两端对称固定连接源漏电极，本发明实现在N型漂移区引入两个对称P型浮岛，有利于避免沟槽底部拐角处栅介质处的电场聚集效应，电场强度因P型浮岛的存在而减小，达到了抑制栅介质击穿引起的器件击穿现象，有利于提高击穿电压。

技术领域

本发明涉及宽禁带功率电子器件技术领域，具体为一种具有浮岛结构的沟槽型垂直氮化镓功率器件。

背景技术

现有报道普通槽栅型垂直GaNMOSFET，在沟槽结构处未设置浮岛结构，在器件关态漏端高压下，上述沟槽结构容易在沟槽底部两侧转角处的栅介质内部引入尖峰电场，导致栅介质发生不可逆的击穿现象，因此，不能实现GaN材料的雪崩击穿，无法发挥GaN宽禁带半导体材料的优势，基于此，本发明设计了一种具有浮岛结构的沟槽型垂直氮化镓功率器件，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有浮岛结构的沟槽型垂直氮化镓功率器件，以解决上述背景技术中提出沟槽结构容易在沟槽底部两侧转角处的栅介质内部引入尖峰电场，导致栅介质发生不可逆的击穿现象，无法发挥GaN宽禁带半导体材料的优势问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有浮岛结构的沟槽型垂直氮化镓功率器件，包括Body电极和外壳体，所述外壳体的顶端设置有沟槽，所述沟槽的内侧壁固定连接栅金属，所述栅金属的内侧设置有栅介质，所述外壳体的内腔自下而上晶片结构依次设置N+衬底、N型漂移区、P型层和N+掺杂层，所述P型层与N+掺杂层对称设置有两组，所述N型漂移区的内侧对称设置P型浮岛，所述外壳体的顶侧两端对称固定连接源漏电极，两组所述源漏电极的底侧外端均固定连接Body电极，所述Body电极设置在两组N+掺杂层的外端。

优选地，所述Body电极的材质采用Pd金属材质，并与P型层欧姆电性连接。

优选地，所述N型漂移区设置为掺杂漂移区，P型浮岛设置为掺杂浮岛。

优选地，所述源漏电极的材质采用Ti/Al合金材质，所述源漏电极与N+掺杂层欧姆电性连接。

优选地，所述栅金属的材质采用Ni/Au合金材质，所述栅介质采用SiO2化合物介质。

优选地，所述外壳体的材质采用Ti/Al合金材质，并与N+衬底欧姆电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过Body电极、P型层、N型漂移区、N+衬底、沟槽、P型浮岛、源漏电极、栅金属、N+掺杂层和栅介质之间的连接配合，实现在N型漂移区引入两个对称P型浮岛，有利于避免沟槽底部拐角处栅介质处的电场过于集中、电场强度峰值高的现象，达到了抑制栅介质击穿引起的器件击穿的效果，有利于提高器件耐压能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构截面示意图；

图2为本发明结构仿真示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-Body电极，2-P型层，3-N型漂移区，4-N+衬底，5-外壳体，6-沟槽，7-P型浮岛，8-源漏电极，9-栅金属，10-N+掺杂层，11-栅介质。

具体实施方式