[发明专利]一种低输入电容GaN基HEMT器件

说明书

本发明属于半导体技术领域，具体的说涉及一种低输入电容GaN基HEMT器件。本发明的主要方案是采用了分裂源场板结构。分裂源场板的设计可以大幅度地减小器件源极与栅极之间的相对面积，这可以使器件的输入电容得到了显著地降低。在器件的开关过程中，这样的低输入电容可以使器件具有较低的栅极信号的充放电时间，进而降低GaN基HEMT器件的开关损耗。因此，本发明具有较低的开关损耗，可用于低功耗功率开关器件应用中。

技术领域

本发明属于化合物半导体制造技术领域，具体的说涉及一种低输入电容GaN基HEMT器件。

背景技术

GaN基HEMT器件因其具有低导通电阻、高击穿电压、低开关损耗等优良特性而成为了高频率和大功率开关应用的优良解决方案。在现有的GaN基功率HEMT器件技术中，源场板被广泛地采用以提高器件的击穿电压。然而，源场板的引入会增加源极与栅极之间的相对面积，这会增加GaN基HEMT器件的输入电容。较大的输入电容会延长GaN基HEMT器件在开关过程中栅极信号的充放电时间，进而增加器件的开关损耗。随着技术的不断发展，GaN基HEMT器件开关损耗需要被进一步地降低以满足更高效率的应用的需求。特别是在高频工作环境中，GaN基HEMT器件的开关损耗在总体功耗中仍占有较大的比重。因此，设计具有低输入电容的高性能GaN基功率HEMT器件以满足低开关损耗应用的需求是非常有价值的。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述问题，提出一种低输入电容的GaN基HEMT器件，使所制备的器件具备较低的开关损耗。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低输入电容GaN基HEMT器件，其特征在于，包括分裂源场板1、隔离层2、二氧化硅层3、源极4、漏极5、钝化层6、栅极7、P型帽层8、势垒层9、沟道层10、缓冲层11、成核层12和衬底层13；其中，衬底层13、成核层12、缓冲层11、沟道层10和势垒层9为从下至上依次层叠设置；所述势垒层9和沟道层10构成的横向异质结结构位于缓冲层11之上，在异质结界面处存在二维电子气；所述P型帽层8位于势垒层9一侧的上表面，栅极7位于P型帽层8上表面；所述栅极7与P型帽层8形成欧姆接触或肖特基接触；所述钝化层6覆盖在势垒层9和栅极7的上表面，并包围P型帽层8和栅极7的侧面；所述隔离层2覆盖在钝化层6的上表面；所述源极4位于器件靠近P型帽层7的一端，并沿垂直方向依次贯穿隔离层2、钝化层6、势垒层9后延伸入沟道层10中，与二维电子气沟道形成欧姆接触；所述漏极5位于钝化层6远离P型帽层7的一端，并沿垂直方向依次贯穿钝化层6、势垒层9后延伸入沟道层10中，与二维电子气沟道形成欧姆接触，所述漏极5还沿钝化层6的上表面向源极4一侧延伸；所述分裂源场板1和二氧化硅层3并列位于钝化层6上表面，二氧化硅层3的两侧分别与分裂源场板1和漏极5接触；所述分裂源场板1的结构为，将器件的三维方向分别定义为垂直方向、横向方向和纵向方向，其中横向方向是指从源极到漏极的水平方向，则沿纵向方向，分裂源场板1具有多个分支，每个分支均沿横向方向延伸至源极4，即分裂源场板1包括与二氧化硅层3并列的源场板结构以及多个由源场板结构沿横向方向延伸至源极4的分支结构，且分支结构将隔离层2分割为在纵向方向上不连续的多个部分。

进一步的，所述分裂源场板1采用的材料为Ti、Al、Ni、Au、W、Pd、TiN和多晶硅中的一种或者几种形成的堆层结构或合金。

进一步的，所述分裂源场板1与隔离层2的横向长度之和小于或等于分裂源场板1靠近漏极5的一端到源极4的横向长度。

进一步的，所述隔离层2采用的材料为SiO2、Si3N4、Al2O3、ZrO2、TiO2和HfO2中的一种或者几种形成的堆层结构。

本发明的有益效果为，通过提出一种低输入电容GaN基HEMT器件，较大地降低了器件的开关损耗。

附图说明

图1所示为本发明实施例中一种低输入电容GaN基HEMT器件的示意图；