[发明专利]一种氮化镓器件、开关功率管、驱动电路及其制作方法

说明书

本申请实施例提供了一种氮化镓器件、开关功率管、驱动电路及其制作方法。该氮化镓器件的漏极包括P‑GaN层和漏极金属；P‑GaN层形成在AlGaN层之上，并且在器件栅宽方向上为条状结构；漏极金属包括多个第一结构区间和多个第二结构区间；多个第一结构区间和多个第二结构区间在栅宽方向上交替分布；漏极金属在第一结构区间与P‑GaN层接触；漏极金属第二结构区间既与P‑GaN层接触，又与AlGaN层形成欧姆接触。这样，漏极金属在第一结构区间实现局部注入空穴的能力，在第二结构区间通过欧姆接触(Ohmic contact)实现器件从漏极到源极的电流导通能力，由此能够在保证P‑GaN空穴注入效率的同时，避免器件本征导通电阻增大，从而提高器件开关速度，降低器件驱动损耗，提高器件可靠性。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种氮化镓器件、开关功率管、驱动电路及其制作方法。

背景技术

随着目前行业内对半导体器件低能耗、高效率和高功率密度的需求越来越显著，以氮化镓为基础制备的氮化镓器件(例如：场效应管等开关器件)越来越受到关注。

目前，氮化镓器件主要包含基于铝氮化镓/氮化镓(AlGaN/GaN)的横向异质结构的器件。AlGaN/GaN异质结构在其界面具有较高的二维电子气2DEG，因此可以天然地在其界面形成高电子迁移率的二维电子气(two-dimensional electron gas，2DEG)沟道，使得氮化镓器件与半导体硅器件相比具有更低的能耗、更高的效率和更高的功率密度。

然而，基于目前的生产工艺制备的氮化镓器件往往存在一些缺陷，这些缺陷可能导致氮化镓器件发生“电流崩塌”效应，这里的“电流崩塌”效应指的是氮化镓器件的导通电阻增大，而导通电阻增大会导致氮化镓器件的开关速度变慢、驱动损耗增大，降低器件可靠性。

发明内容

本申请实施例提供了一种氮化镓器件、开关功率管、驱动电路及其制作方法，能够在保证P-GaN空穴注入效率的同时，避免器件本征导通电阻增大，从而提高器件开关速度，降低器件驱动损耗，提高器件可靠性。

第一方面，本申请上实施例提供了一种氮化镓器件，包括：衬底；形成在衬底之上的缓冲层；形成在缓冲层之上的氮化镓GaN层；形成在氮化镓GaN层之上的AlGaN层；以及，形成在AlGaN层之上的源极、漏极和栅极；其中，漏极包括P-GaN层和漏极金属；P-GaN层形成在AlGaN层之上，并且在器件栅宽方向上为条状结构；漏极金属包括多个第一结构区间和多个第二结构区间；多个第一结构区间和多个第二结构区间在栅宽方向上交替分布；漏极金属在第一结构区间与P-GaN层接触；漏极金属在第二结构区间既与P-GaN层接触，又与AlGaN层形成欧姆接触。

根据以上技术方案，漏极金属在第一结构区间与P-GaN层接触，实现局部注入空穴的能力，在第二结构区间与AlGaN层形成欧姆接触，实现器件从漏极到源极的电流导通能力，由此能够在保证P-GaN空穴注入效率的同时，避免器件本征导通电阻过大，从而提高器件开关速度，降低器件驱动损耗，提高器件可靠性。并且，氮化镓器件在制备时，不需要将P-GaN层刻蚀成间断的结构，由此可以避免刻蚀精度对器件性能的影响，工艺上更简单。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，在第一结构区间：漏极金属形成在P-GaN层之上；漏极金属在垂直于栅宽方向上的宽度小于或者等于P-GaN层的宽度。这样，P-GaN层能够将漏极金属与AlGaN层隔离，使得漏极金属不会与AlGaN层接触，因此漏极金属的电子不会注入到其下方的AlGaN层，使得器件在漏极金属下方形成局部空穴，实现了器件局部注入空穴的能力，这一局部空穴能够能够补偿负电子陷阱，使得被电子陷阱捕获的电子得到释放，避免出现“电流崩塌”效应。