[发明专利]氮化镓高电子迁移率晶体管

说明书

本发明提供一种氮化镓高电子迁移率晶体管，包括：基板、成核层、缓冲层、信道层、阻挡层、栅极、源极、漏极、以及第一p型氮化镓岛。成核层设置在基板上。缓冲层设置在成核层上。信道层设置在缓冲层上。阻挡层设置在信道层上。栅极设置在阻挡层上。源极设置在栅极的第一侧的阻挡层上。漏极设置在栅极的第二侧的阻挡层上。栅极的第二侧是相对于栅极的第一侧。多个第一p型氮化镓岛分别设置在漏极的第一侧与栅极的第二侧之间，其中所述多个第一p型氮化镓岛电位是浮动的。

技术领域

本发明涉及一种功率晶体管，尤其涉及一种氮化镓高电子迁移率晶体管(highelectron mobility transistor,HEMT)。

背景技术

氮化镓高电子迁移率晶体管是利用氮化铝镓(AlGaN)与氮化镓(GaN)的异质结构，在接面处会产生具有高平面电荷密度和高电子迁移率的二维电子气(two dimensionalelectron gas,2DEG)，因此适于高功率、高频率和高温度运作。然而，氮化镓高电子迁移率晶体管在瞬关的过程中，因表面缺陷容易使电子聚集在氮化铝镓阻挡层表面，对信道电子(2DEG)产生排斥，导致2DEG浓度下降并降低最大漏极电流，让晶体管的开关效能下降或是失效，进而使可靠性降低。

发明内容

本发明是针对一种氮化镓高电子迁移率晶体管，可以增加晶体管开关的可靠性。

根据本发明的实施例，一种氮化镓高电子迁移率晶体管包括：基板、成核层、缓冲层、信道层、阻挡层、栅极、源极、漏极以及第一p型氮化镓岛。成核层设置在基板上。缓冲层设置在成核层上。信道层设置在缓冲层上。阻挡层设置在信道层上。栅极设置在阻挡层上。源极设置在栅极的第一侧的阻挡层上。漏极设置在栅极的第二侧的阻挡层上。栅极的第二侧是相对于栅极的第一侧。多个第一p型氮化镓岛分别设置在漏极的第一侧与栅极的第二侧之间，其中多个第一p型氮化镓岛电位是浮动的。

在根据本发明的实施例的氮化镓高电子迁移率晶体管中，上述的各个第一p型氮化镓岛与栅极的间距大于各个第一p型氮化镓岛与漏极的间距。

在根据本发明的实施例的氮化镓高电子迁移率晶体管中，上述的漏极具有一延伸方向，且多个第一p型氮化镓岛沿延伸方向排列。

在根据本发明的实施例的氮化镓高电子迁移率晶体管中，上述沿延伸方向排列的同一行的第一p型氮化镓岛之间的间距是相同的。

在根据本发明的实施例的氮化镓高电子迁移率晶体管中，上述氮化镓高电子迁移率晶体管还可包括多个第二p型氮化镓岛，分别设置在漏极的第二侧的阻挡层上，漏极的第二侧是相对于漏极的第一侧，且所述多个第二p型氮化镓岛电位是浮动的。

在根据本发明的实施例的氮化镓高电子迁移率晶体管中，上述的栅极包括栅极金属层与介于阻挡层与栅极金属层之间的p型氮化镓层。

根据本发明的另一实施例，一种氮化镓高电子迁移率晶体管包括：基板、成核层、缓冲层、信道层、阻挡层、栅极、源极、至少一第一p型氮化镓岛、漏极以及介电层。成核层设置在基板上。缓冲层设置在成核层上。信道层设置在缓冲层上。阻挡层设置在信道层上。栅极设置在阻挡层上。源极设置在栅极的第一侧的阻挡层上。至少一第一p型氮化镓岛设置在栅极的第二侧的阻挡层上，其中栅极的第二侧是相对于栅极的第一侧。漏极设置在栅极的第二侧的阻挡层上并覆盖所述第一p型氮化镓岛。介电层介于漏极与第一p型氮化镓岛之间，以使第一p型氮化镓岛电位是浮动的。

在根据本发明的另一实施例的氮化镓高电子迁移率晶体管中，上述至少一第一p型氮化镓岛为多个第一p型氮化镓岛，且多个第一p型氮化镓岛沿漏极的延伸方向排列。

在根据本发明的另一实施例的氮化镓高电子迁移率晶体管中，上述介电层延伸设置在漏极与阻挡层之间，且介电层具有多个接触窗开口(contact opening)，以使漏极通过多个接触窗开口与阻挡层接触。