[发明专利]反向阻断高迁移率晶体管

说明书

本发明公开了一种反向阻断高迁移率晶体管，包括自下而上依次为衬底层、以及设置在所述衬底层上含有一个或者多个二维电子气沟道的异质结结构层，所述异质结结构层上设置有相互分离的源极金属结构层、栅极金属结构层、肖特基接触层；源电极、栅电极分别制备在所述源极金属结构层、栅极金属结构层，所述肖特基接触层与所述异质结结构层之间设置有若干P型半导体层，所述肖特基接触层与所述异质结结构层环绕所述P型半导体层之间形成肖特基接触，漏电极制备在所述P型半导体层与所述肖特基接触层的接触面。漏电极的图案化P型半导体区域形成结势垒，以分配高阻断电压和低泄漏电流的电场，从而在单一器件实现晶体管的反向电压阻断能力。

技术领域

本发明涉及半导体功率器件技术领域，特别涉及一种反向阻断高迁移率晶体管。

背景技术

随着5G等新一代移动通信技术的不断普及，以氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)为代表的宽禁带半导体器件运用将越来越普及。新的应用需求使得微波器件的性能要求也越来越高。5G通信需要更宽的带宽和更高的效率，随着卫星通信和电视广播的发展，放大器需要工作在更高的频率。宽禁带半导体又称第三代半导体，具有高频率、耐高温、高击穿电压、高电子迁移率、良好的抗辐射性能等优良特性，这些优良特性使得宽禁带半导体相比于传统的硅(S i)半导体在射频(RF)领域具有明显优势。基于第三代半导体GaN材料制备的高电子迁移率晶体管，由于具有高迁移率、高密度的二维电子气导电沟道、较高的击穿电压以及耐高温、耐辐照等诸多优点，是制造微波毫米波以及大功率电力电子的优选结构，在无线通信、电力系统、医疗、探测等领域都已有广泛且重要的应用。

反向阻断型晶体管是允许晶体管(通常用于仅充分确保正向阻断电压性能的可靠性的电路中)针对反向阻断电压性能也保持与正向阻断电压性能的可靠性相当的可靠性的半导体器件。现有的晶体管若需要特别的反向阻断能力，可以把晶体管和一个二极管串联使用，从而获得反向阻断能力。在这样的结构中，电流将流经两个会不同的器件，较长的电流通路将导致较大的导通压降，进而会使电路具有较高的功率损耗，成本也增加且体积增大。因此，需要进一步晶体管结构进一步优化，不增加器件情况下获得反向阻断能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种反向阻断高迁移率晶体管，能够在单一器件实现晶体管的反向电压阻断能力，结构简单且易于实现。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种反向阻断高迁移率晶体管，包括自下而上依次为衬底层、以及设置在所述衬底层上含有一个或者多个二维电子气沟道的异质结结构层，所述异质结结构层上设置有相互分离的源极金属结构层、栅极金属结构层、肖特基接触层；源电极、栅电极分别制备在所述源极金属结构层、栅极金属结构层，所述肖特基接触层与所述异质结结构层之间设置有若干P型半导体层，所述肖特基接触层与所述异质结结构层环绕所述P型半导体层之间形成肖特基接触，漏电极制备在所述P型半导体层与所述肖特基接触层的接触面。

进一步的，所述源极金属结构层与所述异质结结构层之间n型欧姆接触，所述栅极金属结构层与所述异质结结构层之间是欧姆接触或肖特基接触。

进一步的，所述漏电极包括一个或多个欧姆接触，所述肖特基接触层与所述欧姆接触连接。

进一步的，所述栅极金属结构层和所述异质结结构层之间还设置有盖层，所述盖层是全P型结构层、N-P型结构层、P-N型结构层、P-N-P-N结构、N-P-N-P结构、超晶格结构、或绝缘层结构。

进一步的，所述P型半导体层与所述肖特基接触层之间还设置有欧姆接触层。具体的，所述欧姆接触层是P型欧姆接触。

进一步的，所述P型半导体层是全P型结构层、N-P型结构层、P-N-P型结构层、P-N-P-N结构层或者超晶格结构层。

可选的，所述P型半导体层覆盖所述异质结结构层，所述P型半导体结构层之间形成若干凹槽，在所述凹槽区域所述肖特基接触层与所述异质结结构层之间形成肖特基接触。