[实用新型]一种具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件

权利要求书

1.一种具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，包括半元胞结构，其特征在于：

所述半元胞结构包括GaN N型重掺杂层、GaN N型漂移区层、势垒层、漏极、源极和栅极，所述漏极、所述GaN N型重掺杂层、所述GaN N型漂移区层和所述势垒层自下而上依次层叠设置，所述源极设置在所述势垒层的上方；

所述源极的下方设置有介质槽，所述介质槽在纵向上贯穿所述势垒层并向下延伸至所述GaN N型漂移区层内，所述介质槽的底壁位于所述GaN N型漂移区层的上表面和下表面之间，所述介质槽内设置有隔离介质；

所述半元胞结构还包括屏蔽栅电极，所述栅极与所述屏蔽栅电极均位于所述介质槽内并沿纵向间隔布置，所述屏蔽栅电极位于所述栅极的下方，所述栅极和所述屏蔽栅电极通过所述隔离介质隔离。

2.根据权利要求1所述的具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，其特征在于：

所述GaN N型漂移区层内在所述介质槽的下方设置有浮空P-GaN区，所述浮空P-GaN区沿横向自所述GaN N型漂移区层靠近所述介质槽的一侧延伸至所述GaN N型漂移区层的中部。

3.根据权利要求2所述的具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，其特征在于：

所述浮空P-GaN区的数量为两个以上，多个所述浮空P-GaN区沿纵向平行布置。

4.根据权利要求1至3任一项所述的具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，其特征在于：

所述介质槽包括垂直设置的槽侧壁和槽底壁，所述栅极和所述屏蔽栅电极均自所述半元胞结构的侧壁沿水平方向朝向所述槽侧壁延伸；

所述栅极的底壁与所述屏蔽栅电极的顶壁之间、所述屏蔽栅电极的底壁与所述介质槽的槽底壁之间、所述栅极的侧壁与所述介质槽的槽侧壁之间，以及所述屏蔽栅电极的侧壁与所述介质槽的槽侧壁之间均设置有所述隔离介质；

所述栅极的底壁与所述屏蔽栅电极的顶壁之间的隔离介质的厚度为d1,所述屏蔽栅电极的底壁与介质槽的底壁之间的隔离介质的厚度为d2,所述栅极的侧壁与所述介质槽的侧壁之间的隔离介质的厚度为d3，所述屏蔽栅电极的侧壁与所述介质槽的侧壁之间的隔离介质的厚度为d4；

d2和d4均大于d1，且d2和d4均大于d3。

5.根据权利要求1至3任一项所述的具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，其特征在于：

所述屏蔽栅电极与所述源极电连接。

6.根据权利要求1至3任一项所述的具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，其特征在于：

所述GaN N型漂移区层和势垒层构成异质结，所述异质结靠近所述GaN N型漂移区层界面形成二维电子气沟道。

7.根据权利要求1至3任一项所述的具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，其特征在于：

所述势垒层的材料为AlGaN、AlN、InN或InGaN。

8.根据权利要求1至3任一项所述的具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，其特征在于：

所述半元胞结构还包括帽层，所述帽层形成在所述势垒层的上方，所述帽层的材料为GaN、AlN、AlGaN、InN或InGaN。

9.根据权利要求8所述的具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，其特征在于：

所述半元胞结构还包括钝化层，所述钝化层形成在所述帽层的上方，所述钝化层的材料为SiN、Al2O3、SiO2或HfO2。

10.根据权利要求1至3任一项所述的具有屏蔽栅电极的GaN异质结纵向半导体器件，其特征在于：

所述漏极与所述GaN N型重掺杂层欧姆接触，所述源极与所述势垒层欧姆接触。