[发明专利]一种GaN异质结纵向功率器件

摘要

本发明公开了一种GaN异质结纵向功率器件。本发明通过利用二维空穴气阻挡源极电子通过纵向栅控沟道注入到二维电子气沟道，实现器件增强型，且利用高迁移率的二维电子气沟道从而使纵向器件实现低导通电阻和大饱和电流；同时，浮空P型GaN埋层在GaN漂移区引入反偏PN结，该反偏PN结在承受反向耐压时其耗尽区不断扩展使该器件体内电场分布均匀，有效降低器件内部最大峰值电场。通过调节P‑GaN的掺杂浓度、厚度、长度使其与N型漂移区几乎同时耗尽，致使P‑GaN与N型漂移区反偏PN结之间的耗尽区扩展成一个更大的耗尽区来承受反向电压，充分发挥GaN体材料禁带宽度大耐压高的优势，提高了电力电子电路系统的可靠性和稳定性。

主权项

1.一种GaN异质结纵向功率器件，从下至上依次包括层叠设置的硅衬底(11)、GaN N型重掺杂层(1)、N型漂移区(2)、AlMN层(4)和GaN‑top层(5)；所述N型漂移区(2)和AlMN层(4)构成第一异质结，第一异质结界面形成二维电子气沟道；所述GaN‑top层(5)和AlMN层(4)构成第二异质结，第二异质结界面形成二维空穴气沟道；其特征在于，还包括凹槽，所述凹槽位于器件两端，并沿垂直方向依次贯穿GaN‑top层(5)和AlMN层(4)后延伸入N型漂移区(2)上层，在凹槽的内壁具有栅氧化层(7)，在栅氧化层(7)上淀积有肖特基栅电极(8)；所述N型漂移区(2)中具有多个沿垂直方向平行设置的浮空P‑GaN区域(3)，浮空P‑GaN区域(3)位于凹槽下方；所述GaN‑top层(5)上表面具有欧姆金属源极(9)，欧姆金属源极(9)与凹槽相邻；所述GaN N型重掺杂层(1)的横向宽度大于N型漂移区(2)的宽度，所述N型漂移区(2)位于GaN N型重掺杂层(1)上表面中部，在GaN N型重掺杂层(1)上表面两端分别具有欧姆漏电极(10)。