[实用新型]一种Si基GaN HEMT的空气桥场板结构

说明书

本实用新型公开的一种Si基GaNHEMT的空气桥场板结构，包括Si衬底、GaN缓冲层、AlGaN势垒层、源极、漏极、栅极、SiN钝化层以及空气桥场板，Si衬底、GaN缓冲层、AlGaN势垒层以及SiN钝化层由下至上依次层叠设置，源极的底部穿过SiN钝化层与AlGaN势垒层后与GaN缓冲层的第一端相接触，漏极的底部穿过SiN钝化层与AlGaN势垒层后与GaN缓冲层的第二端相接触，源极、漏极以及GaN缓冲层形成欧姆接触，栅极被SiN钝化层覆盖，并设置在源极与漏极之间的AlGaN势垒层上，栅极与AlGaN势垒层形成肖特基接触，空气桥场板的第一端设置在源极上，空气桥场板的第二端绕过栅极设置在SiN钝化层上。在不改变SiN钝化层的厚度来达到优化空气桥场板对表面电场的调制，提高耐压的目的。

技术领域

本实用新型涉及电子元器件制造技术领域，特指一种Si基GaN HEMT(氮化镓高电子迁移率晶体管)的空气桥场板结构。

背景技术

AlGaN/GaN HEMTs在打破传统硅基材料的物理极限的同时，给PIC设计者们带来了极大的发挥和想象空间。与传统横向硅器件类似，研究者们利用横向结终端技术(如：场板技术、表面场降低技术(RESURF)等)优化器件的表面电场分布，提高了器件的特性。

场板(FP)结构是实现AlGaN/GaN HEMT高击穿电压的有效方法。FP还可以提高器件的可靠性，抑制AlGaN/GaN HEMT中发生的电流崩溃。场板结构则由于结构工艺简单，而受到大众喜欢。传统的直板型场板结构对电场的调制作用还是比较有限的，特别是金属与半导体之间的钝化层厚度比较薄的情况下。在大多数现有RF-GaN工艺中，由于SiN钝化层(例如150nm)太薄，传统FP结构只能获得有限的击穿电压改善。上诉技术问题，是本领域技术人员致力于解决的事情。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种Si基GaN HEMT的空气桥场板结构，有效解决现有技术的不足。

为了实现上述目的，本实用新型应用的技术方案如下：

一种Si基GaN HEMT的空气桥场板结构，包括Si衬底、GaN缓冲层、AlGaN势垒层、源极、漏极、栅极、SiN钝化层以及空气桥场板，Si衬底、GaN缓冲层、AlGaN势垒层以及SiN钝化层由下至上依次层叠设置，源极的底部穿过SiN钝化层与AlGaN势垒层后与GaN缓冲层的第一端相接触，漏极的底部穿过SiN钝化层与AlGaN势垒层后与GaN缓冲层的第二端相接触，源极、漏极以及GaN缓冲层形成欧姆接触，栅极被SiN钝化层覆盖，并设置在源极与漏极之间的AlGaN势垒层上，栅极与AlGaN势垒层形成肖特基接触，空气桥场板的第一端设置在源极上，空气桥场板的第二端绕过栅极设置在SiN钝化层上。

根据上述方案，所述Si衬底的厚度为500nm。

根据上述方案，所述GaN缓冲层与AlGaN势垒层均通过金属有机化学气相沉积法(MOCVD)制作而成，GaN缓冲层的厚度为2μm，AlGaN势垒层的厚度为20nm。

根据上述方案，所述源极与漏极采用的金属材料均为Ti/Al/Ni/Au，金属厚度为20/130/50/150nm，栅极采用的金属材料为Ni/Au，金属厚度为50/150nm。

根据上述方案，所述栅极与源极之间的间距为10-15μm，栅极与漏极之间的间距为20-30μm。

根据上述方案，所述SiN钝化层与AlGaN势垒层采用低压化学气相沉积法(LP-CVD)沉积而成，SiN钝化层的厚度为150nm。

根据上述方案，所述空气桥场板采用金属材料为Au制作成n字形结构。

本实用新型有益效果：

1)实现了在不改变SiN钝化层的厚度来达到优化空气桥场板对表面电场的调制，从而达到提高耐压的目的；