[发明专利]一种面向5G基站的耐压射频器件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种面向5G基站的耐压射频器件及其制备方法，该器件包括：衬底层；缓冲层，位于衬底层上；沟道层，位于缓冲层上；源极，位于沟道层的一端；漏极，位于沟道层的另一端；插入层，位于沟道层上，且位于源极和漏极之间；势垒层，位于插入层上；其中，沿着栅宽方向，在势垒层、插入层和沟道层内间隔设置有若干凹槽，凹槽的底部位于沟道层内；钝化层，位于势垒层上，其中，沿着栅宽方向，设置有贯穿钝化层的栅槽，且若干凹槽位于栅槽下；栅极，位于若干凹槽和栅槽中；其中，凹槽呈圆孔状，且该圆孔的中心位于栅长中心的延长线上。本发明的器件在沟道内部形成孔状阵列Fin结构，提高了器件线性度以及器件击穿电压。

技术领域

本发明属于半导体器件领域，具体涉及一种面向5G基站的耐压射频器件及其制备方法。

背景技术

和常规的Si和GaAs相比，GaN表现出优越的材料特性，首先其禁带宽度为3.4Ev，可完全覆盖整个可见光谱，在高场工作时迁移率依然可以保持在较高水平，并且其临界击穿电场高达5MV/cm，这一些特性表明GaN基器件非常适合在高压下工作，最后GaN较小的介电常数可以保证器件在掺杂浓度和外加电压相同的条件下，产生更小的pn结电容，从而更适合于高频大功率应用，为了满足无线通讯、雷达等应用对高频带、高效率、宽禁带、大功率器件的需要，以GaN为代表的宽禁带半导体材料占据着越来越重要的地位。

虽然GaN基HEMT有着上述优良特性，但在实际应用中还是存在着许多问题。例如5G基站这一应用方向通常要求器件工作在高频高压下，但是由于GaN基HEMT在这种恶劣环境下栅脚靠近漏侧电场峰值高等原因，导致GaN基HEMT的击穿电压低，很难在更高工作电压下工作，器件想要输出更大的功率就十分困难。同时器件应用在5G基站上就要求器件能够实现长距离传输信号不失真，但是GaN基HEMT在高频高电压下非线性问题也更加严重，这就不利于无线通信信号传输。因此，针对5G基站这方面的应用需求，发明一种高线性高压的耐压射频器件十分必要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种面向5G基站的耐压射频器件及其制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种面向5G基站的耐压射频器件，包括：

衬底层；

缓冲层，位于所述衬底层上；

沟道层，位于所述缓冲层上；

源极，位于所述沟道层的一端；

漏极，位于所述沟道层的另一端；

插入层，位于所述沟道层上，且位于所述源极和所述漏极之间；

势垒层，位于所述插入层上；其中，沿着栅宽方向，在所述势垒层、所述插入层和所述沟道层内间隔设置有若干凹槽，所述凹槽的底部位于所述沟道层内；

钝化层，位于所述势垒层上，其中，沿着所述栅宽方向，设置有贯穿所述钝化层的栅槽，且若干所述凹槽位于所述栅槽下；

栅极，位于若干所述凹槽和所述栅槽中；

其中，所述凹槽呈圆孔状，且该圆孔的中心位于栅长中心的延长线上。

在本发明的一个实施例中，所述凹槽与未刻蚀区域呈周期性排列。

在本发明的一个实施例中，相邻所述凹槽之间的间隔距离与所述凹槽的直径相等。

在本发明的一个实施例中，所述凹槽的直径为所述栅长的30％-50％。

本发明提供了一种面向5G基站的耐压射频器件的制备方法，包括：

S1：在衬底层上依次生长缓冲层、沟道层、插入层和势垒层；

S2：在所述沟道层上的一端制备源极，另一端制备漏极；