[发明专利]场效应晶体管

说明书

本申请公开了一种场效应晶体管，该场效应晶体管包括衬底、成核层、缓冲层、势垒层、源极、漏极、栅极结构和介质层。其中，所述成核层、所述缓冲层和所述势垒层从下至上依次层叠设置于衬底上，所述源极、所述漏极、所述栅极结构和所述介质层均设置于所述势垒层上，所述栅极结构位于所述源极和所述漏极之间，所述介质层位于所述源极和所述栅极结构之间以及所述栅极结构和所述漏极之间，所述介质层包括第一子介质层和第二子介质层，所述第二子介质层覆盖于所述第一子介质层上。本方案可以提高栅极的击穿电压。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种场效应晶体管。

背景技术

随着半导体功率开关器件领域的不断发展，第三代宽禁带半导体以其电子迁移率高、禁带宽度大、临界击穿场强高、电子饱和漂移速度高等卓越的材料优势在功率开关领域中备受关注。以GaN材料为代表的第三代宽禁带半导体通过调制掺杂形成AlGaN/GaN等异质结结构保留了材料的优良特性，以此制作的高电子迁移率晶体管在功率开关领域中得到广泛应用。

为了便于驱动电路设计和防止误开启，氮化镓场效应晶体管(GaN-FET)需要采用增强型工作模式。目前主流的GaN-FET增强型的方案主要包括槽栅结构、F离子注入、超薄势垒层、三维结构和P型栅结构，其中P型栅结构是目前最大规模商业化的器件结构之一。

然而，对于目前的P型栅GaN-FET而言，栅极正向耐压时，整个栅极与p-GaN界面处的电场分布不均匀，导致栅极局部电场强度过高，从而导致栅极过早击穿，进而限制了栅极的击穿电压和栅极工作电压范围。

发明内容

本申请提供一种场效应晶体管，可以提高栅极的击穿电压。

本申请提供一种场效应晶体管，包括：

衬底，所述衬底上从下至上依次层叠设置有成核层、缓冲层和势垒层；

源极，所述源极设置于所述势垒层上；

漏极，所述漏极设置于所述势垒层上；

栅极结构，所述栅极结构设置于所述势垒层上；

介质层，所述介质层设置于所述势垒层上，且位于所述源极和所述栅极结构之间以及所述栅极结构和所述漏极之间，所述介质层包括第一子介质层和第二子介质层，所述第二子介质层覆盖于所述第一子介质层上。

在一些实施例中，所述第一子介质层包括第一介质分层和第二介质分层，所述第一介质分层和所述第二介质分层分别设置于所述栅极结构的两侧；

所述第二子介质层包括第三介质分层和第四介质分层，所述第三介质分层和所述第四介质分层分别设置于所述栅极结构的两侧。

在一些实施例中，所述第一子介质层的介电常数小于所述第二子介质层的介电常数。

在一些实施例中，所述第一介质分层的介电常数小于所述第二介质分层的介电常数，所述第三介质分层的介电常数小于所述第四介质分层的介电常数。

在一些实施例中，所述栅极结构包括第一导电类型高阻层和栅极，所述高阻层位于所述栅极和所述势垒层之间，所述高阻层中具有第二导电类型掺杂区。

在一些实施例中，所述第二导电类型掺杂区包括至少一个第一子掺杂区和至少一个第二子掺杂区，所述第一子掺杂区位于所述高阻层靠近所述源极的一侧，所述第二子掺杂区位于所述高阻层靠近所述漏极的一侧。

在一些实施例中，所述第一子掺杂区一侧与所述高阻层靠近所述源极一侧的边缘平齐，所述第二子掺杂区的一侧与所述高阻层靠近所述漏极一侧的边缘平齐。

在一些实施例中，所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型，或，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。