[发明专利]一种共栅共源型多通道氮化镓HEMT器件及制造方法

说明书

本发明涉及一种共栅共源型多通道氮化镓HEMT器件结构和制造方法，其中结构包括衬底基板，位于衬底基板一侧的缓冲层，位于所述缓冲层远离所述衬底基板一侧的第一异质结结构及第二异质结结构，所述第一异质结结构包括至少一个AlGaN/GaN异质结，所述第二异质结结构包括多个沿第一方向叠加的AlGaN/GaN异质结，第一电极与所述第一异质结结构一端连接，金属连接部与第一异质结结构另一端连接且与第二异质结结构的一端连接；第二电极与所述第二异质结结构的另一端连接，栅电极位于所述第一异质结结构远离所述衬底基板的一侧。

技术领域

本发明涉及半导体功率器件领域，具体涉及一种共栅共源型多通道氮化镓HEMT器件及制造方法。

背景技术

AlGaN/GaN异质结场效应晶体管(Hetero-junction Field Effect Transisitor，HFET)也称高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transisitor，HEMT)，又称二维电子气场效应管(Two Dimensional Electron Gas Field Effect Transisitor，2-DEGFET)。由于二维电子气(2-DEG)的存在，常规HEMT器件均为耗尽型(常开型)。器件工作时，通过外加偏置电压来调制二维电子气的浓度和迁移率，偏置电压不同，器件有不同的工作状态。栅源极偏压Vgs控制器件的开启和关断，漏源电压Vds形成横向电场，使二维电子气沿沟道输运形成源漏电流Ids。

氮化镓(GaN)半导体器件因其宽频带隙和高击穿场在高压领域的应用得到了广泛的关注，而能够实现3kV以上高耐压的GaN器件都是耗尽型(D-mode)HEMT，具有较高的导通电阻R_ON。且常开耗尽型器件在实际应用中会带来较多问题。由于器件常开，需要给器件施加负电压使得器件保持关断，这导致在器件不使用的期间增加额外的功耗，引起能源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种共栅共源型多通道氮化镓HEMT器件和制造方法，采用了D-mode的多通道GaN/AlGaN异质结结构有效地降低导通电阻R_ON，并通过E-mode栅极控制对其进行控制。

为达上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种共栅共源型多通道氮化镓HEMT器件，包括：衬底基板、缓冲层、第一异质结结构、第二异质结结构、第一电极、金属连接部、第二电极和栅电极。

所述缓冲层位于衬底基板一侧，所述第一异质结结构及第二异质结结构位于所述缓冲层远离所述衬底基板一侧，所述第一异质结结构包括至少一个AlGaN/GaN异质结，所述第二异质结结构包括多个沿第一方向叠加的AlGaN/GaN异质结，其中第一方向为垂直于所述衬底基板方向。

所述第一电极与所述第一异质结结构一端连接；所述金属连接部与所述第一异质结结构另一端连接，且与所述第二异质结结构的一端连接；所述第二电极与所述第二异质结结构的另一端连接；所述栅电极位于所述第一异质结结构远离所述衬底基板的一侧。

由于二维电子气导电沟道较薄，AlGaN/GaN异质结构通常显示出较高的串联电阻。因此采用多通道结构，垂直堆叠了多个AlGaN/GaN异质结，以形成多个平行的二维电子气导电沟道，以减小串联电阻。

进一步的，所述栅电极与所述第一异质结结构之间设有第一P型掺杂GaN层。

进一步的，所述第二异质结结构远离所述衬底基板的一侧设有第二P型掺杂GaN层。

进一步的，所述第一异质结结构在所述衬底基板上的投影与所述第二异质结结构在所述衬底基板上的投影不交叠。