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一种氮化镓沟槽型MOSFET器件及其制备方法

2025-04-24 14:00:01 495次浏览

技术特征:

1.一种氮化镓沟槽型mosfet器件,是在垂直型氮化镓mosfet器件或准垂直型氮化镓mosfet器件的n-gan漂移层与p-gan层之间设置有极化层,极化层的材料为algan、aln、ingan、inaln或alingan;在完成栅极、源极区域刻蚀后继续生长一层再生长氮化镓层。

2.如权利要求1所述的氮化镓沟槽型mosfet器件,其特征在于,所述垂直型氮化镓mosfet器件的外延结构由下至上依次包括衬底、n-gan漂移层、极化层、p-gan层和n+-gan层;所述衬底下方设置有漏极金属层;

3.如权利要求1所述的氮化镓沟槽型mosfet器件,其特征在于,所述p-gan层上设置有沟槽,在沟槽的底面设置有体电极。

4.如权利要求1所述的氮化镓沟槽型mosfet器件,其特征在于,所述n-gan漂移层的厚度为5~15μm;优选为13.97μm;所述极化层的厚度为5~100nm;优选为30nm。

5.如权利要求1所述的氮化镓沟槽型mosfet器件,其特征在于,所述p-gan层的厚度为0.5~1μm;优选为0.7μm;所述n+-gan层的厚度为0.1~0.3μm;优选为0.2μm。

6.如权利要求1所述的氮化镓沟槽型mosfet器件,其特征在于,所述再生长氮化镓层的厚度为5~50nm;优选为15nm。

7.如权利要求2所述的氮化镓沟槽型mosfet器件,其特征在于,栅极金属层下方的sio2层的厚度为50~100nm;优选为80nm;源极金属层下方的sio2层的厚度为50nm~3μm;优选为2μm。

8.权利要求1~7任一项所述氮化镓沟槽型mosfet器件的制备方法,其特征在于,包括步骤如下:

9.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤(b)中,所述源极区域的深度为2~8μm,宽度为2~10μm;所述栅极区域的深度为2~8μm,宽度为2~10μm。

10.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤(f)中,所述沟槽的深度为290~300nm,宽度为0.8~1.2μm。


技术总结
本发明涉及一种氮化镓沟槽型MOSFET器件及其制备方法。所述氮化镓沟槽型MOSFET器件是在垂直型氮化镓MOSFET器件或准垂直型氮化镓MOSFET器件的n‑GaN漂移层与p‑GaN层之间设置有极化层,极化层的材料可选择AlGaN、AlN、InGaN、InAlN或AlInGaN;在完成栅极、源极区域刻蚀后继续生长一层再生长氮化镓层。本发明在n‑GaN漂移层与p‑GaN层之间引入了极化层,避免电流在反型层下方聚集,有效利用漂移区,降低导通损耗;其产生的势垒可抑制反向续流时体二极管的开启,可减小反向恢复时间及反向恢复峰值电流,降低了开关损耗。并且引入了再生长氮化镓层,避免极化产生的势垒将整个电流通道封闭,使得电流可凭借二维电子气延展的同时避免其被势垒阻挡。

技术研发人员:刘超,李润泽
受保护的技术使用者:山东大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/18
文档序号 : 【 40052275 】

技术研发人员:刘超,李润泽
技术所有人:山东大学

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刘超李润泽山东大学
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