一种蓝宝石衬底的GaN HEMT器件及共源共栅结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115863425A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202310052768.2(22)申请日2023.02.03(71)申请人江苏能华微电子科技发展有限公司地址215600江苏省苏州市张家港市杨舍镇福新路2号B12幢(72)发明人宋亮朱廷刚李亦衡(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师王爱涛(51)Int.Cl.H01L29/778(2006.01)H01L29/10(2006.01)H01L23/367(2006.01)H01L23/373(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种蓝宝石衬底的GaNHEMT器件及共源共栅结构(57)摘要本发明公开一种蓝宝石衬底的GaNHEMT器件及共源共栅结构，涉及GaNHEMT器件技术领域，所述蓝宝石衬底的GaNHEMT器件，包括：由上向下依次设置的蓝宝石衬底、GaNHEMT层和电极层；所述电极层包括源极、栅极和漏极。本发明可以实现GaNHEMT器件的高效散热。CN115863425ACN115863425A权利要求书1/1页1.一种蓝宝石衬底的GaNHEMT器件，其特征在于，包括：由上向下依次设置的蓝宝石衬底、GaNHEMT层和电极层；所述电极层包括源极、栅极和漏极。2.一种蓝宝石衬底的GaNHEMT器件的共源共栅结构，其特征在于，包括：框架散热基板、设置在所述框架散热基板上的AlN陶瓷片以及均设置在所述AlN陶瓷片上的SiMOS和如权利要求1所述的蓝宝石衬底的GaNHEMT器件。3.根据权利要求2所述的蓝宝石衬底的GaNHEMT器件的共源共栅结构，其特征在于，所述AlN陶瓷片的数量为两个，所述SiMOS设置在第一个AlN陶瓷片上，所述蓝宝石衬底的GaNHEMT器件设置在第二个AlN陶瓷片上，所述AlN陶瓷片焊在所述框架散热基板上。4.根据权利要求2所述的蓝宝石衬底的GaNHEMT器件的共源共栅结构，其特征在于，所述蓝宝石衬底的GaNHEMT器件与所述AlN陶瓷片上的金属图形连接，所述金属图形为通过溅射方式进行金属图形化生成的。5.根据权利要求2所述的蓝宝石衬底的GaNHEMT器件的共源共栅结构，其特征在于，所述SiMOS通过银浆、锡膏或导热胶的方式焊在所述AlN陶瓷片上。6.根据权利要求4所述的蓝宝石衬底的GaNHEMT器件的共源共栅结构，其特征在于，所述蓝宝石衬底的GaNHEMT器件的电极层与所述AlN陶瓷片上的金属图形连接。7.根据权利要求6所述的蓝宝石衬底的GaNHEMT器件的共源共栅结构，其特征在于，所述蓝宝石衬底的GaNHEMT器件的电极层通过植球的方式与所述AlN陶瓷片上的金属图形连接。2CN115863425A说明书1/4页一种蓝宝石衬底的GaNHEMT器件及共源共栅结构技术领域[0001]本发明涉及GaNHEMT器件技术领域，特别是涉及一种蓝宝石衬底的GaNHEMT器件及共源共栅结构。背景技术[0002]在GaNHEMT功率开关器件的衬底选择上，目前主要有四种方案包括：1.蓝宝石衬底、2.硅衬底、3.碳化硅（SiC）衬底和4.GaN自支撑衬底，其中，SiC衬底与GaN衬底外延GaN结构位错少、外延质量高，同时衬底散热性能性能强，但是高昂的成本制约其工业生产及应用。目前产业界主要使用蓝宝石衬底和硅衬底，Si作为GaN材料的衬底具有成本低、导热性能较为良好、工艺成熟等优势，同时又可以与Si基器件生产线共用，在工业界具有非常大的潜力，但是Si材料与GaN材料之间晶格失配等问题会造成外延过程中具有非常大的应力，同时位错密度相对较高，因此在900V以下的GaN功率器件占据主导地位。蓝宝石衬底上外延GaN材料具有较高的结晶质量，同时蓝宝石衬底成本较低，适合大规模工业化生产，同时蓝宝石是绝缘体，不同于硅衬底，蓝宝石衬底上GaN功率器件可以做更高压器件，因此蓝宝石衬底在900V以上的GaN功率器件有得天独厚的优势，但是蓝宝石衬底导热性差，不能充分发挥GaN导热性的优势。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种蓝宝石衬底的GaNHEMT器件及共源共栅结构，可实现GaNHEMT器件的高效散热。[0004]为实现上述目的，本发明提供了如下方案：[0005]一种蓝宝石衬底的GaNHEMT器件，包括：[0006]由上向下依次设置的蓝宝石衬底、GaNHEMT层和电极层；所述电极层包括源极、栅极和漏极。[0007]一种蓝宝石衬底的GaNHEMT器件的共源共栅结构，包括：框架散热基板、设置在所述框架散热基板上的AlN陶瓷片以及均设置在所述AlN陶瓷片上的SiMOS和上述所述的蓝宝石衬底的GaNHEMT器件。[0008]可选的，所述AlN陶瓷片的数量为两个，所述SiMOS