一种p-GaN氮化镓基晶体管结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115172444A(43)申请公布日2022.10.11(21)申请号202210994568.4H01L29/778(2006.01)(22)申请日2022.08.18(71)申请人晶通半导体（深圳）有限公司地址518000广东省深圳市福田区梅林街道梅都社区中康路136号深圳新一代产业园1栋320-323(72)发明人刘丹(74)专利代理机构深圳市中融创智专利代理事务所(普通合伙)44589专利代理师李朦叶垚平(51)Int.Cl.H01L29/06(2006.01)H01L29/423(2006.01)H01L29/20(2006.01)H01L29/40(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p-GaN氮化镓基晶体管结构(57)摘要本发明公开了一种p‑GaN氮化镓基晶体管结构，包括：衬底、缓冲层、GaN层及AlGaN层，在所述AlGaN层上还设有源极、漏极和p‑GaN帽层；所述p‑GaN帽层上设有栅极，所述p‑GaN帽层和所述栅极之间至少设有一层绝缘层。通过在p‑GaN帽层与栅极之间增加了一层绝缘层，使得本发明提供的氮化镓基晶体管具有更高的导通电压与击穿电压，让该晶体管在工作时栅极和源极之间的工作电压即使发生波动也无法达到上述的导通电压与击穿电压，可以避免栅极和源极之间的击穿问题，提高晶体管工作时的稳定性，特别是氮化镓基晶体管中，可以避免由于击穿导致的不可逆的永久损坏。CN115172444ACN115172444A权利要求书1/1页1.一种p‑GaN氮化镓基晶体管结构，其特征在于:自下而上依次包括：衬底、缓冲层、GaN层及AlGaN层，在所述AlGaN层上还设有源极、漏极和p‑GaN帽层；所述p‑GaN帽层上设有栅极，所述p‑GaN帽层和所述栅极之间至少设有一层绝缘层。2.根据权利要求1所述的一种p‑GaN氮化镓基晶体管结构，其特征在于：所述绝缘层设有至少一层，所有所述绝缘层位于所述p‑GaN帽层和所述栅极之间。3.根据权利要求1所述的一种p‑GaN氮化镓基晶体管结构，其特征在于：所述绝缘层与所述p‑GaN帽层之间还设置有n‑GaN层，所述栅极、绝缘层、n‑GaN层及所述p‑GaN帽层依次叠层设置。4.根据权利要求1所述的一种p‑GaN氮化镓基晶体管结构，其特征在于：所述绝缘层与所述p‑GaN帽层之间还设置有无掺杂GaN层，所述栅极、绝缘层、无掺杂GaN层及所述p‑GaN帽层依次叠层设置。5.根据权利要求1所述的一种p‑GaN氮化镓基晶体管结构，其特征在于：所述绝缘层包覆所述p‑GaN帽层的外周侧。6.根据权利要求1所述的一种p‑GaN氮化镓基晶体管结构，其特征在于：所述绝缘层包覆所述p‑GaN帽层、源极和漏极的外周侧，且所述源极和所述漏极区域开设有接触孔。2CN115172444A说明书1/4页一种p‑GaN氮化镓基晶体管结构技术领域[0001]本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种p‑GaN氮化镓基晶体管结构。背景技术[0002]高电子迁移率晶体管(Highelectronmobilitytransistor,HEMT)，也称调制掺杂场效应管(modulation‑dopedFET,MODFET)是场效应晶体管的一种，它使用两种具有不同能隙的材料形成异质结，形成二维电子气沟道(2DEG)，而不像金属氧化物半导体场效应管那样，直接使用离子掺杂形成导电沟道。而近年来发展的氮化镓高电子迁移率晶体管(GaNHEMTs)则凭借其良好的高频特性吸引了大量关注。[0003]如图1所示，图1为现有的氮化镓高电子迁移率晶体管器件结构，其通常作为常关型开关，也即采用p‑GaN帽层来耗尽正下方沟道的二维电子气，当晶体管在工作时，栅极和源极之间的电压通常在工作电压范围内跳动，例如，栅极和源极之间的工作电压在1V‑5V之间，6V为晶体管的导通电压，10V则为击穿电压，工作时需要保持栅极和源极之间的电压低于导通电压，同时也要防止大于击穿电压导致晶体管的击穿造成的永久损坏，但是，面对栅极和源极之间的电压不稳定性，例如会有电压的波动，现有的氮化镓高电子迁移率晶体管对应的导通电压与击穿电压较低，在电压波动的情况下容易导致栅极和源极无法导通或击穿的问题。发明内容[0004]本发明提供了一种p‑GaN氮化镓基晶体管结构，旨在解决现有的氮化镓晶体管中导通电压与击穿电压较低容易导致器件导通或击穿的问题。[0005]根据本申请实施例，提供了一种p‑GaN氮化镓基晶体管结构，自下而上依次包括：[0006]衬底、缓冲层、GaN层及AlGaN层，在所述AlGaN层上还设有源极、漏极和p‑GaN帽层；[0007]所述p‑GaN帽层上设有栅极，所述p‑GaN帽层和所述栅极之间至