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专利号: 2020202189964
申请人: 常熟理工学院
专利类型:实用新型
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有高可靠性的氮化镓功率器件,包括由下至上依次叠置的衬底、成核层、缓冲层、第一插入层、第一GaN层、第二插入层、第二GaN层和AlGaN势垒层,所述AlGaN势垒层的两端分别为源极金属和漏极金属,其特征在于:所述源极金属和漏极金属之间的所述AlGaN势垒层上由下之上依次设有栅极插入层、p型GaN栅极和栅极金属,所述源极金属和所述栅极金属之间的所述p型GaN栅极及所述AlGaN势垒层表面设有钝化层,所述漏极金属和所述栅极金属之间的所述p型GaN栅极及所述AlGaN势垒层表面设有钝化层,位于所述漏极金属和所述栅极金属之间的所述AlGaN势垒层表面的所述钝化层呈间隔排列的条状,所述间隔排列的条状的钝化层由所述栅极金属向所述漏极金属排列,栅极场板覆盖若干所述条状的钝化层并与所述栅极金属电连接,漏极场板覆盖若干所述条状的钝化层并与所述漏极金属电连接,所述源极金属和所述栅极金属之间的钝化层表面、所述栅极场板和所述漏极场板的表面以及所述栅极场板和所述漏极场板之间设有保护层;

所述第一插入层由多周期的超晶格结构材料构成;

所述第二插入层由单层或者多周期的超晶格结构材料构成;

所述栅极插入层由单层或者多周期的超晶格结构材料构成。

2.根据权利要求1所述的具有高可靠性的氮化镓功率器件,其特征在于,由所述栅极场板覆盖的所述间隔排列的条状的钝化层的间隔距离由所述栅极金属向所述漏极金属依次减小,由所述漏极场板覆盖的所述间隔排列的条状的钝化层的间隔距离由所述漏极金属向所述栅极金属依次减小。

3.根据权利要求1所述的具有高可靠性的氮化镓功率器件,其特征在于,所述第二插入层为单层的AlN、AlGaN、AlInN、AlInGaN中的任意一种,所述第二插入层厚度为10nm~

100nm。

4.根据权利要求1所述的具有高可靠性的氮化镓功率器件,其特征在于,所述栅极插入层为单层的GaN、AlGaN、AlInN、AlInGaN中的任意一种,所述栅极插入层厚度为5nm~50nm。

5.根据权利要求1所述的具有高可靠性的氮化镓功率器件,其特征在于,所述栅极场板和所述漏极场板采用功函数在4eV~6eV范围内的任意一种金属。

6.根据权利要求1所述的具有高可靠性的氮化镓功率器件,其特征在于,所述的钝化层为SiO2、Si3N4、SiC中的任意一种,厚度为20nm~200nm。

7.根据权利要求1所述的具有高可靠性的氮化镓功率器件,其特征在于,所述p型GaN栅极厚度为30nm~100nm。

8.根据权利要求1所述的具有高可靠性的氮化镓功率器件,其特征在于,所述衬底为蓝宝石、硅、碳化硅、氮化镓、氧化镓、氧化锌、金刚石中的任意一种;所述成核层为GaN、AlN、InN中的任意一种,所述成核层厚度为5nm~20nm;所述缓冲层为GaN、AlGaN、AlInN、AlInGaN中的任意一种,所述缓冲层厚度为1000nm~3000nm;所述第一GaN层厚度为1000nm~

3000nm;所述第二GaN层厚度为1000nm~3000nm;所述AlGaN势垒层厚度为5nm~50nm;所述保护层为SiO2、Si3N4、SiC中的任意一种,所述保护层厚度为200nm~2000nm;所述栅极金属、所述源极金属、所述漏极金属为钛、铝、金、镍、银中的任意一种。