一种氮化镓器件结构制造技术

技术编号：40158990 阅读：11 留言：0更新日期：2024-01-26 23:33

本发明专利技术提供一种氮化镓器件结构，包括氮化镓基片、源极区、栅极区以及漏极区，其中栅极区包含与所述氮化镓基片的一部分接触的栅极金属，该栅极金属通过电流传输结构与第一栅极金属电连接，该第一栅极金属与栅极金属在垂直方向上不重叠，所述第一栅极金属的方块电阻值R1低于所述栅极金属的方块电阻值R2。本发明专利技术在栅极金属与第一栅极金属之间通过电流传输结构进行电连接，电流可以通过电流传输结构均匀的导入到栅极金属的长度方向上多个位置，由于第一栅极金属电阻值较小的缘故，栅极金属的长度方向上多个位置的电位比较均匀，电位下降比较平均，从而提高整个栅极金属上的电位均匀性。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件，具体涉及gan高电子迁移率晶体管（highelectron mobility transistor；hemt）的半导体器件，具体是适用于高频信号，用于改善器件的开关速度及信号损失。

技术介绍

1、随着微电子技术的不断发展，以氮化镓为代表的第三代宽禁带半导体材料具有更大的禁带宽度、更高的临界击穿电场和较高的电子饱和漂移速度等优点，因而成为微波/毫米波系统领域应用的理想材料。同时，由于氮化镓材料的临界电场强度是硅材料的11倍，氮化镓异质结结构的二维电子气的迁移率也比硅材料的迁移率高两倍左右，而氮化镓材料的baliga优值要比硅材料高1400倍左右，因此氮化镓在电力电子器件领域也有非常大的潜力。

2、目前，氮化镓功率器件逐渐应用于高频大功率的电子系统中。更高的系统频率可以使逆变器线圈、电容小型化，从而可以显著降低系统整体的体积与成本，氮化镓高频特性带来优势的同时，也对器件的开关特性提出了更高的挑战。如图1和2所示，现有gan晶体管结构中栅极电流是由栅极金属的前端41a流入，然后流过栅极金属41到达栅极金属的后端41b，由于栅极金属存在电阻，从栅极金属的前端41a到后端41b的电位会逐渐下降，导致栅极电极的电位均匀性不高，因此整个栅极电极下方的沟道开启时间会不同，越靠近栅极电极前端下方的沟道先开启，这样导致整个器件的开关速度会变慢。若在低频信号（输入信号）的时候是影响不大，若处于高频信号时，由于器件开启的延迟跟不上信号变化的速度，就会导致信号损失。

技术实现思路</p>

1、本专利技术提供一种提高栅极金属电位均匀性的氮化镓器件结构，从而改善器件的开关速度及信号损失。

2、为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：

3、一种氮化镓器件结构，包括：

4、氮化镓基片；

5、源极区，其形成于所述氮化镓基片中且包含与所述氮化镓基片的一部分接触的源极欧姆金属，该源极欧姆金属上形成有至少一层源极互连金属层；

6、漏极区，其形成于所述氮化镓基片中且包含与所述氮化镓基片的一部分接触的漏极欧姆金属，该漏极欧姆金属上形成有至少一层漏极互连金属层;其中源极互连金属层与漏极互连金属层的层数相同；以及

7、栅极区，其形成于所述氮化镓基片中用于分离所述源极区与漏极区，且包含与所述氮化镓基片的一部分接触的栅极金属，该栅极金属通过电流传输结构与第一栅极金属电连接，该第一栅极金属与栅极金属在垂直方向上不重叠，所述第一栅极金属的方块电阻值r1低于所述栅极金属的方块电阻值r2。

8、优选的，所述电流传输结构的一端与栅极金属电连接，电流传输结构的另一端与所述第一栅极金属之间通过垂直互连结构电连接。

9、优选的，所述电流传输结构的一端与栅极金属的栅极场板电连接，电流传输结构的另一端与第一栅极金属之间通过垂直互连结构电连接。

10、进一步地，所述电流传输结构包括多个平行布置的电流传输带，该多个电流传输带沿栅极金属(41)长度方向依次均匀布置。

11、进一步地，所述第一栅极金属的方块电阻值r1、栅极金属的方块电阻值r2，存在如下关系式：

12、。

13、由以上技术方案可知，本专利技术在栅极金属与第一栅极金属之间通过电流传输结构进行电连接，电流可以通过电流传输结构均匀的导入到栅极金属的长度方向上多个位置，由于第一栅极金属电阻值较小的缘故，栅极金属的长度方向上多个位置的电位比较均匀，电位下降比较平均，从而提高整个栅极金属上的电位均匀性。

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【技术保护点】

1.一种氮化镓器件结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氮化镓器件结构，其特征在于，所述电流传输结构(42)的一端与栅极金属(41)电连接，电流传输结构(42)的另一端与所述第一栅极金属(43)之间通过垂直互连结构(44)电连接。

3.根据权利要求1所述的氮化镓器件结构，其特征在于，所述电流传输结构(42)的一端与栅极金属(41)的栅极场板电连接，电流传输结构(42)的另一端与第一栅极金属(43)之间通过垂直互连结构(44)电连接。

4.根据权利要求2或3所述的氮化镓器件结构，其特征在于，所述垂直互连结构(44)为柱状结构。

5.根据权利要求1所述的氮化镓器件结构，其特征在于，所述电流传输结构(42)包括多个平行布置的电流传输带，该多个电流传输带沿栅极金属(41)长度方向依次均匀布置。

6.根据权利要求1所述的氮化镓器件结构，其特征在于，所述第一栅极金属(43)的方块电阻值R1、栅极金属(41)的方块电阻值R2，存在如下关系式：

7.根据权利要求1-3、5或6任一项所述的氮化镓器件结构，其特征在于

8.根据权利要求1所述的氮化镓器件结构，其特征在于，所述源极互连金属层为单层，其包括形成在源极欧姆金属上的第一源极金属(22)，所述漏极互连金属层为单层，其包括形成在漏极欧姆金属上的第一漏极金属(32)。

9.根据权利要求8所述的氮化镓器件结构，其特征在于，所述第一源极金属(22)上还叠置形成有第二源极金属(23)，所述第一漏极金属(32)上还叠置形成有第二漏极金属(33)。

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【技术特征摘要】

1.一种氮化镓器件结构，其特征在于，包括：

4.根据权利要求2或3所述的氮化镓器件结构，其特征在于，所述垂直互连结构(44)为柱状结构。

5.根据权利要求1所述的氮化镓器件结构，其特征在于，所述电流传输结构(42)包括多个平行布置的电流传输带，该多个电流传输带沿栅极金属(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘俊，肖海林，张胜源，张灯奎，
申请(专利权)人：合肥艾创微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：

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