本发明专利技术涉及一种具有分裂耦合栅结构的p‑GaN HEMT器件，属于半导体器件技术领域。该器件包括：衬底；形成于衬底表面的缓冲层；形成于缓冲层表面的沟道层；形成于沟道层表面的势垒层；形成于势垒层表面的源极电极和漏极电极；形成于势垒层表面且位于源极电极和漏极电极之间的第一p‑GaN层；形成于势垒层表面且位于第一p‑GaN层和漏极电极之间的第二p‑GaN层；形成于第一p‑GaN层表面的第一栅极；形成于第二p‑GaN层表面的第二栅极；形成于势垒层且位于源极电极、漏极电极、第一p‑GaN层和第二p‑GaN层之间的钝化层；形成于第一栅极和第二栅极表面的栅极电极。本发明专利技术可降低电荷积累效应，减轻阈值电压的漂移。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体器件，涉及一种具有分裂耦合栅结构的p-gan hemt器件。
技术介绍
1、第三代半导体材料gan具有宽禁带、高电子饱和速度、良好导热性等优点，使得algan/gan高电子迁移率晶体管(hemt)具有高电场强度、高迁移率和良好热稳定性。因此，hemt在高频、大功率等应用场景下有较大优势。algan和gan界面处的压电极化效应以及algan、gan存在的自发极化效应使得algan和gan界面处形成了高浓度的二维电子气(2deg)。由于二维电子气天然存在，使得hemt器件在不加栅压的情况下为导通状态，即耗尽型器件。为了与现有硅基驱动器电路的工作模式相匹配，并减少电力系统中的能量损耗，增强模式(e-mode)技术在市场推广过程中至关重要。目前主流的增强型器件以p-gan hemt为主，栅极采取肖特基接触。肖特基栅结构较复杂，p-gan/algan/gan结构形成p-n异质结，而p-gan/栅极形成肖特基结。因此，肖特基型p-gan栅极hemt中的p-gan层是夹在p-n异质结和肖特基结之间的电浮置层。当器件承受漏极高压偏置应力时，p-gan层中积累的电荷无法释放，形成电荷存储效应，造成阈值电压漂移，严重影响了器件的稳定性。
2、因此，亟需提出一种能够减轻电荷存储效应的p-gan hemt器件，来提升器件在实际使用时的可靠性及稳定性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种具有分裂耦合栅结构的p-gan hemt器件，减轻阈值电压的漂移。</p>2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种具有分裂耦合栅结构的p-gan hemt器件，该器件包括：
4、衬底；
5、形成于所述衬底表面的缓冲层；
6、形成于所述缓冲层表面的沟道层；
7、形成于所述沟道层表面的势垒层；
8、形成于所述势垒层表面的源极电极和漏极电极；
9、形成于所述势垒层表面且位于所述源极电极和漏极电极之间的第一p-gan层；
10、形成于所述势垒层表面且位于所述第一p-gan层和漏极电极之间的第二p-gan层；
11、形成于所述第一p-gan层表面的第一栅极；
12、形成于所述第二p-gan层表面的第二栅极；
13、形成于所述势垒层且位于源极电极、漏极电极、第一p-gan层和第二p-gan层之间的钝化层，具体地，在源极电极和第一p-gan层之间、第一p-gan层和第二p-gan层之间、第二p-gan层和漏极电极之间均形成有钝化层；以及
14、形成于所述第一栅极和第二栅极表面的栅极电极。
15、进一步的，第二p-gan层部分嵌入势垒层中，通过嵌入势垒层中的第二p-gan层，当器件承受漏极高压偏置应力时，第二p-gan层可以阻挡漏极侧的高电压，隔离电势。
16、此外，部分嵌入势垒层中的第二p-gan层与第二栅极和栅极电极构成欧姆栅极，通过欧姆栅极释放器件漏极侧积累的电荷，从而减小器件阈值电压的漂移。
17、进一步的，通过调节第二p-gan层嵌入势垒层的深度来调节对器件阈值电压漂移量的减小程度。
18、进一步的，第一p-gan层与第一栅极和栅极电极构成肖特基栅极。
19、进一步的，第二p-gan层嵌入势垒层的深度为2nm～10nm。
20、进一步的，第一p-gan层和第二p-gan层具有相同宽度，且宽度取值范围为0.3μm～0.5μm。
21、进一步的，第一p-gan层和第二p-gan层之间的间距为0.4μm～0.7μm。
22、本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过对势垒层局部进行刻蚀并生长p-gan层，形成凹槽栅，同时在左侧正常势垒层上生长p-gan层，以形成两个独立的p-gan层，即分裂耦合栅结构。其中靠近源极的p-gan层与栅金属形成肖特基接触，靠近漏极的凹槽p-gan层与栅金属形成欧姆接触，中间使用氮化物填充以隔离两个p-gan层。当器件承受漏极高压偏置应力时，凹槽p-gan层可以阻挡漏极侧的高电压，隔离电势，依赖于凹槽p-gan层与栅金属形成的欧姆接触，其积累的电荷可以通过欧姆栅极释放出去，从而降低电荷积累效应，以此来减轻阈值电压的漂移。
23、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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【技术保护点】
1.一种具有分裂耦合栅结构的p-GaN HEMT器件，其特征在于，该器件包括：
2.根据权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于：所述第二p-GaN层部分嵌入所述势垒层中。
3.根据权利要求2所述的HEMT器件，其特征在于：部分嵌入所述势垒层中的所述第二p-GaN层与第二栅极和栅极电极构成欧姆栅极，通过所述欧姆栅极释放器件漏极侧积累的电荷，从而减小器件阈值电压的漂移。
4.根据权利要求2或3所述的HEMT器件，其特征在于：通过调节第二p-GaN层嵌入势垒层的深度来调节对器件阈值电压漂移量的减小程度。
5.根据权利要求2或3所述的HEMT器件，其特征在于：第二p-GaN层嵌入势垒层的深度为2nm～10nm。
6.根据权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于：所述第一p-GaN层和第二p-GaN层具有相同宽度。
7.根据权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于：所述第一p-GaN层和第二p-GaN层之间的间距为0.4μm～0.7μm。
【技术特征摘要】
1.一种具有分裂耦合栅结构的p-gan hemt器件，其特征在于，该器件包括：
2.根据权利要求1所述的hemt器件，其特征在于：所述第二p-gan层部分嵌入所述势垒层中。
3.根据权利要求2所述的hemt器件，其特征在于：部分嵌入所述势垒层中的所述第二p-gan层与第二栅极和栅极电极构成欧姆栅极，通过所述欧姆栅极释放器件漏极侧积累的电荷，从而减小器件阈值电压的漂移。
4.根据权利要求2或3所述的hemt器件，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：高升，严宏宇，张琳，黄义，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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