一种基于复合漏极的GaN双向阻断垂直功率器件

技术特征：
1.一种基于复合漏极的gan双向阻断垂直功率器件，其特征在于，包括肖特基漏极(1)、多个欧姆漏极(2)、衬底(3)、漂移层(4)、沟道层(5)、导电层(6)、栅极介质(7)、源极(8)和栅极(9)，其中，所述肖特基漏极(1)、所述衬底(3)、所述漂移层(4)、所述沟道层(5)、所述导电层(6)和所述栅极介质(7)自下而上依次设置，所述多个欧姆漏极(2)均匀镶嵌在所述肖特基漏极(1)内部，且所述多个欧姆漏极(2)和所述肖特基漏极(1)的上表面均与所述衬底(3)的下表面接触；所述肖特基漏极(1)与所述衬底(3)采用肖特基接触，所述多个欧姆漏极(2)与所述衬底(3)均采用欧姆接触；所述源极(8)设置在所述栅极介质(7)的两侧，所述源极(8)的下表面向下延伸至所述沟道层(5)；所述栅极(9)设置在所述栅极介质(7)的中部，所述栅极(9)向下延伸至所述漂移层(4)且通过所述栅极介质(7)与所述漂移层(4)、所述沟道层(5)和所述导电层(6)间隔开。2.根据权利要求1所述的基于复合漏极的gan双向阻断垂直功率器件，其特征在于，所述欧姆漏极(2)的厚度小于所述肖特基漏极(1)的厚度。3.根据权利要求1所述的基于复合漏极的gan双向阻断垂直功率器件，其特征在于，所述欧姆漏极(2)呈长条形结构，多个所述欧姆漏极(2)平行设置在所述肖特基漏极(1)内部且从所述肖特基漏极(1)的一侧延伸至相对的另一侧。4.根据权利要求1所述的基于复合漏极的gan双向阻断垂直功率器件，其特征在于，所述源极(8)与所述沟道层(5)形成欧姆接触，所述栅极(9)与所述栅极介质(7)形成肖特基接触。5.根据权利要求1所述的基于复合漏极的gan双向阻断垂直功率器件，其特征在于，还包括电流阻挡层(10)，所述电流阻挡层(10)设置在所述漂移层(4)上表面左右两侧，且所述电流阻挡层(10)的上表面与所述导电层(6)的下表面接触。6.根据权利要求1所述的基于复合漏极的gan双向阻断垂直功率器件，其特征在于，所述漂移层(4)为n-gan漂移层，掺杂浓度为1
×
10
15
～5
×
10
18
cm-3
；所述沟道层(5)为p

gan沟道层，掺杂浓度为1
×
10
17
cm-3
～5
×
10
20
cm-3
；所述导电层(6)为n

gan导电层，掺杂浓度为1
×
10
18
cm-3
～1
×
10
20
cm-3
。7.根据权利要求1所述的基于复合漏极的gan双向阻断垂直功率器件，其特征在于，所述栅极介质(7)的中部形成延伸至所述沟道层(5)上表面的t形凹槽，所述t形凹槽内设置有一层0.002～0.2μm的栅极介质，在所述t形凹槽的栅极介质上形成t形的栅极(9)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的基于复合漏极的gan双向阻断垂直功率器件，其特征在于，所述漂移层(4)的厚度为0.02～30μm，所述沟道层(5)的厚度为10～1000nm，所述导电层(6)的厚度为10～1000nm。

技术总结
本发明公开了一种基于复合漏极的GaN双向阻断垂直功率器件，包括肖特基漏极、多个欧姆漏极、衬底、漂移层、沟道层、导电层、栅极介质、源极和栅极，其中，肖特基漏极、衬底、漂移层、沟道层、导电层和栅极介质自下而上依次设置，多个欧姆漏极均匀镶嵌在肖特基漏极内部，且多个欧姆漏极和肖特基漏极的上表面均与衬底的下表面接触；肖特基漏极与衬底采用肖特基接触，多个欧姆漏极与衬底均采用欧姆接触；源极设置在栅极介质的两侧，源极的下表面向下延伸至沟道层；栅极设置在栅极介质的中部，栅极向下延伸至漂移层且通过栅极介质与漂移层、沟道层和导电层间隔开。本发明可以有效减小开启电压，保持肖特基接触的整流特性，且仍具有双向阻断能力。能力。能力。


技术研发人员：赵胜雷 艾月 张进成 刘爽 宋秀峰 黄永 陈兴 郝跃
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2022.08.29
技术公布日：2022/12/5