一種帶場板的高功率高耐壓半導(dǎo)體器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶場板的高功率高耐壓半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0002]功率半導(dǎo)體器件在電力電子領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，可以提高設(shè)備效率，更加節(jié)能，還可以提高集成度，減小設(shè)備體積。常用的功率半導(dǎo)體如GaAs (砷化鎵)、GaN (氮化鎵)、SiC (碳化硅)、M0SFET (金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)等材料，耐壓性各有不同。
[0003]在高功率器件的應(yīng)用中，為了提高輸出功率，常采用多指柵極源極漏極的器件結(jié)構(gòu)。
[0004]具體對功率半導(dǎo)體器件工作原理分析，柵極和漏極之間電壓差較大，器件在高電壓下?lián)舸┑奈恢猛ǔＴ跂艠O根部、靠近漏極的位置半導(dǎo)體層擊穿，擊穿的原理如圖1所示，圖1具體以GaN -HEMT器件為例。由圖可以看出，在柵極根部，柵極與漏極之間電場強(qiáng)度集中在圖中圓圈I的位置，在電壓強(qiáng)度達(dá)到一定電壓強(qiáng)度后，半導(dǎo)體層會(huì)被擊穿，通常擊穿電壓在100V以下，而半導(dǎo)體層的材料，以GaN為例，耐壓的理論值為3.3X106V/cm,以柵極、漏極間距1um來計(jì)算，器件耐壓理論值也在3300V，遠(yuǎn)高于實(shí)際擊穿電壓100V，因此，靠近漏極位置擊穿耐壓程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以承受如此高的電壓強(qiáng)度。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在半導(dǎo)體器件在高電壓下容易被擊穿的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型通過提供一種帶場板及空氣橋的高功率高耐壓半導(dǎo)體器件，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在半導(dǎo)體器件在高電壓下容易被擊穿的技術(shù)問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了能夠有效的提高器件輸入輸出功率，大大提高器件的耐壓值。
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案具體為:
[0008]—種帶場板的高功率高耐壓半導(dǎo)體器件，包括襯底，在襯底上依次形成的成核層、緩沖層、勢皇層、介質(zhì)層，還包括排布于介質(zhì)層的多指柵極、源極、漏極，還包括跨漏極兩端形成有第一場板和/或跨源極和柵極的兩端形成有第二場板，所述第一場板和所述第二場板采用導(dǎo)電氧化物材料或?qū)щ娊饘俨牧稀?br>[0009]進(jìn)一步地，還包括空氣橋，所述空氣橋包括連接源極的第一空氣橋和/或連接漏極的第二空氣橋。
[0010]進(jìn)一步地，所述第一場板和所述第二場板的位置均可位于所述空氣橋與勢皇層之間，或與所述空氣橋的高度相同的位置。
[0011]進(jìn)一步地，在有第一場板和第二場板的情形下，所述第一場板與所述第二場板連接至外部電壓引出端。
[0012]進(jìn)一步地，所述第一場板和所述第二場板均包括水平場板和水平場板兩端柱狀場板，所述柱狀場板插入柵極和漏極之間。
[0013]進(jìn)一步地，所述水平場板兩端的柱狀場板可為多個(gè)柱狀場板。
[0014]進(jìn)一步地，在所述第一場板外和/或在所述第二場板外套設(shè)有第三場板。
[0015]進(jìn)一步地，所述柱狀場板設(shè)置在距離柵極0~50um的位置、距離漏極0~50um的位置處。
[0016]本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)占.V.
[0017]由于在帶場板的高功率高耐壓半導(dǎo)體器件中采用跨漏極兩端的第一場板和/或跨源極和柵極兩端的第二場板，該第一場板和第二場板都采用導(dǎo)電材料或?qū)щ娧趸锊牧希瑥亩淖儢艠O根部的電場分布，電場強(qiáng)度不再集中在柵極根部，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在半導(dǎo)體器件在高電壓下容易被擊穿的技術(shù)問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了能夠有效提高器件輸入輸出效率，大大提高器件的耐壓值。
【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中以GaN HEMT器件為例的擊穿原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中帶場板的高功率高耐壓半導(dǎo)體器件的下層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3a，圖3b，圖3c為帶場板的高功率高耐壓半導(dǎo)體的三種不同場板設(shè)置結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0021]圖4a，圖4b，圖4c，圖4d為第一場板的不同結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型通過提供一種帶場板的高功率高耐壓半導(dǎo)體器件，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在半導(dǎo)體在高壓下容易被擊穿的技術(shù)問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了能夠有效的提高器件輸入輸出功率，大大提高器件的耐壓值。
[0023]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在半導(dǎo)體在高壓下容易被擊穿的技術(shù)問題，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0024]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種帶場板的高功率高耐壓半導(dǎo)體器件，如圖2所示，包括襯底101，在襯底101上依次形成的成核層102、緩沖層103、勢皇層104、介質(zhì)層105，排布在介質(zhì)層105上的多指柵極、源極、漏極，這樣，柵極、源極、漏極之間被介質(zhì)層105隔開，這里的介質(zhì)層材料可以采用Si02、SiNx，當(dāng)然，還可以有其他材料，在本實(shí)用新型實(shí)施例中就不再一一列舉了。
[0025]為了解決現(xiàn)有半導(dǎo)體器件中柵極和漏極之間存在電壓差較大，器件在高電壓下?lián)舸┑奈恢猛ǔＴ跂艠O根部、靠近漏極的位置半導(dǎo)體容易擊穿，因此，可以采用以下三種方案，第一種方案，如圖3a所示，跨漏極兩端形成由第一場板，這樣，在通電壓時(shí)，改變柵極根部的電場分布，由之前集中在I區(qū)域的陡峭電場分布變得平緩，如虛線所示，電場強(qiáng)度不再集中在柵極根部，耐壓值也會(huì)大幅度提升。
[0026]第二種方案，如圖3b所示，在跨源極和柵極的兩端形成有第二場板，同理，在通電壓時(shí)，改變柵極根部的電場分布，由之前集中在I區(qū)域的陡峭電場分布變得平緩，如虛線所示，電場強(qiáng)度不再集中在柵極根部，而是擴(kuò)散開來，耐壓值也大幅度提升。
[0027]第三種方案，如圖3c所示，將上述兩種方案結(jié)合，在跨漏極兩端形成第一場板，在跨柵極兩端