双跨导半导体开关器件及其制造方法

摘要

本发明公开了一种双跨导半导体开关器件及其制造方法，该器件主要应用在高压浪涌保护模块中，包括：衬底；位于衬底上的应力缓冲层、半绝缘GaN层、n‑GaN沟道层、AlGaN势垒层；以及源极、漏极和栅极。该器件具备三种状态：关态、低跨导态以及开态。在开态与关态之间有一段稳定的低跨导状态，使得该器件在浪涌保护模块进入关态前能够在一个较大的栅控电压波动范围内保持漏端的电流稳定，进而解决高压浪涌引起的高压开关器件提前失效的问题。同时该器件开态时的跨导较大，使得该器件在高压浪涌到来时，能够迅速的从导通状态进入到基本断开的状态，以保护负载不受高压浪涌的损坏。

主权项

一种双跨导半导体开关器件，其特征在于，所述器件包括：衬底；位于所述衬底上的应力缓冲层；位于所述应力缓冲层上的半绝缘GaN层；位于所述半绝缘GaN层上的n‑GaN沟道层，所述n‑GaN沟道层为n型掺杂，且n‑GaN沟道层的厚度为10nm至1000nm，掺杂浓度在10¹⁶cm^‑3和10¹⁹cm^‑3之间；位于所述n‑GaN沟道层上的AlGaN势垒层，所述n‑GaN沟道层和AlGaN势垒层之间产生有二维电子气2DEG沟道；位于所述AlGaN势垒层上源极区域和漏极区域的源极和漏极、以及位于所述源极区域和漏极区域之间栅极区域上的栅极；在所述2DEG沟道完全耗尽，n‑GaN沟道层被部分耗尽后，所述双跨导半导体开关器件仍能保持有电流。