CN112259606A - 氮化镓半导体器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氮化镓半导体器件，氮化镓半导体器件包括源极焊盘、栅极焊盘、漏极焊盘、栅极总线、多个栅极指状部、多个源极触件和多个漏极触件；栅极指状部、源极触件和漏极触件均沿着第一方向延伸并沿着第二方向布置，第二方向垂直于第一方向，每个栅极指状部位于相邻的源极触件和漏极触件之间；源极焊盘和漏极焊盘沿着第一方向布置，源极触件和漏极触件均位于源极焊盘和漏极焊盘之间；栅极总线沿着第二方向延伸，多个栅极指状部通过栅极总线与栅极焊盘连接，多个源极触件均与源极焊盘连接，多个漏极触件均与漏极焊盘连接；位于第二方向中部的栅极指状部的长度小于位于第二方向两端的栅极指状部的长度。该氮化镓半导体器件内部温度分布均匀。

Description

氮化镓半导体器件
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体地说，是涉及一种氮化镓半导体器件。
背景技术
氮化镓半导体器件在功率放大领域具有非常广泛的应用前景，如图1所示，现有的氮化镓半导体器件的栅极指状部长度相等，功率密度高，结温高且不均衡，多个栅极指状部之间互相加热，使得氮化镓半导体器件中心温度高，四周温度低，中心的高温区限制了功率的输出，导致了氮化镓半导体器件性能下降、寿命缩短。
发明内容
本发明的目的是提供一种器件内部温度分布均匀的氮化镓半导体器件。
为实现上述第一目的，本发明提供一种氮化镓半导体器件，包括源极焊盘、栅极焊盘、漏极焊盘、栅极总线、多个栅极指状部、多个源极触件和多个漏极触件；栅极指状部、源极触件和漏极触件均沿着第一方向延伸并沿着第二方向布置，第二方向垂直于第一方向，每个栅极指状部位于相邻的源极触件和漏极触件之间；源极焊盘和漏极焊盘沿着第一方向布置，源极触件和漏极触件均位于源极焊盘和漏极焊盘之间；栅极总线沿着第二方向延伸，多个栅极指状部通过栅极总线与栅极焊盘连接，多个源极触件均与源极焊盘连接，多个漏极触件均与漏极焊盘连接；位于第二方向中部的栅极指状部的长度小于位于第二方向两端的栅极指状部的长度。
由上述方案可见，通过将栅极指状部改为非等长，且两侧长中间短的结构，从而缩短中心热源，加长两侧热源，充分利用氮化镓半导体器件有源区边缘的热扩散面积，平衡器件内部有源区的温度，使氮化镓半导体器件结温均衡，同时可以有效降低结温。
一个优选的方案是，沿着第二方向，栅极指状部的长度先逐渐减小后逐渐增大。
进一步的方案是，在第二方向的中点位置的栅极指状部的长度最短。
由此可见，这样可以保证位于中心位置的栅极指状部的长度最短，位于两端的栅极指状部的长度最长，从而进一步提高氮化镓半导体器件结温均衡性。
一个优选的方案是，源极焊盘的横截面呈三角形。
进一步的方案是，源极焊盘的横截面呈等腰三角形。
一个优选的方案是，漏极焊盘的横截面呈三角形。
进一步的方案是，漏极焊盘的横截面呈等腰三角形。
再进一步的方案是，栅极总线连接在栅极指状部靠近漏极焊盘的一端，栅极总线包括相连接的第一折弯段和第二折弯段，第一折弯段和第二折弯段分别平行于等腰三角形的两条腰。
一个优选的方案是，多个栅极指状部等间距布置。
附图说明
图1是本发明氮化镓半导体器件沿竖直方向的截面图。
图2是本发明氮化镓半导体器件中金属走线的示意图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图1和图2，氮化镓半导体器件包括衬底1、过渡层2、沟道层3、势垒层4、源极焊盘5、栅极焊盘6、漏极焊盘7、栅极总线61、多个栅极指状部62、多个源极触件51和多个漏极触件71。过渡层2、沟道层3和势垒层4在衬底1上自下而上依次生长，源极焊盘5、栅极焊盘6、漏极焊盘7、栅极总线61、栅极指状部62、源极触件51和漏极触件71均形成在势垒层4上。
源极焊盘5和漏极焊盘7沿着第一方向X布置，源极触件51和漏极触件71均位于源极焊盘5和漏极焊盘7之间。栅极指状部62、源极触件51和漏极触件71均沿着第一方向X延伸并沿着第二方向Y布置，第二方向Y垂直于第一方向X，每个栅极指状部62位于相邻的源极触件51和漏极触件71之间。栅极总线61沿着第二方向Y延伸，多个栅极指状部62通过栅极总线61与栅极焊盘6连接且多个栅极指状部62等间距布置，多个源极触件51均与源极焊盘5连接，多个漏极触件71均与漏极焊盘7连接。
沿着第二方向Y，栅极指状部62的长度先逐渐减小后逐渐增大，并且在第二方向Y的中点位置的栅极指状部62的长度最短。
源极焊盘5的横截面和漏极焊盘7的横截面均呈等腰三角形，等腰三角形的底边平行于Y方向，源极触件51自源极焊盘5的两条腰向外延伸，漏极触件71自漏极焊盘7的两条腰向外延伸。
栅极总线61连接在栅极指状部62靠近漏极焊盘7的一端，栅极总线61包括相连接的第一折弯段611和第二折弯段612，第一折弯段611和第二折弯段612分别平行于漏极焊盘7的两条腰。
由上可见，通过将栅极指状部改为非等长，且两侧长中间短的结构，从而缩短中心热源，加长两侧热源，充分利用氮化镓半导体器件有源区边缘的热扩散面积，使氮化镓半导体器件内部温度分布均匀。与现有技术相比，本发明的氮化镓半导体器件在栅极指状部总长相同的前提下，可以有效降低结温。
此外，长度最短的栅极指状部也可以位于第二方向中点偏左或中点偏右的位置上。沿着第二方向，栅极指状部长度的变化也可以不是渐变的，例如，沿着第二方向，多个栅极指状部被分成三组，每组中各栅极指状部的长度相等，中间组的栅极指状部的长度小于两侧组的栅级指状部的长度。上述改变也能实现本发明的目的。
最后需要强调的是，以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.氮化镓半导体器件，其特征在于，包括源极焊盘、栅极焊盘、漏极焊盘、栅极总线、多个栅极指状部、多个源极触件和多个漏极触件；
所述栅极指状部、所述源极触件和所述漏极触件均沿着第一方向延伸并沿着第二方向布置，所述第二方向垂直于所述第一方向，每个所述栅极指状部位于相邻的所述源极触件和所述漏极触件之间；
所述源极焊盘和所述漏极焊盘沿着所述第一方向布置，所述源极触件和所述漏极触件均位于所述源极焊盘和所述漏极焊盘之间；
所述栅极总线沿着所述第二方向延伸，多个所述栅极指状部通过所述栅极总线与所述栅极焊盘连接，多个所述源极触件均与所述源极焊盘连接，多个所述漏极触件均与所述漏极焊盘连接；
位于所述第二方向中部的所述栅极指状部的长度小于位于所述第二方向两端的所述栅极指状部的长度。
2.根据权利要求1所述的氮化镓半导体器件，其特征在于：
沿着所述第二方向，所述栅极指状部的长度先逐渐减小后逐渐增大。
3.根据权利要求2所述的氮化镓半导体器件，其特征在于：
在所述第二方向的中点位置的所述栅极指状部的长度最短。
4.根据权利要求1至3任一项所述的氮化镓半导体器件，其特征在于：
所述源极焊盘的横截面呈三角形。
5.根据权利要求4所述的氮化镓半导体器件，其特征在于：
所述源极焊盘的横截面呈等腰三角形。
6.根据权利要求1至3任一项所述的氮化镓半导体器件，其特征在于：
所述漏极焊盘的横截面呈三角形。
7.根据权利要求6所述的氮化镓半导体器件，其特征在于：
所述漏极焊盘的横截面呈等腰三角形。
8.根据权利要求7所述的氮化镓半导体器件，其特征在于：
所述栅极总线连接在所述栅极指状部靠近所述漏极焊盘的一端，所述栅极总线包括相连接的第一折弯段和第二折弯段，所述第一折弯段和所述第二折弯段分别平行于所述等腰三角形的两条腰。
9.根据权利要求1至3任一项所述的氮化镓半导体器件，其特征在于：
多个所述栅极指状部等间距布置。
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