CN118116915A - 一种梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构及其制作方法，属于半导体技术领域。本发明通过在栅极金属层漏极侧设有与势垒层直接接触的分段间隔交替排布的第一肖特基金属层与第二肖特基金属层，源极上的互联金属层与第一肖特基金属相连形成了横向的梳齿状结构一，这样设计能够最大程度上避免了全部肖特基金属层与第二顶层金属层相连时源极上互联金属场板过短从而影响到器件的击穿能力的问题；第二顶层金属层与第二肖特基金属层相连形成了纵向的梳齿状结构二，这样设计能够避免全部肖特基金属层与源极相连时漏电过大的问题；上述结构设计，使得辐照产生的感生电荷能够从第一、二肖特基金属层流出晶体管，防止正电荷积累导致的辐照损伤现象。

Description

一种梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构及其制作方法

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构及其制作方法。

背景技术

近年来，氮化镓功率电子器件由于具备高击穿电压、高热导率、高功率品质因子和辐照耐受性好等优势，在航空航天、核探测、特种军事装备等领域具有广泛的应用前景。然而，工作在空间站等极端环境中的器件会遭受由空间重离子、质子、中子、x射线、γ射线等诱发的辐射效应影响，器件在辐射效应下容易受激发而产生大量的电子-空穴对，这些载流子需要及时的被抽离出器件，否则累积在器件体内极易产生辐照损伤，影响器件的正常工作，严重时将威胁整个系统的安全运行。为保证功率系统安全可靠运行，器件需要具备抗辐照能力，能够安全泄放掉辐照感生的电子/空穴。然而，在目前主流的商用氮化镓高电子迁移率晶体管（HEMT）中，栅极大多采用金属（M）-介质层（I）-半导体（S）结构，载流子无法穿越绝缘的介质层泄放至器件外部，因此，器件的抗辐照能力受到栅极结构的严重制约。

现有氮化镓MIS高电子迁移率晶体管如图1所示，晶体管处于工作状态时，漏极通常被施加一个正偏置。当晶体管受到某种辐照效应产生电子-空穴对时，电子受到漏极正电压的吸引，从漏极泄放到器件外部；然而空穴由于无法穿越介质层，将会在栅附近区域积累，影响晶体管的正常工作，严重时可导致晶体管辐照损伤甚至完全烧毁。

因此，面向氮化镓MIS高电子迁移率晶体管的未来技术发展，亟需解决此种类型器件在辐照后空穴在栅极区域积累问题，使得辐照感生的电子/空穴能够高效地被抽离至晶体管外部，提升器件的抗辐照能力与可靠性。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供了一种梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构及其制作方法，有效解决了辐照产生的感生电荷积累导致的辐照损伤问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构，包括自下而上依次设置的衬底层、氮化镓层、势垒层、栅极结构和第二介质层，所述栅极结构包括设于所述势垒层顶面的第一介质层和设于所述第一介质层顶面的栅极金属层，所述栅极金属层两侧的所述势垒层上嵌置有源极和漏极，所述源极和漏极均包括自下而上依次设置的欧姆金属层、互联金属层和第一顶层金属层；所述栅极金属层的漏极侧设有与所述势垒层直接接触的肖特基金属层，所述肖特基金属层顶面设有第二顶层金属层；所述肖特基金属层由间隔交替排布的第一肖特基金属层与第二肖特基金属层组成，所述源极上的互联金属层向漏极侧延伸并形成横向的梳齿状结构一，所述第一肖特基金属层顶面仅与所述梳齿状结构一上的梳齿一相连；所述第二顶层金属层上具有纵向的梳齿状结构二，所述第二肖特基金属层顶面仅与所述梳齿状结构二上的梳齿二相连。

优选地，所述第一肖特基金属层的数量为，所述第二肖特基金属层的数量为/>，；所述第一肖特基金属层在y方向上的长度为/>，/>；所述第二肖特基金属层在y方向上的长度为/>，/>；所述第一、二肖特基金属层在x方向上的宽度相等均为/>，/>；所述第一、二肖特基金属层在z方向上的厚度相等均为/>，/>；所述第一肖特基金属层与所述第二肖特基金属层的间隔为/>，/>，/>，/>为正整数；所述栅极结构在y方向上的宽度/>；其中，x方向为栅极结构的长度方向，y方向为栅极结构的宽度方向，z方向为栅极结构的厚度方向。

优选地，所述梳齿一在z方向上的厚度为，/>；所述梳齿一与所述第一肖特基金属层的接触面的y方向长度不大于第一肖特基金属层的y方向长度，所述梳齿一与所述第一肖特基金属层的接触面的x方向宽度不大于所述第一肖特基金属层的x方向宽度，所述梳齿一与所述第一肖特基金属层的接触面位于所述第一肖特基金属层顶部的中间位置，相邻梳齿一的间距不小于下方的相邻第一肖特基金属层的间隔。

优选地，所述栅极金属层与所述第一肖特基金属层在x方向上的距离为，；所述梳齿一的漏极侧至所述第一肖特基金属层的漏极侧在x方向上的距离为/>，/>；所述梳齿一的漏极侧至所述漏极上的互联金属层在x方向上的距离为/>，/>；所述栅极金属层至所述漏极在x方向上的距离，/>为第一肖特基金属层的x方向宽度。

优选地，所述梳齿二在z方向上的长度为，/>；所述梳齿二的y方向宽度与x方向厚度均不大于下方的所述第二肖特基金属层的y方向长度与x方向宽度，且所述梳齿二与所述第二肖特基金属层的接触面位于所述第二肖特基金属层顶部的中间位置，相邻梳齿二的间距不小于下方的相邻第二肖特基金属层的间隔；所述第二顶层金属层顶部具有条状的金属块，所述金属块在z方向上的厚度/>，其x方向宽度等于梳齿二的x方向厚度，其y方向长度等于栅极结构的y方向宽度。

优选地，所述梳齿状结构一与所述梳齿状结构二之间不接触，所述梳齿一与所述梳齿二在y方向上的间距不小于所述第一肖特基金属层与所述第二肖特基金属层的间隔，所述梳齿一与所述梳齿二在x方向上的间距为0.5~3μm，所述梳齿一与所述梳齿二在z方向上的间距为，/>；所述梳齿状结构一与所述栅极金属层不接触，两者在z方向上的间距为0.5~2μm。

优选地，所述梳齿一的数量与所述第一肖特基金属层的数量相同，数量均为；所述梳齿二的数量与所述第二肖特基金属层的数量相同，数量均为/>，且/>。

优选地，所述栅极金属层与源极的间距为1~4μm，所述栅极金属层与漏极的间距为5~25μm，所述第一介质层的厚度为50~150nm。

优选地，所述梳齿状结构二不与栅极结构和漏极接触，而是与器件的管壳或衬底层相连，从而释放辐照感生电荷。

优选地，欧姆金属层与势垒层接触，形成具有低电阻特性的欧姆接触。第一、二肖特基金属层与势垒层接触，形成具有单向导电性的肖特基接触。

一种梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：外延片自下而上依次生长衬底层、氮化镓层、势垒层和第一介质层；

步骤2：对第一介质层与一部分势垒层进行刻蚀形成用于淀积欧姆金属层的淀积区域，然后在淀积区域内淀积形成欧姆金属层；

步骤3：在第一介质层上对应的栅极金属层淀积区域内淀积形成栅极金属层，完成栅极结构的制备；

步骤4：对第一介质层进行刻蚀形成用于淀积第一肖特基金属层和第二肖特基金属层的淀积区域，然后在淀积区域内淀积形成肖特基金属层；

步骤5：在整张外延片上生长第一层第二介质层，对第一层第二介质层进行刻蚀形成用于淀积互联金属层的淀积区域，然后在淀积区域内淀积形成互联金属层，完成梳齿状结构一的制备；

步骤6：在整个外延片上生长第二层第二介质层，对第二层第二介质层进行刻蚀形成用于淀积第一顶层金属层和第二顶层金属层的淀积区域，然后在淀积区域内淀积形成第一顶层金属层和第二顶层金属层，完成漏极、源极和梳齿状结构二的制备。

优选地，步骤1中第一介质层的材料为二氧化硅、氮化硅或三氧化二铝中的任意一种或两种以上的组合；步骤5与步骤6中，第二介质层的材质为二氧化硅、氮化硅或聚酰亚胺中的任意一种或两种以上的组合。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果有：

（1）本发明的创新结构主要体现在该晶体管的栅极金属层漏极侧设有与势垒层直接接触的分段间隔交替排布的第一肖特基金属层与第二肖特基金属层，源极上的互联金属层与第一肖特基金属相连形成了横向的梳齿状结构一，这样设计能够最大程度上避免了全部肖特基金属层与第二顶层金属层相连时源极上互联金属场板过短从而影响到器件的击穿能力的问题；第二顶层金属层与第二肖特基金属层相连形成了纵向的梳齿状结构二，这样设计能够避免全部肖特基金属层与源极相连时漏电过大的问题，上述梳齿状结构设计，有助于分散和吸收高能粒子的冲击能量，使得辐照产生的感生电荷能够从第一、二肖特基金属层流出晶体管，防止正电荷积累导致的辐照损伤现象，减轻辐射损伤对器件性能的影响，显著提高器件的抗辐射能力。

（2）本发明中梳齿状结构一和二通过精细的几何布局（如梳齿的数量、尺寸、间距等），有利于改善电荷在源极、漏极及栅极附近的分布，减少电荷聚集和热点现象，增强电荷传输效率，从而提升器件的整体电性能和辐照性能，如击穿电压、输出电流、输出功率、辐照烧毁电压等。

（3）本发明通过精确设定栅极金属层与源极、漏极、第一肖特基金属层等各部分的相对位置（如x、y、z方向的距离），可以更加精细地调控栅极电场分布，减少边缘效应和寄生电容，提高器件的开关速度和线性度，有利于在高频、高速应用场景下保持良好性能。

（4）本发明在不影响该晶体管正常工作的前提下，使其具备高效抽取辐照感生电荷能力，制备方法简单，将第二顶层金属层设置在有源区上方，极大降低了晶体管面积，提高版图利用率，为提升氮化镓MIS高电子迁移率晶体管的辐照感生电荷抽取能力提供了解决方案。

附图说明

图1为现有技术中氮化镓MIS高电子迁移率晶体管的透视结构原理图。

图2为一种漏电极高的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构的透视结构原理图（肖特基金属层仅和源极上的互联金属层相连）。

图3为一种击穿电压极低的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构的透视结构原理图（肖特基金属层仅和顶层金属层相连）。

图4为本发明的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构的透视结构原理图。

图5为本发明的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构的制作流程示意图；其中，图5中的a为生长衬底层、氮化镓层、势垒层和第一介质层；图5中的b为刻蚀并淀积欧姆金属层；图5中的c为淀积栅极金属层；图5中的d为刻蚀并淀积肖特基金属层；图5中的e为生长第一层第二介质层，刻蚀并淀积互联金属层；图5中的f为生长第二层第二介质层，刻蚀并淀积顶层金属层。

图中，1-衬底层，2-氮化镓层，3-势垒层，4-栅极结构，4.1-第一介质层，4.2-栅极金属层，5-第二介质层，6-欧姆金属层，7-互联金属层，7.1-梳齿一，8-第一顶层金属层，9-第二顶层金属层，9.1-梳齿二，9.2-金属块，10-肖特基金属层，10.1-第一肖特基金属层，10.2-第二肖特基金属层。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1

如图4所示，一种梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构，包括自下而上依次设置的衬底层1、氮化镓层2、势垒层3、栅极结构4和第二介质层5，栅极结构4包括设于势垒层3顶面的第一介质层4.1和设于第一介质层4.1顶面的条状的栅极金属层4.2，栅极金属层4.2两侧的势垒层3上嵌置有距离不等的源极和漏极，其中，离栅极金属层4.2较近的为源极、较远的为漏极；源极和漏极均包括自下而上依次设置的欧姆金属层6、互联金属层7和第一顶层金属层8；栅极金属层4.2的漏极侧设有与势垒层3直接接触的间隔交替排布的第一肖特基金属层10.1与第二肖特基金属层10.2，源极上的互联金属层7向漏极侧延伸并形成横向的梳齿状结构一，第一肖特基金属层10.1顶面仅与梳齿状结构一上的梳齿一7.1相连；第二肖特基金属层10.2顶面设有第二顶层金属层9，第二顶层金属层9上具有纵向的梳齿状结构二，第二肖特基金属层10.2顶面仅与梳齿状结构二上的梳齿二9.1相连。

在一些示例中，第一肖特基金属层10.1的数量为=3，第二肖特基金属层10.2的数量为/>=2；第一肖特基金属层10.1在y方向上的长度/>；第二肖特基金属层10.2在y方向上的长度/>；第一、二肖特基金属层在x方向上的宽度相等均为/>；第一、二肖特基金属层在z方向上的厚度相等均为/>；第一肖特基金属层10.1与第二肖特基金属层10.2的间隔/>；栅极结构4在y方向上的宽度/>；其中，x方向为栅极结构4的长度方向，y方向为栅极结构4的宽度方向，z方向为栅极结构4的厚度方向。x、y和z三个方向按照图4所示方向，下同。

在一些示例中，梳齿一7.1在z方向上的厚度为；梳齿一7.1与第一肖特基金属层10.1的接触面的y方向长度等于第一肖特基金属层10.1的y方向长度，梳齿一7.1与第一肖特基金属层10.1的接触面的x方向宽度等于第一肖特基金属层10.1的x方向宽度，梳齿一7.1与第一肖特基金属层10.1的接触面位于第一肖特基金属层10.1顶部的中间位置，相邻梳齿一7.1的间距等于下方的相邻第一肖特基金属层10.1的间隔。

在一些示例中，栅极金属层4.2与第一肖特基金属层10.1在x方向上的距离为；梳齿一7.1的漏极侧至第一肖特基金属层10.1的漏极侧在x方向上的距离为；梳齿一7.1的漏极侧至漏极上的互联金属层7在x方向上的距离为/>；栅极金属层4.2至漏极在x方向上的距离/>，/>为第一肖特基金属层10.1的x方向宽度。

在一些示例中，梳齿二9.1在z方向上的长度为；梳齿二9.1的y方向宽度与x方向厚度均等于下方的第二肖特基金属层10.2的y方向长度与x方向宽度，且梳齿二9.1与第二肖特基金属层10.2的接触面位于第二肖特基金属层10.2顶部的中间位置，相邻梳齿二9.1的间距等于下方的相邻第二肖特基金属层10.2的间隔；第二顶层金属层9顶部具有条状的金属块9.2，金属块9.2在z方向上的厚度/>，其x方向宽度等于梳齿二9.1的x方向厚度，其y方向长度等于栅极结构4的y方向宽度。

在一些示例中，梳齿状结构一与梳齿状结构二之间不接触，梳齿一7.1与梳齿二9.1在y方向的间距等于第一肖特基金属层10.1与第二肖特基金属层10.2的间隔，梳齿一7.1与梳齿二9.1在x方向的间距为，梳齿一7.1与梳齿二9.1在z方向上的间距为；梳齿状结构一与栅极金属层4.2不接触，两者在z方向上的间距为0.8μm。

在一些示例中，梳齿一7.1的数量与第一肖特基金属层10.1的数量相同，数量均为；梳齿二9.1的数量与第二肖特基金属层10.2的数量相同，数量均为/>。

在一些示例中，梳齿状结构二不与栅极结构4和漏极接触，而是与器件的管壳或衬底层1相连，从而释放辐照感生电荷。

上述梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构的制作，如图5所示，包括如下步骤：

步骤1、如图5中的a所示，生长衬底层1、氮化镓层2、势垒层3和第一介质层4.1：

外延片自下而上依次生长包括0.65mm厚的衬底层1、4500nm厚的氮化镓层2、13nm厚的势垒层3和100nm厚的第一介质层4.1。

步骤2、如图5中的b所示，刻蚀并淀积欧姆金属层6：

通过电感耦合等离子体干法刻蚀法与光刻剥离法，对第一介质层4.1与一部分势垒层3（刻蚀后剩余0-5nm）进行刻蚀形成用于淀积两个欧姆金属层6的淀积区域，然后在淀积区域内同时淀积形成两个欧姆金属层6；其中，两个欧姆金属层6均由按照厚度分别为100nm的Ti和500nm的Al的先后顺序淀积而成，两个欧姆金属层6的宽度（x方向）均为3μm，长度（y方向）均为290μm。前述“同时”指源极和漏极区域内的欧姆金属层6是同时淀积的，源极上的欧姆金属层6与和栅极金属层4.2之间的间隔为2μm，漏极上的欧姆金属层6与栅极金属层4.2之间的间隔为18μm。

步骤3、如图5中的c所示，淀积栅极金属层4.2：

通过光刻剥离法，在第一介质层4.1上对应的栅极金属层4.2淀积区域内淀积形成栅极金属层4.2，完成栅极结构4的制备；其中，栅极金属层4.2由按照厚度分别为150nm的Ni和500nm的Al的先后顺序淀积而成，栅极金属层4.2的宽度（x方向）为2μm，长度（y方向）为290μm。

因此，本实施例制作的晶体管的栅长（x方向）为2μm，栅宽（y方向）为290μm。

步骤4、如图5中的d所示，在栅极金属层4.2的漏极侧刻蚀并淀积肖特基金属层：

通过电感耦合等离子体干法刻蚀法与光刻剥离法，对第一介质层4.1进行刻蚀形成用于淀积第一肖特基金属层10.1和第二肖特基金属层10.2的淀积区域，然后在淀积区域内淀积形成5个长度为50μm、间隔为10μm的第一肖特基金属层10.1和第二肖特基金属层10.2；其中，第一肖特基金属层10.1和第二肖特基金属层10.2均由按照厚度分别为200nm的TiN和500nm的Al的先后顺序淀积而成。

步骤5、如图5中的e所示，生长第一层第二介质层5，刻蚀并淀积互联金属层7：

利用等离子体增强化学气相淀积方法，在整张外延片上生长800nm厚的氮化硅材质的第一层第二介质层5，并利用电感耦合等离子体干法刻蚀方法，对第一层第二介质层5进行刻蚀形成用于淀积互联金属层7的淀积区域，然后在淀积区域内淀积形成互联金属层7，完成梳齿状结构一的制备。其中，互联金属层7由按照厚度分别为300nm的Ti和700nm的Al的先后顺序淀积而成。

步骤6、如图5中的f所示，生长第二层第二介质层5，刻蚀并淀积顶层金属层：

在整个外延片上生长4000nm厚的氮化硅材质的第二层第二介质层5，利用电感耦合等离子体干法刻蚀方法，对第二层第二介质层5进行刻蚀形成用于淀积第一顶层金属层8和第二顶层金属层9的淀积区域，然后在淀积区域内淀积形成第一顶层金属层8和第二顶层金属层9，完成漏极、源极和梳齿状结构二的制备。第一顶层金属层8和第二顶层金属层9均由5000nm的铝金属淀积而成。

上述各步骤中光刻剥离方法为：先让非图形区域覆盖光刻胶，再在外延片上整片覆盖金属层，采用剥离方法去除非图形区域的金属层，最终在图形区域留下金属层。

对比例1

器件结构如图1所示，包括自下而上依次设置的衬底层1、氮化镓层2、势垒层3和第一介质层4.1，第一介质层4.1上方设有条状的栅极金属层4.2；栅极金属层4.2两侧的势垒层3上嵌置有源极和漏极，源极和漏极均包括自下而上依次设置的欧姆金属层6、互联金属层7和第一顶层金属层8；离栅极金属层4.2较近的为源极、较远的为漏极；栅极金属层4.2与源极和漏极之间均填充有第二介质层5，制备方法及参数参照实施例与现有标准。

对比例2

器件结构如图2所示，制备方法及参数参照实施例1，此例与实施例1的区别在于：肖特基金属层10呈连续长条状，且所有肖特基金属层10只与源极上的互联金属层7相连。该器件可以使得辐照产生的感应电荷能够从肖特基金属层流出晶体管，防止正电荷积累导致的辐射损伤。然而，发明人发现，该结构器件的源极通过互联金属层7和肖特基金属层10直接连接至栅极右侧（漏极侧），导致一部分电子/空穴不再受到栅极的开关控制，因此器件漏电流极大。

对比例3

器件结构如图3所示，制备方法及参数参照实施例1，此例与实施例1的区别在于：肖特基金属层10呈连续长条状，且所有肖特基金属层10只与第二顶层金属层9相连。该器件可以使得辐照产生的感生电荷能够从肖特基金属层10流出晶体管，防止正电荷积累导致的辐射损伤。然而，发明人发现，该结构器件由于肖特基金属层10距离栅极较近，而其上方堆叠了第二顶层金属层9，因而源极的互联金属层7构成的场板较短，导致器件的反向击穿能力变差。

依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的一种梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构及其制作方法，并且能够产生本发明所记载的积极效果。

如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构，包括自下而上依次设置的衬底层（1）、氮化镓层（2）、势垒层（3）、栅极结构（4）和第二介质层（5），所述栅极结构（4）包括设于所述势垒层（3）顶面的第一介质层（4.1）和设于所述第一介质层（4.1）顶面的栅极金属层（4.2），所述栅极金属层（4.2）两侧的所述势垒层（3）上嵌置有源极和漏极，所述源极和漏极均包括自下而上依次设置的欧姆金属层（6）、互联金属层（7）和第一顶层金属层（8）；所述栅极金属层（4.2）的漏极侧设有与所述势垒层（3）直接接触的肖特基金属层（10），所述肖特基金属层（10）顶面设有第二顶层金属层（9）；其特征在于：所述肖特基金属层（10）由间隔交替排布的第一肖特基金属层（10.1）与第二肖特基金属层（10.2）组成，所述源极上的互联金属层（7）向漏极侧延伸并形成横向的梳齿状结构一，所述第一肖特基金属层（10.1）顶面仅与所述梳齿状结构一上的梳齿一（7.1）相连；所述第二顶层金属层（9）上具有纵向的梳齿状结构二，所述第二肖特基金属层（10.2）顶面仅与所述梳齿状结构二上的梳齿二（9.1）相连。

2.根据权利要求1所述的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构，其特征在于：所述第一肖特基金属层（10.1）的数量为，所述第二肖特基金属层（10.2）的数量为/>，/>；所述第一肖特基金属层（10.1）在y方向上的长度为/>，/>；所述第二肖特基金属层（10.2）在y方向上的长度为/>，/>；所述第一、二肖特基金属层在x方向上的宽度相等均为/>，/>；所述第一、二肖特基金属层在z方向上的厚度相等均为/>，/>；所述第一肖特基金属层（10.1）与所述第二肖特基金属层（10.2）的间隔为/>，/>，/>，/>为正整数；所述栅极结构（4）在y方向上的宽度/>；其中，x方向为栅极结构（4）的长度方向，y方向为栅极结构（4）的宽度方向，z方向为栅极结构（4）的厚度方向。

3.根据权利要求1所述的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构，其特征在于：所述梳齿一（7.1）在z方向上的厚度为，/>；所述梳齿一（7.1）与所述第一肖特基金属层（10.1）的接触面的y方向长度不大于第一肖特基金属层（10.1）的y方向长度，所述梳齿一（7.1）与所述第一肖特基金属层（10.1）的接触面的x方向宽度不大于所述第一肖特基金属层（10.1）的x方向宽度，所述梳齿一（7.1）与所述第一肖特基金属层（10.1）的接触面位于所述第一肖特基金属层（10.1）顶部的中间位置，相邻梳齿一（7.1）的间距不小于下方的相邻第一肖特基金属层（10.1）的间隔。

4.根据权利要求1所述的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构，其特征在于：所述栅极金属层（4.2）与所述第一肖特基金属层（10.1）在x方向上的距离为，/>；所述梳齿一（7.1）的漏极侧至所述第一肖特基金属层（10.1）的漏极侧在x方向上的距离为/>，；所述梳齿一（7.1）的漏极侧至所述漏极上的互联金属层（7）在x方向上的距离为/>，/>；所述栅极金属层（4.2）至所述漏极在x方向上的距离，/>为第一肖特基金属层（10.1）的x方向宽度。

5.根据权利要求1所述的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构，其特征在于：所述梳齿二（9.1）在z方向上的长度为，/>；所述梳齿二（9.1）的y方向宽度与x方向厚度均不大于下方的所述第二肖特基金属层（10.2）的y方向长度与x方向宽度，且所述梳齿二（9.1）与所述第二肖特基金属层（10.2）的接触面位于所述第二肖特基金属层（10.2）顶部的中间位置，相邻梳齿二（9.1）的间距不小于下方的相邻第二肖特基金属层（10.2）的间隔；所述第二顶层金属层（9）顶部具有条状的金属块（9.2），所述金属块（9.2）在z方向上的厚度，其x方向宽度等于梳齿二（9.1）的x方向厚度，其y方向长度等于栅极结构（4）的y方向宽度。

6.根据权利要求1所述的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构，其特征在于：所述梳齿状结构一与所述梳齿状结构二之间不接触，所述梳齿一（7.1）与所述梳齿二（9.1）在y方向上的间距不小于所述第一肖特基金属层（10.1）与所述第二肖特基金属层（10.2）的间隔，所述梳齿一（7.1）与所述梳齿二（9.1）在x方向上的间距为0.5~3μm，所述梳齿一（7.1）与所述梳齿二（9.1）在z方向上的间距为，/>；所述梳齿状结构一与所述栅极金属层（4.2）不接触，两者在z方向上的间距为0.5~2μm。

7.根据权利要求1所述的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构，其特征在于：所述梳齿一（7.1）的数量与所述第一肖特基金属层（10.1）的数量相同，数量均为；所述梳齿二（9.1）的数量与所述第二肖特基金属层（10.2）的数量相同，数量均为/>，且/>。

8.根据权利要求1所述的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构，其特征在于：所述栅极金属层（4.2）与源极的间距为1~4μm，所述栅极金属层（4.2）与漏极的间距为5~25μm，所述第一介质层（4.1）的厚度为50~150nm。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：外延片自下而上依次生长衬底层（1）、氮化镓层（2）、势垒层（3）和第一介质层（4.1）；

步骤2：对第一介质层（4.1）与一部分势垒层（3）进行刻蚀形成用于淀积欧姆金属层（6）的淀积区域，然后在淀积区域内同时淀积形成欧姆金属层（6）；

步骤3：在第一介质层（4.1）上对应的栅极金属层（4.2）淀积区域内淀积形成栅极金属层（4.2），完成栅极结构（4）的制备；

步骤4：对第一介质层（4.1）进行刻蚀形成用于淀积第一肖特基金属层（10.1）和第二肖特基金属层（10.2）的淀积区域，然后在淀积区域内淀积形成肖特基金属层（10）；

步骤5：在整张外延片上生长第一层第二介质层（5），对第一层第二介质层（5）进行刻蚀形成用于淀积互联金属层（7）的淀积区域，然后在淀积区域内淀积形成互联金属层（7），完成梳齿状结构一的制备；

步骤6：在整个外延片上生长第二层第二介质层（5），对第二层第二介质层（5）进行刻蚀形成用于淀积第一顶层金属层（8）和第二顶层金属层（9）的淀积区域，然后在淀积区域内淀积形成第一顶层金属层（8）和第二顶层金属层（9），完成漏极、源极和梳齿状结构二的制备。

10.根据权利要求9所述的梳齿状抗辐照GaN HEMT器件结构的制作方法，其特征在于：

步骤1中第一介质层（4.1）的材料为二氧化硅、氮化硅或三氧化二铝中的任意一种或两种以上的组合；

步骤5与步骤6中，第二介质层（5）的材质为二氧化硅、氮化硅或聚酰亚胺中的任意一种或两种以上的组合。