[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
[0021] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0022] 参照图1所示，本实施例提供一种抗单粒子辐射加固的GaN器件，包括由下到上依次层叠设置的衬底201、缓冲层202、沟道层203、势垒层204、钝化层205；所述抗单粒子辐射加固的GaN器件的两端分别设有源极207、漏极210；所述源极207、漏极210贯穿所述势垒层
204、钝化层205，所述源极207、漏极210底部与所述势垒层204底部齐平；所述源极207、漏极
210之间设有沟槽，所述沟槽贯穿所述势垒层204、钝化层205，所述沟槽底部与所述势垒层
204底部齐平；所述沟槽内设有栅极208，所述栅极208与所述沟槽内壁之间设有栅介质层
206；所述栅极208、所述漏极210上部分别连接有栅场板209、漏场板211；所述势垒层204上还设有埋N阱212，所述埋N阱212厚度与所述势垒层204厚度相同，所述埋N阱212与所述沟槽之间设有间隙；所述埋N阱212顶部连接有肖特基电极213，所述肖特基电极213与所述埋N阱
212宽度相同且上下对应设置，所述肖特基电极213贯穿所述钝化层205，所述肖特基电极
213顶部设有肖特基电极场板214。
[0023] 缓冲层的浓度越低，器件内部的迁移率就越高，重离子产生的空穴也就更快的被肖特基电极抽取；缓冲层的厚度越厚，重离子入射到器件内部的电子空穴对就更容易被复
合掉从而避免发生烧毁，因此，通过合理设置缓冲层的掺杂浓度和厚度，能够有效避免器件在重离子辐射下发生烧毁。本实施例中，所述缓冲层202的掺杂杂质为C或Fe，掺杂浓度为1
16 17 ‑3
×10 ～2×10 cm ，所述缓冲层202的厚度为0～10μm。
[0024] 栅漏距离越长，重离子入射产生的电子流向漏极所需的时间也就越长，电子就越容易被复合掉而避免产生大电流发生击穿，因此，合理设置漏极与栅极之间的距离，能够有效避免器件在重离子辐射下发生烧毁。本实施例中，所述漏极210与所述栅极208之间的距
离Lgd为3～20μm。
[0025] 埋N阱的浓度为高浓度时，肖特基电极与埋N阱接触发生的能带弯曲不足以耗尽埋N阱与沟道层形成的二维电子气，使具有肖特基电极的GaN器件能正常工作。本实施例中，所
18 19 ‑3
述埋N阱212的掺杂浓度为1×10 ～1×10 cm 。
[0026] 当栅极与肖特基电极之间的距离过大时，肖特基电极抽取空穴的效率大大降低，影响了肖特基电极改善器件抗单粒子烧毁加固性能。所述肖特基电极213与所述栅极208之
间的距离LGC小于所述漏极210与所述栅极208之间的距离Lgd，本实施例中，肖特基电极位于栅极和漏极之间。
[0027] 肖特基电极场板的长度过长使器件表面电场分布不均匀导致器件在更低的漏极电压下发生烧毁。本实施例中，所述肖特基电极213的宽度WC小于所述漏极210与所述栅极
208之间的距离Lgd、所述肖特基电极213与所述栅极208之间的距离LGC之差，即0μm
[0028] 采用不同的栅介质层，器件的击穿电压也会不同，采用合适的栅介质层能够使器件在更高的漏极电压条件下工作而不发生烧毁。本实施例中，所述肖特基电极场板214的长度小于所述漏极210与所述栅极208之间的距离Lgd。
[0029] 进一步地优化方案，所述栅介质层206的材质为HfO2、Al2O3、SiO2、SiNX中的一种或多种。
[0030] 本发明抗单粒子辐射加固的GaN器件的工作原理为：
[0031] 本发明GaN器件结构的势垒层中设有一个高掺杂浓度的埋N阱，埋N阱连接有肖特基电极，肖特基电极顶部连接有肖特基电极场板，抗单粒子辐射加固的GaN器件在正常工作时，肖特基电极使势垒层的能带向上弯曲导致肖特基电极下方的势垒层与沟道层不能形成
二维电子气，通过采用高浓度的埋N阱替代肖特基电极下方的势垒层，能够有效减小能带发生弯曲，使肖特基电极下方沟道处的二维电子气浓度不受肖特基电极的影响。当器件发生
重离子入射时，GaN器件内部产生大量的电子空穴对，其中电子向漏极移动，空穴会向栅极和源极移动，由于肖特基电极的存在，空穴优先被肖特基电极抽取，减小向源极和栅极移动的空穴，从而缓解器件内部由于高电场和高浓度的电子空穴的相互作用发生雪崩击穿导致
器件发生烧毁，有效提升了GaN器件的单粒子烧毁阈值电压。
[0032] 为进一步验证本发明抗单粒子辐射加固的GaN器件的性能，本实施例将本发明抗单粒子辐射加固的GaN器件与传统GaN器件进行了实验仿真及性能对比。
[0033] 图2为LET(Linear Energy Transfer，线性能量转移)取值为0.6pC/μm的重离子入射在传统GaN器件结构的最敏感位置时，不同漏极偏置电压下GaN器件漏极电流的变化图。
通过图2可知，重离子入射后，不同的漏极偏置电压对GaN器件产生不同的影响，在漏极偏置电压VDS为520V时，GaN器件在重离子入射后期，漏极电流逐渐减少至近似于零，符合GaN器件在栅压为零时，GaN器件处于关闭状态下的泄露电流值；而在漏极偏置电压VDS为530V时，GaN器件在重离子入射后期，漏极电流急剧升高，GaN器件呈现烧毁状态。可见，传统GaN器件的单粒子烧毁阈值仅520V。
[0034] 图3为LET取值为0.6pC/μm的重离子入射在本发明抗单粒子辐射加固的GaN器件的最敏感位置时，不同漏极偏置电压下GaN器件漏极电流的变化图。由图3可知，本发明抗单粒子辐射加固的GaN器件的单粒子烧毁阈值提高为710V，相较于传统GaN器件提高36.5％，本
发明有效提高了GaN器件的单粒子烧毁阈值电压。
[0035] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，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，因此不能理解为对本发明的限制。
[0036] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出
的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
