[发明专利]硅衬底上氮化物高压器件及其制造方法

权利要求书

1.一种硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于包括：硅衬底；形成于所述硅衬底上的氮化物多层外延结构；所述外延多层结构从衬底方向依次包括氮化物缓冲层、氮化物沟道层、氮化物势垒层，以及在所述势垒层上有选择地在部分区域形成的高电压耐受层；所述氮化物沟道层和势垒层组成了半导体异质结，并在结面处形成二维电子气；

与上述高电压耐受层相接触的漏极；

在上述势垒层上形成的与上述半导体异质结中的二维电子气形成接触的源极；

在上述势垒层上形成的，位于该漏极和源极间的栅极。

2.根据权利要求1所述的硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于：所述高电压耐受层为半导体，其材质为氮化物、氧化物、金刚石、多晶硅、化合物半导体、锗硅或其任意组合。

3.根据权利要求2所述的硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于：所述高电压耐受层的半导体可以是n型、p型掺杂或者非故意掺杂。

4.根据权利要求1所述的硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于：氮化物势垒层上还设有介质层。

5.根据权利要求1所述的硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于：所述高电压耐受层形成在势垒层上或者与沟道层直接接触。

6.根据权利要求1所述的硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于：所述介质层包括SiN、SiO₂、SiON、Al₂O₃、HfO₂、HfAlOx中的一种，或者是其任意组合。

7.根据权利要求1所述的硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于：还包括在所述势垒层上的氮化镓冒层。

8.根据权利要求1所述的硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于：还包括在所述势垒层和沟道层之间的AlN插入层。

9.根据权利要求1所述的硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于：还包括在上述缓冲层和沟道层之间的AlGaN背势垒层。

10.根据权利要求1所述的硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于：所述栅极下方还设有绝缘介质层。

11.根据权利要求1所述的硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于：在所述源极和/或栅极上还设有场板。

12.根据权利要求1所述的硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于：所述栅极进一步设有倾斜场板。

13.根据权利要求1所述的硅衬底上氮化物高压器件，其特征在于：所述栅极下方的势垒层具有凹槽，栅极至少部分的嵌入至势垒层中。

14.一种用于制造如权利要求1所述的硅衬底上氮化物高压器件的方法，其特征在于包括以下步骤：

依次在硅衬底上生长缓冲层、沟道层、势垒层；

在所述势垒层上有选择地在部分区域形成高电压耐受层；

形成与上述高电压耐受层相接触的漏极；

形成与上述势垒层相接触的源极；

在上述源极和漏极之间形成栅极。

15.根据权利要求14所述的一种用于制造硅衬底上氮化物高压器件的方法，其特征在于：在势垒层上可以添加介质层。

16.根据权利要求14所述的一种用于制造硅衬底上氮化物高压器件的方法，其特征在于：上述高电压耐受层的制备方法为外延生长，包括MOCVD、MBE、HVPE、CVD中的一种。