[发明专利]一种基于复合漏极的高压器件及其制作方法

权利要求书

1.一种基于复合漏极的高压器件，其特征在于，自下而上依次包括衬底、GaN缓冲层、GaN沟道层、AlN隔离层、本征AlGaN层和AlGaN势垒层，所述AlGaN势垒层上间隔设有源极、栅极和复合漏极，所述栅极和复合漏极之间还设有线性AlGaN层，线性AlGaN层上设有p-GaN层，p-GaN层上设有基极，上述结构的顶层还间隔淀积有钝化层，所述钝化层的间隔内淀积有加厚电极。 

2.根据权利要求1所述的一种基于复合漏极的高压器件，其特征在于，所述衬底为蓝宝石、碳化硅、GaN和MgO中的一种或多种。 

3.根据权利要求1所述的一种基于复合漏极的高压器件，其特征在于，所述AlGaN势垒层中Al的组分含量在0～1之间，Ga的组分含量与Al的组分含量之和为1。 

4.根据权利要求1所述的一种基于复合漏极的高压器件，其特征在于，所述线性AlGaN层中Al的组份含量在0～1之间，且从x线性增加到y，线性AlGaN层的厚度为L，其中任一厚度L1处的Al组分含量为(y-x)×L1/L。 

5.根据权利要求1所述的一种基于复合漏极的高压器件，其特征在于，所述钝化层内包括SiN、Al₂O₃和HFO₂中的一种或多种。 

6.根据权利要求1所述的一种基于复合漏极的高压器件，其特征在于，所述栅极和复合漏极之间的p-GaN层和线性AlGaN层同时存在的区域宽度d₁>0，仅有线性AlGaN层的区域宽度d₂>0。 

7.根据权利要求1所述的一种基于复合漏极的高压器件，其特征在于，所述复合漏极在线性AlGaN层上的宽度d₄在0～1μm之间。 

8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种基于复合漏极的高压器件，其特征在于，用AlGaN沟道层代替GaN沟道层，AlGaN沟道层中Al的组分含量小于AlGaN势垒层中Al的组分含量。 

9.根据权利要求8所述的一种基于复合漏极的高压器件，其特征在于，用InGaN层代替p-GaN层。 

10.一种基于复合漏极的高压器件的制作方法，其特征在于，包括： 

（1）对外延生长的p-GaN/线性AlGaN/AlGaN/GaN材料进行有机清洗的步骤； 

（2）对清洗干净的AlGaN/GaN材料进行光刻和干法刻蚀，形成有源区台面的步骤； 

（3）对制备好台面的AlGaN/GaN材料进行光刻，形成p-GaN和线性AlGaN层的刻蚀区，再放入ICP干法刻蚀反应室中，将栅极和源极之间全部区域以及栅极、源极和复合漏极上方的p-GaN层以及线性AlGaN层均刻蚀掉的步骤； 

（4）对器件进行光刻，然后放入电子束蒸发台中淀积欧姆接触金属Ti/Al/Ni/Au，并进行剥离，最后在氮气环境中进行850℃，35s的快速热退火，形成欧姆接触的步骤； 

（5）对制备好欧姆接触的器件进行光刻，形成p-GaN层的刻蚀区，再放入ICP干法刻蚀反应室中，将栅极和复合漏极之间部分区域的p-GaN层刻蚀掉，同时形成栅极和复合漏极之间的第一区域和第二区域的步骤； 

（6）对器件进行光刻，形成基极区域，然后放入电子束蒸发台中淀积Ni/Au并进行剥离，最后在大气环境中进行550℃，10min的退火，形成基极欧姆接触的步骤； 

（7）对完成基极制备的器件进行光刻，形成栅极金属以及漏极场板区域，然后放入电子束蒸发台中淀积Ni/Au并进行剥离，完成栅电极以及漏极场板制备的步骤； 

（8）对完成栅电极及漏极场板制备的器件放入PECVD反应室淀积SiN钝化膜的步骤； 

（9）对器件进行清洗、光刻显影，放入ICP干法刻蚀反应室中，将源极、栅极和复合漏极上面覆盖的SiN薄膜刻蚀掉的步骤； 

（10）对器件再次进行清洗、光刻显影，并放入电子束蒸发台中淀积Ti/Au加厚电极，完成整体器件的制备。 

11.根据权利要求10所述的一种基于复合漏极的高压器件的制作方法，其特征在于， 

步骤（1）中，采用流动的去离子水清洗并放入HCl:H₂O=1:1的溶液中进行腐蚀30～60s，最后用流动的去离子水清洗并用高纯氮气吹干； 

步骤（3）中，在ICP干法刻蚀反应室中的工艺条件为：上电极功率为200W，下电极功率为20W，反应室压力为1.5Pa，Cl₂的流量为10sccm,N₂的流量为10sccm，刻蚀时间为5min～8min； 

步骤（5）中，ICP干法刻蚀反应室中的工艺条件为：上电极功率为200W，下电极功率为20W，反应室压力为1.5Pa，Cl₂的流量为10sccm,N₂的流量为10sccm，刻蚀时间为3min～5min；该步骤中，第一区域为p-GaN层和线性AlGaN层同时存在的区域，第二区域为仅有线性AlGaN层的区域； 

步骤（8）中，PECVD反应室的工艺条件为：SiH₄的流量为40sccm，NH₃的流量为10sccm，反应室压力为1～2Pa,射频功率为40W，淀积200nm～300nm厚的SiN钝化膜； 

步骤（9）中，ICP干法刻蚀反应室中的工艺条件为：上电极功率为200W，下电极功率为20W，反应室压力为1.5Pa，CF₄的流量为20sccm,氩气的流量为10sccm，刻蚀时间为10min。