[发明专利]基于超结漏场板的AlGaN/GaN高压器件及其制作方法

权利要求书

1.基于超结漏场板的AlGaN/GaN高压器件，其特征在于，从下至上依次包括：衬底、GaN缓冲层、本征GaN沟道层或者AlGaN沟道层、AlN隔离层和AlGaN势垒层，AlGaN势垒层上沿水平方向依次有：源极、栅极和复合漏极，所述复合漏极包括：漏极、由所述漏极同时向上和向栅极方向延伸形成的漏极场板，在源极与栅极之间、栅极与复合漏极之间的AlGaN势垒层上方外延有线性AlGaN层，漏极场板在线性AlGaN层的上方，所述栅极还向源极方向延伸形成有与线性AlGaN层上表面接触的柵源场板，栅极与复合漏极之间的线性AlGaN层上外延有P型GaN外延层，且P型GaN外延层上有与栅极电连接的基极，栅极与复合漏极之间的线性AlGaN层、P型GaN外延层的宽度依次减小；所述AlGaN势垒层由下层的i型AlGaN层和上层的n型AlGaN层组成；所述源极、栅极、复合漏极和基极的上表面还形成有加厚电极，加厚电极的两侧均形成有钝化层。

2.根据权利要求1所述的基于超结漏场板的AlGaN/GaN高压器件，其特征在于，所述衬底为蓝宝石、碳化硅、GaN或MgO。

3.根据权利要求1所述的基于超结漏场板的AlGaN/GaN高压器件，其特征在于，所述AlGaN势垒层中，Al与Ga的组分比能够调节，Al、Ga、N的组分分别为x、1-x、1，1>x>0。

4.根据权利要求3所述的基于超结漏场板的AlGaN/GaN高压器件，其特征在于，所述线性AlGaN层中，Al的组分由x线性增加到y，且Al与Ga的组分能够调节，Al、Ga、N的组分分别为y、1-y、1，1>y>x>0。

5.根据权利要求3所述的基于超结漏场板的AlGaN/GaN高压器件，其特征在于，所述本征AlGaN沟道层中，Al的组分小于x，且Al与Ga的组分比能够调节，Al、Ga、N的组分分别为z、1-z、1，1>x>z>0。

6.根据权利要求1所述的基于超结漏场板的AlGaN/GaN高压器件，其特征在于，所述钝化层为SiN、Al₂O₃或HfO₂。

7.根据权利要求1所述的基于超结漏场板的AlGaN/GaN高压器件，其特征在于，所述漏极场板在线性AlGaN层上的宽度<1μm。

8.根据权利要求1所述的基于超结漏场板的AlGaN/GaN高压器件，其特征在于，所述栅源场板的宽度≤1μm。

9.根据权利要求1所述的基于超结漏场板的AlGaN/GaN高压器件，其特征在于，所述p型GaN层被P型InGaN层替换，在所述P型InGaN层中，In组分恒定或者In组分逐渐增加。

10.制作权利要求1所述的基于超结漏场板的AlGaN/GaN高压器件的方法，其特征在于，包括以下步骤：

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

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

（3）对制备好台面的AlGaN/GaN异质结材料进行光刻，形成P型GaN和线性AlGaN层的刻蚀区，放入ICP干法刻蚀反应室中刻蚀，将栅极、源极和复合漏极上方的P型GaN外延层、线性AlGaN层均刻蚀掉；

（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=20/120/45/50nm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；

（5）将制备好欧姆接触的器件进行光刻，形成P型GaN外延层的刻蚀区，放入ICP干法刻蚀反应室中刻蚀,将栅极与漏极之间部分区域以及栅极与源极之间全部区域的P型GaN外延层刻蚀掉，形成栅漏间第一区域和第二区域以及栅源间第三区域；

（6）将制备好欧姆接触的器件进行光刻，形成基极区域，然后放入电子束蒸发台中淀积Ni/Au=20/20nm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；

（7）对完成基极制备的器件进行光刻，形成栅极金属、栅源场板和漏极场板区域，然后放入电子束蒸发台中淀积Ni/Au=20/200nm并进行剥离，完成栅极、栅源场板和漏极场板的制备；

（8）将完成制备的器件放入PECVD反应室淀积SiN钝化膜，钝化膜的淀积厚度为200nm-300nm；

（9）将器件再次进行清洗、光刻显影，形成SiN薄膜的刻蚀区，并放入ICP干法刻蚀反应室中刻蚀，将源极、漏极和栅极上面覆盖的SiN薄膜刻蚀掉；

（10）将器件进行清洗、光刻显影，并放入电子束蒸发台中淀积Ti/Au=20/200nm的加厚电极，完成整体器件的制备。