[发明专利]增强型GaN基功率晶体管器件及其制作方法

权利要求书

1.一种增强型GaN基功率晶体管器件的制作方法，其特征在于，包括：

在重掺杂N型GaN衬底上方生长第一轻掺杂N型GaN外延层；

在所述第一轻掺杂N型GaN外延层上方生长P型GaN外延层；

对所述P型GaN外延层和所述第一轻掺杂N型GaN外延层进行刻蚀，以形成贯穿于所述P型GaN外延层或贯穿于所述P型GaN外延层并伸入所述第一轻掺杂N型GaN外延层的刻蚀图形；

在含有所述刻蚀图形的P型GaN外延层上方生长第二轻掺杂N型GaN外延层；

在所述第二轻掺杂N型GaN外延层上方生长Al(In，Ga)N薄势垒层，所述Al(In，Ga)N薄势垒层同所述第二轻掺杂N型GaN外延层形成了薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构；

在所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构上方生长钝化层；

制作栅极、源极和漏极，以形成所述增强型GaN基功率晶体管器件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二轻掺杂N型GaN外延层上方生长Al(In，Ga)N薄势垒层包括：

利用金属有机化合物化学气相沉积法、分子束外延法或者氢化物气相外延法在所述第二轻掺杂N型GaN外延层上方生长Al(In，Ga)N薄势垒层；

其中所述Al(In，Ga)N薄势垒层为AlGaN、AlInN或者InGaN三元合金层，或者AlInGaN四元合金层，所述Al(In，Ga)N薄势垒层的厚度为0.5nm至5nm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在第一轻掺杂N型GaN外延层上方生长P型GaN外延层包括：

利用金属有机化合物化学气相沉积法、分子束外延法或者氢化物气相外延法在所述第一轻掺杂N型GaN外延层上方生长所述P型GaN外延层。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在含有所述刻蚀图形的P型GaN外延层上方生长第二轻掺杂N型GaN外延层包括：

利用金属有机化合物化学气相沉积法、分子束外延法或者氢化物气相外延法在含有所述刻蚀图形的P型GaN外延层上方生长第二轻掺杂N型GaN外延层。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构上方生长钝化层包括：

利用金属有机化合物化学气相沉积法、低压力化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法或原子层沉积法在所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构上方生长钝化层；

其中，所述钝化层为氮化硅、二氧化硅、氮化铝或GaN。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述制作栅极、源极和漏极包括：

对所述钝化层的中间位置进行刻蚀以形成贯穿于所述钝化层的栅极区域，在所述栅极区域的表面覆盖栅极绝缘层，并在所述栅极绝缘层上方沉积接触金属作为所述增强型GaN基功率晶体管器件的栅极；

对所述钝化层、所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构和所述第二轻掺杂N型GaN外延层的两端位置进行刻蚀以形成贯穿于所述钝化层和所述Al(In，Ga)N薄势垒层并伸入所述第二轻掺杂N型GaN外延层中的源极区域或者贯穿于所述钝化层和所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构的源极区域，并在所述源极区域沉积接触金属作为所述增强型GaN基功率晶体管器件的源极，其中，所述源极既可以通过注入硅、铬或硒形成高掺杂层与所述P型GaN外延层相连，也可以通过刻蚀使所述源极与所述P型GaN外延层直接相连；

在所述重掺杂N型GaN衬底下方沉积接触金属作为所述增强型GaN基功率晶体管器件的漏极。

7.一种增强型GaN基功率晶体管器件，其特征在于，包括：重掺杂N型GaN衬底、所述重掺杂N型GaN衬底上方生长出的第一轻掺杂N型GaN外延层、所述第一轻掺杂N型GaN外延层上方生长出的P型GaN外延层、所述P型GaN外延层上方生长出的第二轻掺杂N型GaN外延层、贯穿于所述P型GaN外延层或贯穿于所述P型GaN外延层并伸入所述第一轻掺杂N型GaN外延层中的刻蚀图形、所述第二轻掺杂N型GaN外延层上方生长出的Al(In，Ga)N薄势垒层、所述Al(In，Ga)N薄势垒层同所述第二轻掺杂N型GaN外延层形成的薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构、所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构上方生长出的钝化层以及栅极、源极和漏极。