[发明专利]氮化镓基功率开关器件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种氮化镓基功率开关器件及其制作方法。

背景技术

随着人们对半导体器件要求的提高，氮化镓基功率开关器件以其独特的能带特点和优异的电学、光学性质受到了越来越多的关注，而提高击穿电压和降低泄漏电流一直是功率开关器件面临的重要挑战。对于硅基功率开关器件或碳化硅基功率开关器件来说，良好的场环设计可以提高功率开关器件的击穿电压并降低泄漏电流，考虑到杂质的有效激活率，场环设计需依靠离子注入来实现P型掺杂。但对于氮化镓基功率开关器件来说，尚未存在场环设计，原因之一是采用离子注入方式容易导致氮化镓基功率开关器件的杂质有效激活率低，离子注入后必须用退火技术提高杂质的有效激活率。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：氮化镓基功率开关器件的场环设计难以依靠离子注入的方式实现P型掺杂。

发明内容

本发明提供的氮化镓基功率开关器件及其制作方法，采用外延法替代离子注入法来形成氮化镓基功率开关器件中的P型掺杂结构，杂质有效激活率高，避免了依靠退火技术来提高离子注入中杂质有效激活率的问题，降低了工艺实现的难度。

第一方面，本发明提供一种氮化镓基功率开关器件的制作方法，包括：

在轻掺杂N型氮化镓外延片上方生长P型氮化镓外延层；

对所述P型氮化镓外延层和所述轻掺杂N型氮化镓外延片进行刻蚀，以形成贯穿于所述P型氮化镓外延层或贯穿于所述P型氮化镓外延层并伸入所述轻掺杂N型氮化镓外延片中的场环结构；

在含有所述场环结构的P型氮化镓外延层上方生长轻掺杂N型氮化镓外延层；

其中，所述场环结构包括至少一个槽形结构。

可选地，所述在轻掺杂N型氮化镓外延片上方生长P型氮化镓外延层包括：

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轻掺杂N型氮化镓外延片上方生长所述P型氮化镓外延层。

可选地，在所述对所述P型氮化镓外延层和所述轻掺杂N型氮化镓外延片进行刻蚀之前，还包括：

在所述P型氮化镓外延层的表面覆盖阻挡层。

可选地，所述P型氮化镓外延层的厚度小于所述轻掺杂N型氮化镓外延片的厚度。

可选地，所述阻挡层为氧化硅或者氮化硅。

第二方面，本发明提供一种氮化镓基功率开关器件，包括：轻掺杂N型氮化镓外延片、所述轻掺杂N型氮化镓外延片上方生长出的P型氮化镓外延层、所述P型氮化镓外延层上方生长出的轻掺杂N型氮化镓外延层以及贯穿于所述P型氮化镓外延层或贯穿于所述P型氮化镓外延层并伸入所述轻掺杂N型氮化镓外延片中的场环结构，其中，所述场环结构包括至少一个槽形结构。

可选地，所述轻掺杂N型氮化镓外延片上方生长出的P型氮化镓外延层是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形成的。

可选地，所述P型氮化镓外延层的表面覆盖有阻挡层。

可选地，所述P型氮化镓外延层的厚度小于所述轻掺杂N型氮化镓外延片的厚度。

可选地，所述阻挡层为氧化硅或者氮化硅。

本发明实施例提供的氮化镓基功率开关器件及其制作方法，在轻掺杂N型氮化镓外延片上方生长P型氮化镓外延层；对所述P型氮化镓外延层和所述轻掺杂N型氮化镓外延片进行刻蚀，以形成贯穿于所述P型氮化镓外延层或贯穿于所述P型氮化镓外延层并伸入所述轻掺杂N型氮化镓外延片中的场环结构；在含有所述场环结构的P型氮化镓外延层上方生长轻掺杂N型氮化镓外延层；其中，所述场环结构包括至少一个槽形结构。与现有技术相比，本发明通过采用外延法替代离子注入法来形成氮化镓基功率开关器件中的P型掺杂结构，杂质有效激活率高，避免了依靠退火技术来提高离子注入中杂质有效激活率的问题，降低了工艺实现的难度。

附图说明

图1为本发明一实施例氮化镓基功率开关器件的制作方法的流程图；

图2为本发明另一实施例氮化镓基功率开关器件的制作方法的流程图；

图3为本发明一实施例氮化镓基功率开关器件的结构示意图；

图4为本发明另一实施例氮化镓基功率开关器件的结构示意图。

具体实施方式