[发明专利]浮空型漏场板电流孔径器件及其制作方法

权利要求书

1.一种浮空型漏场板电流孔径器件，包括:GaN衬底(1)、GaN漂移层(2)、孔径层(3)、两个对称的电流阻挡层(4)、沟道层(6)、势垒层(7)和钝化层(13)，沟道层(6)和势垒层(7)的两侧刻蚀有源槽(8)，两侧源槽(8)中淀积有两个源极(9)，源极(9)之间的势垒层上面淀积有栅极(10)，GaN衬底(1)下面淀积有肖特基漏极(11)，钝化层(13)完全包裹在除肖特基漏极(11)底部以外的所有区域，两侧的钝化层内制作有浮空型漏场板(12)，两个对称的电流阻挡层(4)之间形成孔径(5)，其特征在于：

所述浮空型漏场板(12)，是由自下而上的第一场板、第二场板、第三场板至第m场板构成，第一场板为漏场板，并与肖特基漏极电气连接，第二场板、第三场板至第m场板为浮空场板，且各浮空场板相互独立，m根据器件实际使用要求确定，其值为大于等于2的整数；

所述钝化层(13)，是由若干层绝缘介质材料自下而上堆叠而成。

2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于浮空型漏场板(12)中，各场板的厚度L均相同，宽度D均相同。

3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于浮空型漏场板(12)中，相邻场板之间绝缘介质材料的厚度，即相邻场板之间的垂直间距S_i不同，且自下而上依次增大，i为整数且m-1≥i≥1。

4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于浮空型漏场板(12)中，同一侧的第一场板至第m场板均相互平行，且距离GaN漂移层(2)的水平距离T均相等，T为0.2～0.6μm，第一场板下边缘与GaN衬底(1)下边缘水平对齐。

5.一种制作浮空型漏场板电流孔径器件的方法，包括：

A.在n^-型GaN衬底(1)上外延n^-型GaN半导体材料，形成GaN漂移层(2)；

B.在GaN漂移层(2)上外延n型GaN半导体材料，形成厚度h为0.4～2μm、掺杂浓度为1×10¹⁵～1×10¹⁸cm^-3的孔径层(3)；

C.在孔径层(3)上制作掩模，利用该掩模在孔径层内的两侧位置注入剂量为1×10¹⁵～1×10¹⁶cm^-2的p型杂质，制作厚度a与孔径层厚度h相同，宽度b为0.8～4μm的两个电流阻挡层(4)，左右电流阻挡层(4)之间形成孔径(5)；

D.在两个电流阻挡层(4)和孔径(5)上部外延GaN半导体材料，形成厚度为0.04～0.2μm的沟道层(6)；

E.在沟道层(6)上部外延GaN基宽禁带半导体材料，形成厚度为5～50nm的势垒层(7)；

F.在势垒层(7)上部制作掩模，利用该掩模在势垒层(7)左、右两侧进行刻蚀，且刻蚀深度大于势垒层厚度但小于势垒层与沟道层的总厚度，形成左、右两个源槽(8)；

G.在两个源槽(8)上部和两个源槽(8)之间的势垒层(7)上部制作掩模，利用该掩模在两个源槽(8)中淀积金属，且所淀积金属的厚度大于源槽(8)的深度，以制作源极(9)；

H.在源极(9)上部和源极(9)之间的势垒层(7)上部制作掩模，利用该掩模在两个源极(9)之间的势垒层(7)上部淀积金属，以制作栅极(10)；

I.在GaN衬底(1)背面上淀积金属，以制作肖特基漏极(11)；

J.淀积一层绝缘介质材料，以覆盖除了肖特基漏极底部以外的其他区域，且左、右两侧的绝缘介质材料的厚度与肖特基漏极的厚度相同；

K.在绝缘介质材料上部制作掩模，利用该掩模在左右两侧的绝缘介质材料上部淀积宽度D为0.5～6μm、厚度L为0.5～3μm的金属，所淀积金属距离GaN衬底的水平距离T为0.2～0.6μm，且所淀积金属的下边缘与GaN衬底下边缘水平对齐，以制作第一场板，并将该第一场板与肖特基漏极电气连接；

L.制作第二场板至第m场板：

L1)在第一场板和步骤J中淀积的绝缘介质材料上部再淀积一层绝缘介质材料；

L2)在步骤L1)淀积的绝缘介质材料上制作掩模，利用该掩模在左、右两侧的绝缘介质上淀积宽度D为0.5～6μm、厚度L为0.5～3μm的金属，以制作第二场板，第二场板与第一场板间距为S₁，第二场板距离GaN漂移层2的水平距离T为0.2～0.6μm；

L3)在第二场板和步骤L1)淀积的绝缘介质材料上再淀积一层绝缘介质材料；

L4)在步骤L3)淀积的绝缘介质材料上制作掩模，利用该掩模在左、右两侧的绝缘介质上淀积宽度D为0.5～6μm、厚度L为0.5～3μm的金属，以制作第三场板，第三场板与第二场板间距为S₂，第三场板距离GaN漂移层2的水平距离T为0.2～0.6μm；

依次类推，直至形成第m场板，第一场板至第m场板构成浮空型漏场板(12)，m根据器件实际使用要求确定，其值为大于等于2的整数；

M.淀积绝缘介质材料覆盖器件上部，由所有淀积的绝缘介质材料形成钝化层(13)，完成整个器件的制作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于第二场板与第一场板间距为S₁，S₁为0.2～0.8μm。