[发明专利]GaN基垂直型功率晶体管器件及其制作方法在审
| 申请号： | 201810544039.8 | 申请日： | 2018-05-28 |
| 公开（公告）号： | CN108807542A | 公开（公告）日： | 2018-11-13 |
| 发明（设计）人： | 刘新宇;王成森;黄森;王鑫华;康玄武;魏珂;黄健 | 申请（专利权）人： | 捷捷半导体有限公司;中国科学院微电子研究所 |
| 主分类号： | H01L29/78 | 分类号： | H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336 |
| 代理公司： | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人： | 任岩 |
| 地址： | 226017 江苏省*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 垂直型功率 晶体管器件 衬底 异质结构 势垒层 晶体管 势垒 制作 工艺难度 功率转换 横向器件 钝化层 高电流 漏极 源极 兼容 应用 | ||
1.一种GaN基垂直型功率晶体管器件，包括：
N型GaN衬底；
形成于所述N型GaN衬底上的N型GaN外延层；
形成于所述N型GaN外延层上的Al(In，Ga)N背势垒层；
形成于所述Al(In，Ga)N背势垒层上的薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构；
形成于所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构上的钝化层以及栅极和源极，形成于所述N型GaN衬底上的漏极。
2.根据权利要求1所述的GaN基垂直型功率晶体管器件，其中，形成于所述N型GaN衬底上的N型GaN外延层为第一N型GaN外延层；
所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构包括：形成于所述Al(In，Ga)N背势垒层上的第二N型GaN外延层以及形成于所述第二N型GaN外延层上的Al(In，Ga)N薄势垒层。
3.根据权利要求1或2所述的GaN基垂直型功率晶体管器件，其中，
所述Al(扣，Ga)N背势垒层采用MOCVD、MBE或HVPE方法制备，厚度介于1nm～1000nm之间，其为N型或者P型掺杂背势垒层；
所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构是采用MOCVD，MBE或HVPE方法再生长形成。
4.根据权利要求3所述的GaN基垂直型功率晶体管器件，其中，
所述Al(In，Ga)N背势垒层是AlGaN或AlInN三元合金层，或者是AlInGaN四元合金层；
所述再生长薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构中Al(In，Ga)N薄势垒层可以是AlGaN或AlInN三元合金层，或者是AlInGaN四元合金，厚度介于0nm至10nm。
5.根据权利要求4所述的GaN基垂直型功率晶体管器件，其中，所述Al(In，Ga)N背势垒层是AlGaN三元合金层，其Al组分介于0～100％之间；或所述Al(In，Ga)N背势垒层是AlInN三元合金层，其Al组分介于0％～100％之间。
6.根据权利要求2所述的GaN基垂直型功率晶体管器件，其中，该GaN基垂直型功率晶体管器件形成有贯穿于所述Al(In，Ga)N背势垒层、或贯穿于所述Al(In，Ga)N背势垒层并伸入所述第一N型GaN外延层的刻蚀图形；所述第二N型GaN外延层形成于含有所述刻蚀图形的Al(In，Ga)N背势垒层上；所述刻蚀图形通过栅槽刻蚀技术(gate recess)形成。
7.根据权利要求1所述的GaN基垂直型功率晶体管器件，其中，
所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构中栅极和源极之间的二维电子气(2-D ElectronGas，2-DEG)通过SiN，SiO2或者极性AlN钝化层恢复；
所述SiN，SiO2或者极性AlN钝化层采用MOCVD，LPCVD，PECVD或ALD方法制备。
8.一种GaN基垂直型功率晶体管器件的制作方法，包括：
在N型GaN衬底上形成N型GaN外延层；
在所述N型GaN外延层上形成Al(In，Ga)N背势垒层；
在所述Al(In，Ga)N背势垒层上形成薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构；
在所述薄势垒Al(In，Ga)N/GaN异质结构上形成钝化层以及栅极和源极，在所述N型GaN衬底上形成漏极。
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