[发明专利]一种选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管结构及实现方法

权利要求书

1.一种选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管，其特征在于：所述结构包括：漏极金属、衬底、n^-漂移区、P型GaN、电流孔径结构、非故意掺杂GaN、AlGaN势垒层、凹槽结构、栅介质层、栅极金属和源极金属；所述晶体管制备方法包括：在衬底上生长n^-漂移区，P型GaN，并在P型GaN刻蚀形成电流孔径结构、再生长非故意掺杂GaN和AlGaN势垒层，去除电流孔径周围、P-GaN和非故意掺杂GaN上方的AlGaN势垒层以形成凹槽结构，淀积栅极介质，在电流孔径和凹槽结构上淀积栅极金属，凹槽栅和电流孔径上方的平面栅共同构成选择区域凹槽栅结构，最后淀积源极和漏极金属。

2.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管，其特征在于：其中的衬底材料为GaN自支撑衬底。

3.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管，其特征在于：其中的n^-漂移区材料为GaN。

4.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管，生长n^-漂移区和P型GaN的方法有：MOCVD、MBE以及MOCVD和MBE结合的方法。

5.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管，在P型GaN上形成电流孔径的方法有：ICP-RIE或者RIE干法刻蚀、KOH或者TMAH溶液的湿法腐蚀以及ICP-RIE或者RIE干法刻蚀和KOH或者TMAH溶液湿法腐蚀相结合的方法。

6.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管，再生长非故意掺杂GaN和AlGaN势垒层的方法有：MOCVD、MBE以及MOCVD和MBE结合的方法。

7.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管，其特征在于：栅极刻蚀区域的AlGaN势垒层部分或者全部被去除。

8.根据权利要求7所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管，其特征在于：去除AlGaN势垒层的方法包括ICP-RIE或者RIE干法刻蚀、KOH或者TMAH溶液的湿法腐蚀以及ICP-RIE或者RIE干法刻蚀和KOH或者TMAH溶液湿法腐蚀相结合的方法。

9.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管，其特征在于：栅极介质材料为以下材料中的任意一种：Si₃N₄、Al₂O₃、AlN、HfO₂、SiO₂、HfTiO、Sc₂O₃、Ga₂O₃、MgO、SiNO。

10.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管，其特征在于：源极由P-GaN接触金属以及非故意掺杂GaN、AlGaN势垒层接触金属构成，为以下导电材料的一种或多种的组合：钛、铝、铂、铱、镍、金、钼、钯、硒、铍、TiN、ITO。

11.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管，其特征在于：栅极和漏极金属可以为以下导电材料的一种或多种的组合：钛、铝、铂、铱、镍、金、钼、钯、硒、铍、TiN、ITO。