[发明专利]利用MBE再生长p-GaN的单栅结构GaN-JFET器件的方法

权利要求书

1.一种利用MBE再生长p-GaN的单栅结构GaN-JFET器件的方法，其步骤包括：

(1)MOCVD法在衬底上生长半绝缘的GaN层，再生长n-GaN沟道层，接着生长重掺n⁺-GaN层；

(2)在外延片表面旋涂一层光刻胶，将图形转移到光刻胶上，然后以光刻胶作为掩膜，使用ICP刻蚀的方法在步骤(1)生长的器件结构上刻蚀重掺n⁺-GaN层，只保留源漏区的重掺n⁺-GaN，将中间栅区的重掺n⁺-GaN刻蚀掉；刻蚀深度至重掺n⁺-GaN层与n-GaN沟道层交界处，被刻蚀掉的区域呈现出贯穿重掺n⁺-GaN层的条状；

(3)MBE法在台面两侧通过掩模选区外延生长p-GaN，使得p-GaN填充在重掺n⁺-GaN层被刻蚀掉的区域，与n-GaN沟道层形成p-n结；

(4)使用电子束蒸镀的方法，在重掺n⁺-GaN层未被刻蚀的区域分别制作源电极和漏电极，在p-GaN上制作栅电极。

2.根据权利要求1所述的利用MBE再生长p-GaN的单栅结构GaN-JFET器件的方法，其特征在于：所述半绝缘GaN层厚度为3-5μm。

3.根据权利要求2所述的利用MBE再生长p-GaN的单栅结构GaN-JFET器件的方法，其特征在于：所述n-GaN沟道层厚度为50nm。

4.根据权利要求3所述的利用MBE再生长p-GaN的单栅结构GaN-JFET器件的方法，其特征在于：所述重掺n⁺-GaN层的厚度为80nm，掺杂浓度为5*10¹⁸-1*10¹⁹cm^-3。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的利用MBE再生长p-GaN的单栅结构GaN-JFET器件的方法，其特征在于：所述衬底为硅衬底、蓝宝石衬底或SiC衬底。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的利用MBE再生长p-GaN的单栅结构GaN-JFET器件的方法，其特征在于：步骤(2)中所述被刻蚀掉的n⁺-GaN的长度为0.8-2μm，宽度为50-80μm。

7.根据权利要求6所述的利用MBE再生长p-GaN的单栅结构GaN-JFET器件的方法，其特征在于：步骤(3)中具体生长条件为：生长温度为700-800℃，在富Ga生长的条件下进行Mg掺杂，掺杂浓度1*10¹⁹cm^-3，其高度与n-GaN沟道层齐平或略高于重掺n⁺-GaN层，高度差在10nm以下。

8.根据权利要求7所述的利用MBE再生长p-GaN的单栅结构GaN-JFET器件的方法，其特征在于：步骤(4)中所述源电极和漏电极为Ti/Al/Ni/Au多层金属，厚度为30/150/50/100nm，栅电极为Ni/Au多层金属，厚度为50/100nm。