[发明专利]一种场板下方具有蜂窝凹槽势垒层结构的常关型HEMT器件及其制备方法

权利要求书

1.一种场板下方具有蜂窝凹槽势垒层结构的常关型HEMT器件，其特征在于，在半导体衬底上依次生长缓冲层、i-GaN层、插入层、势垒层和栅介质层，所述势垒层局部区域刻蚀有若干蜂窝凹槽，所述i-GaN层一侧刻蚀成阶梯层，在所述阶梯层上设置源电极，所述i-GaN层另一侧设置漏电极，所述势垒层上方设置栅介质层，所述栅介质层一端与所述漏电极接触连接、另一端覆盖并生长到所述蜂窝凹槽中、并且延伸至所述源电极，所述栅介质层上方、在所述蜂窝凹槽对应区域设置栅电极，所述栅电极向所述源电极方向延伸；

制备方法步骤如下：

S1、在衬底上依次生长缓冲层、i-GaN层、插入层和势垒层；

S2、采用ICP刻蚀法或离子注入法对器件进行隔离；

S3、采用ICP设备，利用Cl基气体对源区进行深刻蚀、对场板下方蜂窝凹槽进行浅刻蚀；

S4、采用电子束蒸发法沉积金属结构形成源电极和漏电极，在氮气中进行退火处理，形成欧姆接触；

S5、采用ALD或PECVD的方法生长栅介质层；

S6、采用电子束蒸发法沉积金属结构形成栅电极，栅电极覆盖蜂窝凹槽后向漏极方向延伸形成场板；

S7、采用PECVD的方法沉积钝化层，对各电极区域腐蚀钝化层开窗口引线。

2.如权利要求1所述的场板下方具有蜂窝凹槽势垒层结构的常关型HEMT器件，其特征在于，所述衬底为Si，所述缓冲层为GaN，所述插入层为AlN或者Al组分的AlGaN，所述势垒层为AlGaN，所述栅介质层为Al₂O₃或Si₃N₄。

3.如权利要求1所述的场板下方具有蜂窝凹槽势垒层结构的常关型HEMT器件，其特征在于，蜂窝凹槽区域宽度为2.5μm，蜂窝凹槽区域包括若干方形凹槽，每个方形凹槽边长为300nm，间距为200nm。

4.如权利要求1所述的场板下方具有蜂窝凹槽势垒层结构的常关型HEMT器件，其特征在于，所述源电极和漏电极为Ti/Al/Ni/Au复合金属结构，所述栅电极为Ni/Au复合金属结构。

5.如权利要求1所述的场板下方具有蜂窝凹槽势垒层结构的常关型HEMT器件，其特征在于，步骤S3中，源区刻蚀深度为300nm-800nm，场板下方蜂窝凹槽区域刻蚀深度为5nm-20nm。

6.如权利要求1所述的场板下方具有蜂窝凹槽势垒层结构的常关型HEMT器件，其特征在于，步骤S4中，所述金属结构为Ti/Al/Ni/Au复合金属结构。

7.如权利要求1所述的场板下方具有蜂窝凹槽势垒层结构的常关型HEMT器件，其特征在于，步骤S5中，所述栅介质层的厚度为10nm-50nm。

8.如权利要求1所述的场板下方具有蜂窝凹槽势垒层结构的常关型HEMT器件，其特征在于，步骤S6中，所述金属结构为Ni/Au复合金属结构。