[发明专利]GaN器件结构及其制备方法

权利要求书

1.一种GaN器件结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

提供衬底；

在所述衬底上形成外延结构，至少包括自下而上设置的GaN沟道层和势垒层；

在所述外延结构上形成辅助功能结构，所述辅助功能结构包括n层为p型掺杂层的辅助单元层，且自下而上分别为第1层至第n层，n为大于等于2的整数，其中，每层所述单元层的掺杂浓度介于(0.8-1.2)n﹡10¹⁸/cm³之间，所述辅助单元层的掺杂浓度自下层至上层逐渐增加；

在所述辅助功能结构表面定义出栅极区，并刻蚀去除所述栅极区外围的部分所述辅助功能结构至所述势垒层，得到与所述栅极区对应的辅助功能部；

制备源极电极、漏极电极和与所述栅极区对应的栅极电极，以得到所述GaN器件结构。

2.根据权利要求1所述的GaN器件结构的制备方法，其特征在于，所述辅助功能结构包括AlGaN功能结构及GaN功能结构中的任意一种，其中，当包括所述AlGaN功能结构时，所述AlGaN功能结构包括若干个AlGaN单元层，作为所述辅助单元层；当包括所述GaN功能结构时，所述GaN功能结构包括若干个GaN单元层，作为所述辅助单元层。

3.根据权利要求2所述的GaN器件结构的制备方法，其特征在于，当所述辅助功能结构选择为所述AlGaN功能结构时，所述制备方法还包括步骤：在所述AlGaN功能结构与所述势垒层之间形成GaN插入层。

4.根据权利要求1所述的GaN器件结构的制备方法，其特征在于，所述辅助功能结构的总掺杂浓度介于10¹⁸/cm³-10¹⁹/cm³之间，总厚度介于10nm-100nm之间。

5.根据权利要求1所述的GaN器件结构的制备方法，其特征在于，在所述外延结构表面定义所述栅极区的步骤包括：在所述外延结构表面形成ITO材料层，利用光刻工艺在所述ITO材料层中定义出所述栅极区，并去除所述栅极区周围的所述ITO材料层，并以所述栅极区的所述ITO材料层作为形成所述辅助功能部进行刻蚀的掩膜版。

6.根据权利要求1所述的GaN器件结构的制备方法，其特征在于，刻蚀去除所述栅极区外围的部分所述辅助功能结构的方式包括：先采用刻蚀工艺对所述辅助功能结构进行刻蚀，再采用氧化结合湿法刻蚀的方式继续进行刻蚀至所述势垒层。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的GaN器件结构的制备方法，其特征在于，所述辅助功能部的纵截面形状为梯形，制备梯形的所述辅助功能部的方式为：在所述辅助功能结构上制备梯形掩膜版，并基于所述梯形掩膜版进行刻蚀，以将所述梯形掩膜版的图形转移到所述辅助功能结构上，得到所述辅助功能部。

8.根据权利要求7所述的GaN器件结构的制备方法，其特征在于，形成所述梯形掩膜版的方式为：在所述辅助功能结构上形成掩膜材料层；采用电子束曝光技术进行曝光，其中，曝光剂量自所述栅极区至两侧逐渐增加；对曝光后的结构进行显影得到台阶式掩膜版；对所述台阶式掩膜版进行回火，得到所述梯形掩膜版。

9.一种GaN器件结构，其特征在于，所述GaN器件结构包括：

衬底；

外延结构，形成在所述衬底上，至少包括自下而上设置的GaN沟道层和势垒层；

辅助功能部，表面定义有栅极区，所述辅助功能部对应所述栅极区形成在所述外延结构上，其中，所述辅助功能部 包括n层为p型掺杂层的辅助单元层，且自下而上分别为第1层至第n层，n为大于等于2的整数，其中，每层所述单元层的掺杂浓度介于(0.8-1.2)n﹡10¹⁸/cm³之间，所述辅助单元层的掺杂浓度自下层至上层逐渐增加；

源极电极、漏极电极和栅极电极，形成在所述外延结构上，且所述栅极电极与所述栅极区相对应，所述源极电极和所述漏极电极位于所述辅助功能部外围。