[发明专利]基于欧姆再生长的GaN基射频功率器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于欧姆再生长的GaN基射频功率器件的制备方法，其特征在于，包括：

S1：在衬底上生长GaN基异质结，包括：利用MOCVD设备在所述衬底上自下而上依次层叠生长GaN缓冲层和势垒层；

S2：采用干法刻蚀工艺对所述GaN基异质结的欧姆区域进行刻蚀，刻蚀至所述GaN基异质结的界面以下至少20nm处，形成欧姆再生长区域以进行欧姆再生长；包括：

S21：在所述势垒层上涂覆光刻胶，在器件顶面两侧曝光显影形成刻蚀区域；

S22：利用ICP刻蚀设备，采用干法刻蚀工艺对所述刻蚀区域进行刻蚀，刻蚀至所述GaN缓冲层与所述势垒层的界面以下至少20nm处，形成欧姆再生长区域以进行欧姆再生长，其中，刻蚀气体为BCl₃和Cl₂混合气体；

S3：在器件表面外延生长n⁺GaN层；

S4：采用干法刻蚀工艺对所述n⁺GaN层进行自终止刻蚀，去除所述欧姆再生长区域之间的n⁺GaN层；包括：

S41：在所述n⁺GaN层上涂覆光刻胶，在所述欧姆再生长区域之间曝光显影形成自终止刻蚀区域；

S42：利用ICP刻蚀设备，采用干法刻蚀工艺将所述自终止刻蚀区域的n⁺GaN层进行自终止刻蚀，去除所述欧姆再生长区域之间的n⁺GaN层，其中，欧姆再生长区域之间的n⁺GaN层的中间部分被去除，两端部分的n⁺GaN层保留在势垒层上；

S5：利用离子注入设备，在器件的两侧形成隔离区；

S6：在所述欧姆再生长区域的n⁺GaN层上淀积金属，形成源极和漏极；

S7：在器件表面形成钝化层；

S8：采用干法刻蚀工艺对栅极区域的钝化层进行刻蚀，形成栅极凹槽，在所述栅极凹槽淀积金属形成栅极。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述GaN缓冲层包括自下而上依次层叠设置的Fe或C掺杂GaN层以及非故意掺杂GaN层；

所述势垒层为AlN、ScAlN、InAlN或AlGaN中的一种，AlGaN的Al组分大于50％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述S3中，所述n⁺GaN层的掺杂浓度为5×10¹⁹cm^-3-5×10²⁰cm^-3。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，自终止刻蚀气体为SF₆与BCl₃的混合气体，其中，SF₆与BCl₃的气体流量比例为1:3，SF₆的气体流量为5-15sccm，BCl₃流量为15-45sccm；

刻蚀工艺参数为：ICP上电极功率为160-240W，ICP下电极功率为24-36W，压力为2-8mTorr。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S6包括：采用电子束蒸发设备在所述欧姆再生长区域的n⁺GaN层上淀积Ti/Al/Ni/Au欧姆叠层金属，形成源极和漏极。