[发明专利]一种GaN垂直MOSFET器件及其制作方法

说明书

本发明提供了提供了一种GaN垂直MOSFET器件及制作方法，涉及半导体技术领域，所述MOSFET器件包括：GaN外延层、GaN衬底和电流扩展层；所述电流扩展层位于所述GaN外延层及GaN衬底之间，利用金属对电流的良好的导电能力，在外延层下方插入，将JFET区流出的电流横向扩散到整个漂移区，从而将电流均匀扩展到整个芯片上，拓宽了导电路径。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种GaN垂直MOSFET器件及其制作方法。

背景技术

以SiC(碳化硅)、GaN氮化镓为代表的第三代半导体材料是功率电子器件应用的主要材料，由于宽禁带半导体材料具高温、高压、高频等特性，因此对于电力电子器件有着非常重要的意义。其中GaN和SiC材料相比具有更大的禁带宽度(导带底与价带顶之间的能量差即称为禁带宽度)，更高的电子饱和速度等优点，这些材料特性保证了GaN材料在微波等领域的高性能表现。因此GaN材料是制备电力电子器件的理想选择。

现有技术中，GaN外延层与GaN衬底直接接触，导通电流的能力不高。

发明内容

本发明的实施例提供了一种GaN垂直MOSFET器件及其制作方法，利用了金属对电流的良好的导电能力，将电流扩展到所有区域，拓宽导电路径，提升导通电流效率。

第一方面，本发明的实施例提供了一种GaN垂直MOSFET器件，所述MOSFET器件包括：GaN外延层、GaN衬底和电流扩展层；

所述电流扩展层位于所述GaN外延层及GaN衬底之间。

可选地，所述电流扩展层的材料为金属。

可选地，所述电流扩展层包括：

依次配置的，

第一金属层，配置于所述GaN外延层朝向GaN衬底的一侧表面；

第二金属层,材料包括In，配置于所述第一金属层表面；

第三金属层，配置于所述第二金属层与所述GaN衬底之间。

可选地，所述第一金属层材料包括Au、Ag、Ti、Ni、Cu；所述第三金属层材料包括Au、Ag、Ti、Ni、Cu。

可选地，所述第一金属层厚度为200纳米～2微米，第二金属层厚度为500纳米～2微米，第三金属层厚度为200纳米～2微米。

可选地，所述电流扩展层由石墨烯制成。

第二方面，本发明的实施例提供了一种GaN垂直MOSFET器件的制作方法，所述制作方法包括：

在第一衬底生长预设厚度的GaN外延层；

在所述GaN外延层表面制作第一金属层，在所述第一金属层的表面制作第二金属层；其中，所述第二金属层由In制成；

在第二衬底G的正面制作第三金属层；其中，所述第二衬底为GaN衬底；

将所述第三金属层及第二金属层合到一起；

将第一衬底剥离得到晶圆片；

基于所述晶圆片采用光刻、离子注入、退火、刻蚀、淀积工艺制作相应的垂直结构的MOSFET器件。

可选地，所述第一金属层由Au、Ag、Ti、Ni、Cu任意一种制成；所述第三金属层由Au、Ag、Ti、Ni、Cu任意一种制成。

可选地，所述第一金属层、第二金属层及第三金属层厚度呈预设比例配置。

可选地，通过键合的方法，将所述第一金属层、第二金属层及第三金属层依次键合到一起。

有益效果