[发明专利]氧化镓垂直场效应晶体管制备方法及场效应晶体管

说明书

本发明适用于半导体技术领域，提供了一种氧化镓垂直场效应晶体管制备方法及场效应晶体管，上述方法包括：在氧化镓衬底的上表面生长氧化镓沟道层；对氧化镓沟道层进行离子注入掺杂，形成源区；其中，离子注入的深度小于氧化镓沟道层的厚度；在氧化镓沟道层上生长掩膜层；对氧化镓沟道层上未被掩膜层覆盖的区域进行刻蚀，形成多个沟槽；在多个沟槽及多个沟槽之间的凸台上生长P型介质层及栅电极层；去除掩膜层；在凸台上制备源电极；其中，源电极连通各个凸台；在氧化镓衬底的下表面制备漏电极。本发明采用自对准技术，通过P型介质层形成PN结，制备过程简单，降低了垂直场效应晶体管的制备难度。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种氧化镓垂直场效应晶体管制备方法及场效应晶体管。

背景技术

超宽禁带氧化镓作为一种新的半导体材料，在击穿场强、巴利加(Baliga)优值和成本等方面优势突出。β-Ga₂O₃材料巴利加优值是GaN(氮化镓)材料的4倍，是SiC(碳化硅)材料的10倍，是Si材料的3444倍。β-Ga₂O₃功率器件与GaN和SiC器件相同耐压情况下，导通电阻更低，功耗更小，能够极大地降低器件工作时的电能损耗。

现有技术中，Ga₂O₃场效应晶体管(FET)多为横向器件，而商用市场更偏向于采用纵向MOSFET功率器件。然而，由于Ga₂O₃难以实现有效的p型掺杂，Ga₂O₃纵向MOSFET制备十分困难。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种氧化镓垂直场效应晶体管制备方法及场效应晶体管，以解决现有技术中纵向Ga₂O₃场效应晶体管器件制备困难的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种氧化镓垂直场效应晶体管制备方法，包括：

在氧化镓衬底的上表面生长氧化镓沟道层；

对氧化镓沟道层进行离子注入掺杂，形成源区；其中，离子注入的深度小于氧化镓沟道层的厚度；

在氧化镓沟道层上生长掩膜层；

对氧化镓沟道层上未被掩膜层覆盖的区域进行刻蚀，形成多个沟槽；其中，氧化镓沟道层的刻蚀深度小于氧化镓沟道层的厚度，且大于离子注入的深度；

在多个沟槽及多个沟槽之间的凸台上生长P型介质层；

在P型介质层上生长栅电极层；

去除掩膜层；

在凸台上制备源电极；其中，源电极连通各个凸台；

在氧化镓衬底的下表面制备漏电极。

可选的，在凸台上制备源电极，包括：

在栅电极层及各个凸台上生长腐蚀牺牲层；

对腐蚀牺牲层的上部进行刻蚀，形成源极窗口；其中，源极窗口与各个凸台连通；

在源极窗口中生长源电极。

可选的，腐蚀牺牲层的形成材料为SiO₂或SiN。

可选的，在在多个沟槽及多个沟槽之间的凸台上生长P型介质层之后，方法还包括：

在P型介质层上生长栅介质层；

在P型介质层上生长栅电极层，包括：

在栅介质层上生长栅电极层。