[发明专利]一种多沟道GaN HEMT器件及制作方法

权利要求书

1.一种多沟道GaN HEMT器件，其特征在于，包括从下至上依次生长的衬底（1）、高阻缓冲层（2）、多层沟道结构、介质掩膜层（4）和隔离介质层（8）；所述多层沟道结构为交替的势垒层（5）与沟道层（6），且所述多层沟道结构的底层和顶层均为势垒层（5）；还包括底栅控制层（31）、顶栅控制层（32）、栅电极、源电极和漏电极；所述高阻缓冲层（2）的上表面位于所述多层沟道结构的底层势垒层（5）中生长有所述底栅控制层（31），所述多层沟道结构的顶层势垒层（5）的上表面位于所述介质掩膜层（4）中生长有所述顶栅控制层（32），所述栅电极用于连通所述底栅控制层（31）和所述顶栅控制层（32），所述栅电极外包裹有用于隔离所述多层沟道结构的隔离介质层（8），所述源电极和所述漏电极位于所述多层沟道结构的两侧，且贯穿所述多层沟道结构的顶层势垒层（5）、中间沟道层（6）和中间势垒层（5）延伸至底层势垒层（5）的上表面；所述隔离介质层（8）和所述介质掩膜层（4）开设有裸露所述栅电极、所述源电极和所述漏电极的窗口。

2.根据权利要求1所述一种多沟道GaN HEMT器件，其特征在于，所述衬底（1）为硅、GaN、SiC或蓝宝石；所述高阻缓冲层（2）为AlGaN或GaN，电阻率大于1E6Ω.m。

3.根据权利要求1所述一种多沟道GaN HEMT器件，其特征在于，栅控制层（3）包括所述底栅控制层（31）和所述顶栅控制层（32），所述栅控制层（3）为掺杂GaN材料，掺镁、硅或锗元素形成n型或者p型材料，掺杂后离化载流子浓度大于1E17cm^-3。

4.根据权利要求1所述一种多沟道GaN HEMT器件，其特征在于，所述介质掩膜层（4）为SiO₂或Si₃N₄氟基等离子体或含氟湿法溶液可以刻蚀的介质材料。

5.根据权利要求1所述一种多沟道GaN HEMT器件，其特征在于，所述势垒层（5）为AlGaN材料；所述沟道层（6）为非故意掺杂GaN材料，所述沟道层（6）厚度小于100nm。

6.根据权利要求1所述一种多沟道GaN HEMT器件，其特征在于，所述源电极和所述漏电极均为欧姆接触金属（7），所述欧姆接触金属（7）为Ti、Al、Ni、Au、Si及TiN组成的多层金属，其中Ti金属层或TiN金属层与底层势垒层（5）的上表面接触。

7.根据权利要求1所述一种多沟道GaN HEMT器件，其特征在于，所述隔离介质层（8）为沉积的AlO、HfO或AlN介质。

8.根据权利要求1所述一种多沟道GaN HEMT器件，其特征在于，所述栅电极为栅接触金属（9），所述栅接触金属（9）为可与GaN材料形成良好肖特基接触的金属。