[发明专利]调节式GaN器件及其制备方法在审
| 申请号： | 202310769754.2 | 申请日： | 2023-06-28 |
| 公开（公告）号： | CN116544276A | 公开（公告）日： | 2023-08-04 |
| 发明（设计）人： | 郁发新;莫炯炯;开翠红;吕贝贝;张立星 | 申请（专利权）人： | 浙江大学 |
| 主分类号： | H01L29/778 | 分类号： | H01L29/778;H01L29/06;H01L29/10;H01L21/335 |
| 代理公司： | 上海光华专利事务所(普通合伙) 31219 | 代理人： | 卢炳琼 |
| 地址： | 310058 浙江*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 调节 gan 器件 及其 制备 方法 | ||
1.一种调节式GaN器件，其特征在于，所述调节式GaN器件包括：
衬底；
外延结构，所述外延结构位于所述衬底上，包括自下而上叠置的GaN沟道层、AlGaN势垒层及位于所述AlGaN势垒层上的多个间隔设置的P-GaN岛，其中，临近的所述P-GaN岛之间构成间隔通道，通过所述间隔通道及所述P-GaN岛提供具有Vth1及Vth2的双阈值GaN器件，且Vth1﹤0﹤Vth2；
栅电极，所述栅电极位于所述P-GaN岛上且与所述P-GaN岛对应设置；
栅金属互联结构，所述栅金属互联结构位于所述栅电极上，且所述栅金属互联结构电连接各所述栅电极。
2.根据权利要求1所述的调节式GaN器件，其特征在于：所述外延结构还包括位于所述衬底与所述GaN沟道层之间的AlN缓冲层、位于所述GaN沟道层与所述AlGaN势垒层之间的AlN插入层及位于所述AlGaN势垒层与所述P-GaN岛之间的AlN刻蚀停止层中的一种或组合。
3.根据权利要求1所述的调节式GaN器件，其特征在于：所述外延结构的厚度为100~650nm。
4.根据权利要求1所述的调节式GaN器件，其特征在于：所述P-GaN岛的横截面形貌包括圆形、椭圆形及多边形中的一种或组合；所述间隔通道的横截面形貌包括直线形、S形、环形中的一种或组合。
5.根据权利要求1所述的调节式GaN器件，其特征在于：所述P-GaN岛的长为0.5~1μm，宽为2~5μm，临近的所述P-GaN岛之间的所述间隔通道的宽为0.5~2μm。
6.一种调节式GaN器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供衬底；
于所述衬底上形成外延结构，所述外延结构包括自下而上叠置的GaN沟道层、AlGaN势垒层及位于所述AlGaN势垒层上的P-GaN层；
结合掩膜版，图形化所述P-GaN层，形成多个间隔设置的P-GaN岛，其中，临近的所述P-GaN岛之间构成间隔通道，通过所述间隔通道及所述P-GaN岛提供具有Vth1及Vth2的双阈值GaN器件，且Vth1﹤0﹤Vth2；
于所述P-GaN岛上形成与所述P-GaN岛对应设置的栅电极；
于所述栅电极上形成栅金属互联结构，且所述栅金属互联结构电连接各所述栅电极。
7.根据权利要求6所述的调节式GaN器件的制备方法，其特征在于：形成所述外延结构时，还包括于所述衬底与所述GaN沟道层之间形成AlN缓冲层的步骤、于所述GaN沟道层与所述AlGaN势垒层之间形成AlN插入层的步骤及于所述AlGaN势垒层与所述P-GaN层之间形成AlN刻蚀停止层的步骤中的一种或组合；其中，形成的所述外延结构的厚度为100~650nm。
8.根据权利要求6所述的调节式GaN器件的制备方法，其特征在于：形成的所述P-GaN岛的横截面形貌包括圆形、椭圆形及多边形中的一种或组合；形成的所述间隔通道的横截面形貌包括直线形、S形、环形中的一种或组合。
9.根据权利要求6所述的调节式GaN器件的制备方法，其特征在于：形成的所述P-GaN岛的长为0.5~1μm，宽为2~5μm，临近的所述P-GaN岛之间的所述间隔通道的宽为0.5~2μm。
10.根据权利要求6所述的调节式GaN器件的制备方法，其特征在于：所述衬底包括SiC衬底、蓝宝石衬底、GaN衬底或Si衬底。
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