[发明专利]氮化镓外延层生长在硅衬底上的纵向型器件的制造方法

摘要

一种氮化镓外延层生长在硅衬底上的纵向型器件制造方法，包括以下步骤：在硅单晶衬底上依次生长AlN层、AlGaN层、N+_GaN层、N型GaN外延层和P型GaN外延层；对所述P型GaN外延层进行刻蚀，形成沟槽；注入硅离子N型掺杂剂，使P型区转为N型区；在外延层最表面形成层间介质，并在所述层间介质中形成接触孔掩模开孔；形成发射区金属垫层和终端区场板；磨薄硅单晶的硅衬底，并对硅衬底的背表面进行开孔；刻蚀硅衬底暴露出来的硅表面，形成深沟槽；用金属填充沟槽，把硅单晶衬底背表面金属化，作为器件的背面电极。本发明的纵向型器件的制造方法，减少了器件尺寸和制造成本，同时，垂直结构的器件能够提供更高和更有效的功率和更好的性价比。

主权项

1.一种氮化镓外延层生长在硅衬底上的纵向型器件制造方法，该方法包括以下步骤：/n1）在硅单晶衬底上依次生长AlN层、AlGaN层、N+_GaN层、N型GaN外延层和P型GaN外延层；/n2）对所述P型GaN外延层进行刻蚀，形成沟槽；/n3）注入硅离子N型掺杂剂，使有硅离子注入的P型区转为N型区；/n4）在N型GaN外延层最表面形成层间介质，并在所述层间介质中形成接触孔；/n5）形成发射区金属垫层和终端区场板；/n6）磨薄硅单晶的硅衬底，在硅衬底背表面积淀光刻涂层，利用开孔掩模版的开孔步骤暴露出部分硅衬底的背表面；/n7）刻蚀硅衬底暴露出来的硅表面，形成深沟槽；/n8）用金属填充深沟槽，把硅单晶衬底背表面金属化，作为器件的背面电极；/n所述步骤2），进一步包括，在P型GaN外延层表面积淀光刻涂层，利用开孔掩模版暴露出部分P型GaN外延层的表面；采用干法刻蚀，刻蚀气体为C1₂／BCl₃，对暴露出的P型GaN外延层进行刻蚀，形成沟槽，沟槽深度为所述P型GaN外延层深度的一半；/n所述步骤3），进一步包括，对沟槽底P型GaN外延层表面注入硅离子 N型掺杂剂；去掉光刻涂层，然后用退火步骤使有硅离子注入的P型区转为N型区；/n所述步骤7），进一步包括，刻蚀硅衬底暴露出来的硅表面，形成深沟槽，刻蚀深度直抵硅单晶表面上的AlN外延层，然后把AlN外延层刻蚀掉，接着刻蚀掉AlN 之上的 AlGaN 外延层，暴露出AlGaN之上的高电子浓度的N型氮化镓暴露在深沟槽里。/n