[发明专利]具有AlGaN/GaN异质结的垂直型场效应晶体管及其制作方法

摘要

本发明提出了一种具有AlGaN/GaN异质结的垂直型场效应晶体管及其制作方法。该器件具有两个特点：一是将AlGaN/GaN异质结形成的二维电子气用于形成器件的横向低阻导电通道；二是在器件漂移区中引入纵向低阻导电通道。器件关断时，由于二维电子气引入了新的电荷，改变了器件中的电场分布，提高了击穿电压，同时缓解了击穿电压与漂移区浓度之间的矛盾关系。器件导通时，由于新的导电通道改变了传统垂直型场效应晶体管的电流分布，使得在漂移区浓度较低的情况下也能实现较低的导通电阻。结合以上优势，在相同漂移区长度的情况下，本发明具有更高的耐压和更低的导通损耗。

主权项

1.具有AlGaN/GaN异质结的垂直型场效应晶体管，包括：半导体材料的衬底，兼作漏区；在衬底上外延生长形成的N型GaN外延层，作为漂移区；分别在漂移区上部的左、右两端区域形成的两处P型基区(9)；每一处P型基区(9)中形成沟道以及N+型源区(2)和P+沟道衬底接触(1)，其中N+型源区(2)与沟道邻接，P+沟道衬底接触(1)相对于N+型源区(2)位于沟道远端；栅介质层(3)，覆盖两处P型基区(9)相应的沟道部分；栅极(7)，位于栅氧化层上表面；源极(8)，覆盖两处P+沟道衬底接触(1)与相应N+型源区(2)相接区域的上表面；漏极(12)，位于衬底下表面；其特征在于：所述漂移区分为：在衬底上外延生长的轻掺杂漂移区(10)；在轻掺杂漂移区(10)中部通过离子注入形成的重掺杂漂移区(13)；对应于器件中部，在重掺杂漂移区(13)及其两侧邻接的轻掺杂漂移区(10)部分的表面异质外延生长有ALGaN层(4)，使得AlGaN/GaN异质结能够产生二维电子气，形成器件的横向低阻导电通道，并且在漂移区中引入纵向低阻导电通道；ALGaN层表面设置有源介质层(6)，满足覆盖二维电子气的界面，源介质层(6)设置有第三处源极(5)，三处源极共接。