基于超结槽栅的高压器件及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种基于超结槽栅的高压器件及其制作方法，依次包括衬底、GaN缓冲层、GaN沟道层、AlN隔离层、本征AlGaN层和AlGaN势垒层，所述AlGaN势垒层上间隔设有源极、栅极和漏极，源极和栅极之间设有线性AlGaN层，栅极和漏极之间的部分区域设有线性AlGaN层，后者的线性AlGaN层上设有p-GaN层，p-GaN层上设有基极，所述栅极位于线性AlGaN层上方的部分还向源极方向形成有栅源场板；上述结构的顶层还间隔淀积有钝化层，钝化层的间隔内淀积有加厚电极。本发明专利技术兼顾了器件击穿电压的提高与导通电阻的减小，同时采用槽栅结构，增强了栅极对沟道2DEG的调控作用，提高了器件的频率性能。

【技术实现步骤摘要】
基于超结槽栅的高压器件及其制作方法
本专利技术涉及微电子
，尤其是涉及一种基于超结槽栅的高压器件及其制作方法。
技术介绍
近年来以SiC和GaN为代表的第三带宽禁带隙半导体以其禁带宽度大、击穿电场高、热导率高、饱和电子速度大和异质结界面二维电子气浓度高等特性，使其受到广泛关注。在理论上，利用这些材料制作的高电子迁移率晶体管HEMT、发光二极管LED、激光二极管LD等器件比现有器件具有明显的优越特性，因此近些年来国内外研究者对其进行了广泛而深入的研究，并取得了令人瞩目的研究成果。AlGaN/GaN异质结高电子迁移率晶体管HEMT在高温器件及大功率微波器件方面已显示出了得天独厚的优势，追求器件高频率、高压、高功率吸引了众多的研究。近年来，制作更高频率高压AlGaN/GaNHEMT成为关注的又一研究热点。由于AlGaN/GaN异质结生长完成后，异质结界面就存在大量二维电子气2DEG，并且其迁移率很高，因此我们能够获得较高的器件频率特性。在提高AlGaN/GaN异质结电子迁移率晶体管击穿电压方面，人们进行了大量的研究，发现AlGaN/GaNHEMT器件的击穿主要发生在栅靠漏端，因此要提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超结槽栅的高压器件，其特征在于，自下而上依次包括衬底、GaN缓冲层、GaN沟道层、AlN隔离层、本征AlGaN层和AlGaN势垒层，所述AlGaN势垒层上间隔依次设有源极、栅极和漏极，所述源极和栅极之间设有线性AlGaN层，栅极和漏极之间的部分区域设有线性AlGaN层，所述栅极与漏极之间的线性AlGaN层上设有p‑GaN层，p‑GaN层上设有基极，所述栅极位于线性AlGaN层上方的部分还向源极方向延伸，形成栅源场板；上述结构的顶层还间隔淀积有钝化层，所述钝化层的间隔内淀积有加厚电极。

【技术特征摘要】
1.一种基于超结槽栅的高压器件，其特征在于，自下而上依次包括衬底、GaN缓冲层、GaN沟道层、AlN隔离层、本征AlGaN层和AlGaN势垒层，所述AlGaN势垒层上间隔依次设有源极、栅极和漏极，所述源极和栅极之间设有线性AlGaN层，栅极和漏极之间的部分区域设有线性AlGaN层，所述栅极与漏极之间的线性AlGaN层上设有p-GaN层，p-GaN层上设有基极，所述栅极位于线性AlGaN层上方的部分还向源极方向延伸，形成栅源场板；上述结构的顶层还间隔淀积有钝化层，所述钝化层的间隔内淀积有加厚电极。2.根据权利要求1所述的基于超结槽栅的高压器件，其特征在于，所述衬底为蓝宝石、碳化硅、GaN和MgO中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的基于超结槽栅的高压器件，其特征在于，所述AlGaN势垒层中Al的组分含量在0～1之间，Ga的组分含量与Al的组分含量之和为1。4.根据权利要求1所述的基于超结槽栅的高压器件，其特征在于，所述线性AlGaN层中Al的组份含量在0～1之间，且从x线性增加到y，线性AlGaN层的厚度为L，其中任一厚度L1处的Al组分含量为(y-x)×L1/L。5.根据权利要求1所述的基于超结槽栅的高压器件，其特征在于，所述钝化层内包括SiN、Al2O3和HFO2中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的基于超结槽栅的高压器件，其特征在于，所述栅极和漏极之间的p-GaN层和线性AlGaN层同时存在的区域宽度d1＞0，仅有线性AlGaN层的区域宽度d2＞0，p-GaN层和线性AlGaN层均不存在的区域宽度d3≥0.5μm。7.根据权利要求1所述的基于超结槽栅的高压器件，其特征在于，所述栅源场板的宽度d≤1μm。8.根据权利要求1至7中任一项所述的基于超结槽栅的高压器件，其特征在于，用AlGaN沟道层代替GaN沟道层，AlGaN沟道层中Al的组分含量小于AlGaN势垒层中Al的组分含量。9.根据权利要求8所述的基于超结槽栅的高压器件，其特征在于，用InGaN层代替p-GaN层。10.一种基于超结槽栅的高压器件的制作方法，其特征在于，包括：(1)对外延生长的p-GaN/线性AlGaN/AlGaN/GaN材料进行有机清洗的步骤；(2)对清洗干净的p-GaN/线性AlGaN/AlGaN/GaN材料进行光刻和干法刻蚀，形成有源区台面的步骤；(3)对制备好台面的p-GaN/线性AlGaN/AlGaN/GaN材料进行光刻，形成p-GaN和线性AlGaN层的刻蚀区，再放入ICP干法刻蚀反应室中，将栅极和漏极之间的部分区域、以及栅极、源极和漏极上方的p-GaN层以及线性AlGaN层均刻蚀掉，形成栅极和漏极之间第三区域的步骤；(4)对器件进行光刻，然后放入电子束蒸发台中淀积欧姆接触金属Ti/Al/Ni/Au，并进行剥离，最后在氮气环境中进行850℃，35s的快速热退火，形成欧姆接触的步骤；(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯倩，杜锴，马晓华，郑雪峰，代波，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61