一种选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管结构及实现方法技术

本发明专利技术公开了一种选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管结构及实现方法，本发明专利技术属于微电子技术领域，涉及氮化镓垂直结构电力电子器件制作。所述结构包括漏极金属、GaN自支撑衬底、漂移区、P型GaN、非故意掺杂GaN、AlGaN势垒、栅介质、栅极和源极金属。在衬底上生长漂移区，P型GaN，并在P型GaN上形成电流孔径结构、再生长非故意掺杂GaN和AlGaN势垒层，去除电流孔径周围AlGaN势垒层，淀积栅介质，源极、栅极和漏极金属。本发明专利技术去除AlGaN势垒层，形成增强型沟道，避免了对电流孔径上方区域的损伤，栅漏电得到有效控制，同时提高了器件的阈值电压，拓展了GaN电流孔径垂直结构晶体管的应用范围。

Structure and implementation of a selective area grooved gate Gan current aperture vertical structure transistor

【技术实现步骤摘要】
一种选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管结构及实现方法
本专利技术属于微电子
，涉及氮化镓垂直结构电力电子器件制作。
技术介绍
GaN材料由于其击穿电场强、迁移率高以及AlGaN/GaN异质结界面处高浓度的二维电子气而被视为功率器件领域重要替代材料。GaN材料有望进一步降低器件的静态损耗和开关损耗，从而进一步提高系统效率。近年来，随着GaN在光电领域的发展，GaN自支撑衬底的成本不断降低，质量不断提高，这为GaN垂直结构器件的发展提供了有利的条件。同时，GaN材料生长技术不断发展，不论是同质外延还是异质外延，生长的GaN晶体背景载流子浓度和位错密度很低，迁移率较高，能完全满足GaN垂直结构器件发展的需求。GaN垂直结构器件由于其特有的材料特性，电流输出能力和耐压能力很强，而且其受表面态的影响较小，因此适于新型功率系统对于功率开关器件的需求。目前，GaN垂直结构三极管主要分为两类。一种是槽型金属氧化物半导体晶体管(TrenchMOSFET)，在GaN领域，Mg掺杂的激活率很低，导致实现P型GaN要掺杂大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管结构及实现方法，其特征在于：所述结构包括：漏极金属、GaN自支撑衬底、n

【技术特征摘要】
1.一种选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管结构及实现方法，其特征在于：所述结构包括：漏极金属、GaN自支撑衬底、n-漂移区、P型GaN、电流孔径结构、非故意掺杂GaN、AlGaN势垒层、栅介质层、栅极金属和源极金属；在衬底上生长n-漂移区，P型GaN，并在P型GaN刻蚀形成电流孔径结构、再生长非故意掺杂GaN和AlGaN势垒层，去除电流孔径周围AlGaN势垒层，淀积栅极介质，源极、栅极和漏极金属。


2.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管结构及实现方法，其特征在于：其中的衬底材料为GaN自支撑衬底。


3.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管结构及实现方法，其特征在于：其中的n-漂移区材料为GaN。


4.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管结构及实现方法，生长n-漂移区和P型GaN的方法有：MOCVD、MBE以及MOCVD和MBE结合的方法。


5.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管结构及实现方法，在P型GaN上形成电流孔径的方法有：ICP-RIE或者RIE干法刻蚀、KOH或者TMAH溶液的湿法腐蚀以及ICP-RIE或者RIE干法刻蚀和KOH或者TMAH溶液湿法腐蚀相结合的方法。


6.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管结构及实现方法，再生长非故意掺杂GaN和AlGaN势垒层的方法有：MOCVD、MBE以及MOCVD和MBE结合的方法。


7.根据权利要求1所述的选择区域凹槽栅GaN电流孔径垂直结构晶体管结构及实现方法，其特征在于：去除AlGaN...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂俊，尹瑞苑，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11