【技术实现步骤摘要】
一种具有高导通能力的氮化镓晶体管及其制备方法
本专利技术半导体器件制备
，更具体地，涉及一种具有高导通能力的氮化镓晶体管及其制备方法。
技术介绍
以GaN材料为代表的第三代半导体材料由于禁带宽度大、击穿电场强度高、饱和电子漂移速度大、电子迁移率高、工作温度高、抗腐蚀、抗辐射等优越的电学特性和材料特性，在高频、高压、高温的大功率电子器件领域有着极大的优势和广泛的应用。GaN基电子器件通常利用AlGaN/GaN异质结构界面处高浓度、高迁移率的二维电子气工作，使器件具有较低的导通电阻、较高的工作频率，能够充分满足下一代电力电子器件对大功率、小体积、高温工作环境的要求。由于AlGaN/GaN异质结构极化效应产生的2DEG，传统GaN基HEMT为常开型器件。为了简化器件外围电路、保证系统失效安全，确保器件能可靠的工作，学术界与产业界期待性能优异的常关型器件的实现。业界对于常关型器件结构的一种普遍的方法就是采用凹槽结构，保留接入区高导通的2DEG，即不影响器件的导通电阻，同时耗尽栅极下方沟道2DEG，以实现器件栅极在不施加...
【技术保护点】
1.一种具有高导通能力的氮化镓晶体管，其特征在于，由下至上依次包括衬底(1)，应力缓冲层(2)，GaN沟道外延层(3)，AlGaN势垒层(4)，在栅区刻蚀下方AlGaN势垒层(4)形成栅区凹槽、在源区和漏区刻蚀下方AlGaN势垒层(4)形成阵列孔，在凹槽和阵列孔中选区生长AlGaN二次外延层(5)，二次外延形成的栅区凹槽上生长栅介质层(6)，源区和漏区的阵列孔上形成源极(7)和漏极(8)，凹槽沟道处的栅介质层(6)上覆盖栅极(9)。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有高导通能力的氮化镓晶体管，其特征在于，由下至上依次包括衬底(1)，应力缓冲层(2)，GaN沟道外延层(3)，AlGaN势垒层(4)，在栅区刻蚀下方AlGaN势垒层(4)形成栅区凹槽、在源区和漏区刻蚀下方AlGaN势垒层(4)形成阵列孔，在凹槽和阵列孔中选区生长AlGaN二次外延层(5)，二次外延形成的栅区凹槽上生长栅介质层(6)，源区和漏区的阵列孔上形成源极(7)和漏极(8)，凹槽沟道处的栅介质层(6)上覆盖栅极(9)。
2.根据权利要求1所述的具有高导通能力的氮化镓晶体管，其特征在于，在源区和漏区通过阵列孔降低欧姆接触电阻，在栅区通过二次生长形成具有薄势垒的凹槽结构。
3.根据权利要求1所述的具有高导通能力的氮化镓晶体管，其特征在于，所述衬底(1)为Si衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底、GaN自支撑衬底或AlN中衬底。
4.根据权利要求1所述的具有高导通能力的氮化镓晶体管，其特征在于，所述的应力缓冲层(2)为AlN、AlGaN、GaN的任一种或组合，应力缓冲层(2)的厚度为100nm～20μm；所述的GaN沟道外延层(3)为非故意掺杂的GaN外延层或掺杂的高阻GaN外延层，掺杂元素为碳或铁；所述的GaN沟道外延层(3)的厚度为100nm～20μm；所述的AlGaN势垒层(4)为AlGaN材料，Al组分为1％-40％，厚度为10nm-40nm；所述的AlGaN二次外延层(5)为AlGaN材料，Al组分可以为1％-40％，厚度为5nm，填充于栅极(9)凹槽和源极(7)和漏极(8)的阵列孔中。
5.根据权利要求1所述的具有高导通能力的氮化镓晶体管，其特征在于，所述的AlGaN势垒层(4)之上还生长有盖帽层或钝化层(11)；所述的盖帽层为GaN，厚度为0.5-8nm；所述的钝化层为SiN，厚度为1-50nm。
6.根据权利要求1所述的具有高导通能力的氮化镓晶体管，其特征在于，所述的GaN沟道外延层(3)和AlGaN势垒层(4)之间还插入一层AlN空间隔离层(10)，AlN空间隔离层(10)厚度为0.3nm-3nm。
7.根据权利要求4所述的具有高导通能力的氮化镓晶体管，其特征在于，所述的AlGaN势垒层(4)和AlGaN二次外延...
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