垂直型功率器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种垂直型功率器件及其制备方法。该功率器件包括漏极；第一缓冲层，位于所述漏极上；补丁层，位于所述第一缓冲层上，用于降低外延孔洞产生的电子泄露；第二缓冲层，位于所述补丁层上；沟道层，位于所述第二缓冲层上；势垒层，位于所述沟道层上；盖层，位于所述势垒层上；栅极、第一源极和第二源极，位于所述盖层上，其中所述第一源极和所述第二源极位于所述栅极的两侧。采用上述结构引入补丁层替代传统牺牲层，可以阻挡来自外延层中的孔洞，可有效降低高频垂直型器件的电子泄露，减少漏电使得器件可靠性更佳。电使得器件可靠性更佳。电使得器件可靠性更佳。

【技术实现步骤摘要】
垂直型功率器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体功率器件
，更具体地说，涉及一种垂直型功率器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]氮化镓(GaN)作为第三代宽禁带半导体材料的代表，具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速度高、介电常数小等独特的性能。GaN器件无论是功率器件还是光电器件，在外延或芯片制程过程中，在外延结构层中都会产生小孔/多孔微管结构，如附图1所示，外延缺陷孔洞被电极金属(如Ag、Au)渗透填充，造成漏电通道，这些缺陷本身就是深能级陷阱层，会以各种机制方式，例如激子捕获、影响器件动态电阻等方式影响功率器件三极管结构或光电子二极管PN结结构性能。尤其是复杂度较高的垂直器件，孔洞产生的电子泄露是导致器件失效或可靠性降低的关键核心因素之一。
[0003]现有技术通过各种工艺来尽力减少GaN及AlGaN合金中的外延孔洞问题，至少是贯穿问题不能贯通外延结构层。大多采用两种方式，第一种加厚GaN外延层整体厚度，第二种增加各种牺牲层，或是缓冲层，或是高阻掺杂缓冲层(C/Fe
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直型功率器件，其特征在于，包括：漏极；第一缓冲层，位于所述漏极上；补丁层，位于所述第一缓冲层上，用于降低外延孔洞产生的电子泄露；第二缓冲层，位于所述补丁层上；沟道层，位于所述第二缓冲层上；势垒层，位于所述沟道层上；盖层，位于所述势垒层上；栅极、第一源极和第二源极，位于所述盖层上，其中所述第一源极和所述第二源极位于所述栅极的两侧。2.根据权利要求1所述的垂直型功率器件，其特征在于，所述补丁层包括第一补丁层，材质为氮化铌。3.根据权利要求2所述的垂直型功率器件，其特征在于，所述补丁层还包括第二补丁层，所述第二补丁层位于所述第一补丁层上，材质为N+GaN，Si掺杂浓度2E+19
㎝
‑3～8E+19
㎝
‑3。4.根据权利要求2所述的垂直型功率器件，其特征在于，所述第一缓冲层和所述第一补丁层采用PVD工艺或MOCVD工艺生长。5.根据权利要求4所述的垂直型功率器件，其特征在于，所述第一补丁层采用PVD溅射工艺生长，真空度4
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‑7Torr，生长温度为300℃～650℃，氮氩比为1/12.66～3.15/10.5，功率为120w～180w，沉积速率为5～11nm/min。6.根据权利要求3所述的垂直型功率器件，其特征在于，所述补丁层为所述第一补丁层和所述第二补丁层交替层叠构成的超晶格结构，交替周期为3～20。7.根据权利要求1所述的垂直型功率器件，其特征在于，所述第二缓冲层材质为掺杂碳或铁元素的高阻GaN，掺杂浓度为1E+17
㎝
‑3～1E+19
㎝
‑3。8.一种垂直型功率器件的制备方法，其特征在于，包括：提供第一衬底；在所述第一衬底上生长第一缓冲层；在所述第一缓冲层上生长补丁层，用于降低外延孔洞产生的电子泄露；在所述补丁层上依次生长第二缓冲层、沟道层、势垒层...

【专利技术属性】
技术研发人员：范谦，倪贤锋，
申请(专利权)人：苏州汉骅半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：