[發明專利]一種GaN器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202011644679.X
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112864242A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 蔣洋;于洪宇;汪青;鄭韋志;喬澤鵬;范夢雅
• 申請（專利權）人: 南方科技大學
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335;H01L29/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

1.一種GaN器件，其特征在于，包括：

襯底以及依次層疊于所述襯底上的緩沖層、外延層和金屬電極層，所述外延層包括依次層疊于所述襯底上的GaN層、AlN層和勢壘層，所述金屬電極層包括源漏極金屬層；

其中，所述源漏金屬層包括朝向所述襯底一側延伸至所述外延層內的凸起結構。

2.根據權利要求1所述的GaN器件，其特征在于，所述凸起結構包括多個第一子凸起。

3.根據權利要求2所述的GaN器件，其特征在于，所述凸起結構還包括位于所述多個第一子凸起遠離所述襯底一側的第二子凸起，所述第二子凸起與所述多個第一子凸起連接。

4.根據權利要求2所述的GaN器件，其特征在于，所述第一子凸起的高度小于所述勢壘層的厚度。

5.根據權利要求2所述GaN器件，其特征在于，所述第一子凸起的高度大于或等于所述勢壘層的厚度小于所述勢壘層和所述AlN層的厚度之和。

6.根據權利要求2所述GaN器件，其特征在于，所述第一子凸起的高度大于或等于所述勢壘層和所述AlN層的厚度之和，且小于或等于所述勢壘層、所述AlN層和所述GaN層的厚度之和。

7.根據權利要求2所述GaN器件，其特征在于，所述第一子凸起垂直于所述第一方向的截面形狀為圓形，所述第一方向為所述襯底和所述緩沖層的層疊方向。

8.根據權利要求2所述的GaN器件，其特征在于，所述源漏金屬層包括源極和漏極，所述源極的多個所述第一子凸起排列包括但不限于矩陣、圓形、矩形、Z字形、X形、對角線位于同一直線上的兩個正方形或多個錯位排列的行結構，所述漏極的多個所述第一子凸起排列包括但不限于矩陣、圓形、矩形、Z字形、X形、對角線位于同一直線上的兩個正方形或多個錯位排列的行結構。

9.一種GaN器件的制備方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

在所述襯底上依次形成緩沖層、外延層和金屬電極層，所述外延層包括依次層疊于所述襯底上的GaN層、AlN層和勢壘層，所述金屬電極層包括源漏金屬層；

其中，所述源漏金屬層包括朝向所述襯底一側延伸至所述外延層內的多個凸起結構。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，在所述襯底上依次形成緩沖層、外延層和金屬電極層包括：

在所述襯底上依次形成緩沖層和外延層；

在所述外延層上形成層疊的第一硬質掩膜層和第二硬質掩膜層；

圖形化所述第一硬質掩膜層和所述第二硬質掩膜層，并以圖形化后的所述第一硬質掩膜層和所述第二硬質掩膜層為掩膜，圖形化所述外延層，以在所述外延層上多個第一凹槽；

去除所述第一硬質掩膜層和所述第二硬質掩膜層；

在所述外延層遠離所述襯底的一側形成源漏金屬層，源漏金屬層填充所述第一凹槽；

形成所述金屬電極層中的其他金屬層。

11.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，在所述襯底上依次形成緩沖層、外延層和金屬電極層包括：

在所述襯底上依次形成緩沖層和外延層；

圖形化所述外延層，以在所述外延層上的形成多個第二凹槽；

在所述外延層遠離所述襯底的一側形成第一硬質掩膜層，所述第一硬質掩膜層填充所述多個第二凹槽；

在所述第一硬質掩膜層上形成第二硬質掩膜層；

圖形化所述第二凹槽所在區域內的所述第一硬質掩膜層和所述第二硬質掩膜層，以在所述第二凹槽所述區域內的所述第一硬質掩膜層和所述第二硬質掩膜層中形成多個第三凹槽；

以圖形化后的所述第一硬質掩膜層和所述第二硬質掩膜層為掩膜，在所述第二凹槽下的所述外延層中形成多個第四凹槽；

去除所述第一硬質掩膜層和第二硬質掩膜層；

在所述外延層遠離所述襯底的一側形成源漏金屬層，源漏金屬層填充所述第二凹槽和第四凹槽；

形成金屬電極層中的其他金屬層。