[發明專利]GaN器件及制備方法

有效

• 申請號: 202110269231.2
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113035935B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 馬飛;鄒鵬輝;王文博;邱士起;周康
• 申請（專利權）人: 浙江集邁科微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/40;H01L29/417;H01L23/367;H01L23/373;H01L29/778;H01L21/335;H01L21/28
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種GaN器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供襯底；

于所述襯底上形成外延疊層，所述外延疊層包括自下而上堆疊設置的GaN溝道層及AlGaN勢壘層；

圖形化所述AlGaN勢壘層，于所述AlGaN勢壘層中形成第一凹槽，所述第一凹槽貫穿所述AlGaN勢壘層以顯露部分所述GaN溝道層，且所述第一凹槽的開口寬度大于底部寬度，所述第一凹槽的傾斜側壁與水平方向之間具有預設夾角，以在所述AlGaN勢壘層中形成倒梯形形貌的所述第一凹槽；

自所述第一凹槽，圖形化顯露的所述GaN溝道層，形成第二凹槽，且所述第二凹槽貫穿2DEG區；

于所述AlGaN勢壘層上形成金屬源極及金屬漏極，所述金屬漏極與所述第一凹槽的傾斜側壁相接觸，臨近所述金屬源極的所述AlGaN勢壘層具有第一厚度，臨近所述金屬漏極的所述AlGaN勢壘層具有第二厚度，且所述第一厚度大于所述第二厚度，使靠近所述金屬源極一邊的所述AlGaN勢壘層的厚度為15nm～25nm，且使靠近所述金屬漏極一邊的所述AlGaN勢壘層的厚度為5nm～15nm的自柵極向漏極方向漸變的結構，其中，所述AlGaN勢壘層為自下而上Al組分依次增高疊置的Al_0.1Ga_0.9N/Al_0.2Ga_0.8N/Al_0.3Ga_0.7N勢壘疊層或所述AlGaN勢壘層為自下而上Al組分依次增高疊置的Al_0.1Ga_0.9N/Al_0.2Ga_0.8N/Al_0.3Ga_0.7N/AlN/Al_0.3Ga_0.7N勢壘疊層，從而通過所述AlGaN勢壘層自柵極向漏極方向厚度漸變的結構，以及所述AlGaN勢壘層中的Al組分漸變的疊層結構，逐漸改變所述GaN溝道層內自柵極向漏極的2DEG濃度，從而緩解所述GaN器件的電場峰值，提高所述GaN器件的耐壓性能；

于所述AlGaN勢壘層上形成位于所述金屬源極及金屬漏極之間的金屬柵極。

2.根據權利要求1所述的GaN器件的制備方法，其特征在于：所述第一凹槽的傾斜側壁與水平方向之間的所述預設夾角的范圍包括45°～60°。

3.根據權利要求1所述的GaN器件的制備方法，其特征在于：形成的所述金屬漏極完全覆蓋所述第一凹槽的傾斜側壁或部分覆蓋所述第一凹槽的傾斜側壁；形成的所述金屬漏極中具有溝槽，所述溝槽貫穿所述金屬漏極或形成的所述金屬漏極填充所述第一凹槽及第二凹槽。

4.根據權利要求1所述的GaN器件的制備方法，其特征在于：在形成所述第二凹槽后及形成所述金屬漏極之前，還包括在所述第二凹槽的底部原位沉積形成n-GaN歐姆接觸輔助層的步驟。