[發明專利]GaN器件及制備方法

有效

• 申請號: 202110272079.3
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113053749B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 郁發新;莫炯炯;呂貝貝;趙文杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L29/778;H01L29/06;H01L29/20;H01L29/205
• 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；

于所述襯底上形成異質外延疊層；

圖形化所述異質外延疊層，顯露部分GaN溝道層，形成第一勢壘結構，所述第一勢壘結構包括第一AlN勢壘層及AlGaN勢壘層；

于顯露的所述GaN溝道層上形成第二勢壘結構，所述第二勢壘結構包括第二AlN勢壘層及InAlN勢壘層；

于所述InAlN勢壘層表面形成源極，于所述AlGaN勢壘層表面形成漏極。

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AlGaN勢壘層包括Al_xGa_1-xN勢壘層，其中Al的組分x的取值為0.2～0.3，所述AlGaN勢壘層的厚度為10nm～30nm；所述InAlN勢壘層包括In_yAl_1-yN，其中In的組分y的取值為0.1～0.2，所述InAlN勢壘層的厚度為10nm～30nm；所述第一勢壘結構與所述第二勢壘結構具有相同厚度。

3.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InAlN勢壘層包括n型摻雜的InAlN勢壘層，且摻雜濃度為10¹⁸/cm³～10¹⁹/cm³。

4.根據權利要求1所述的GaN器件的制備方法，其特征在于，所述異質外延疊層還包括SiN鈍化層，圖形化所述異質外延疊層的步驟包括：

形成圖形化的光刻膠，以顯露部分所述SiN鈍化層；

采用F基RIE干法刻蝕，去除顯露的所述SiN鈍化層，以顯露部分所述AlGaN勢壘層；

采用Cl基ICP干法刻蝕，去除顯露的所述AlGaN勢壘層，以顯露部分所述第一AlN勢壘層；

采用濕法刻蝕，去除顯露的所述第一AlN勢壘層，以顯露部分所述GaN溝道層。

5.根據權利要求1所述的GaN器件的制備方法，其特征在于：制備的所述GaN器件包括增強型GaN器件，制備步驟包括：

提供襯底；

于所述襯底上形成異質外延疊層；

圖形化所述異質外延疊層，顯露部分GaN溝道層，形成第一勢壘結構，所述第一勢壘結構包括第一AlN勢壘層及AlGaN勢壘層；

形成隔離側墻，所述隔離側墻位于所述GaN溝道層上且覆蓋所述第一勢壘結構的側壁；

于顯露的所述GaN溝道層上形成第二勢壘結構，所述第二勢壘結構包括第二AlN勢壘層及InAlN勢壘層；

去除所述隔離側墻，形成顯露部分所述GaN溝道層的凹槽；

于所述InAlN勢壘層表面形成源極，于所述AlGaN勢壘層表面形成漏極；

于所述凹槽中形成柵極，所述柵極包括柵絕緣層及柵導電層。

6.根據權利要求5所述的GaN器件的制備方法，其特征在于：所述柵極的形貌包括“T”型或“Γ”型，且當所述柵極的形貌為“Γ”型時，所述第二勢壘結構的厚度小于所述第一勢壘結構的厚度，以形成自所述柵極向所述漏極的場板。