[发明专利]高速大功率氮化物半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种氮化物半导体器件，包括：

衬底，能够在其上外延生长氮化物半导体层；

半导体叠层，在所述衬底上形成并包括氮化物半导体的沟道层；

源极和漏极，在所述半导体叠层上形成并与所述沟道层欧姆接触；

绝缘层，在所述半导体叠层上形成，并且具有开口、总厚度部分以及过渡部分，所述开口位于栅极接触区上，所述总厚度部分位于与所述开口相隔一定距离的区域中，且有着平坦表面和总厚度，以及所述过渡部分位于所述开口和所述总厚度部分之间，所述绝缘层的面向所述开口的侧壁陡峭上升到所述总厚度的部分厚度；以及

T形栅极，与所述半导体叠层在所述开口内接触，并且在所述绝缘层上延伸到具有增加厚度的相对部分，该增加厚度比所述部分厚度更厚。

2.根据权利要求1所述的氮化物半导体器件，其中所述总厚度的部分厚度在所述总厚度的20％到80％的范围内。

3.根据权利要求1所述的氮化物半导体器件，其中在所述绝缘层的开口边缘的厚度为5nm或更厚。

4.根据权利要求1所述的氮化物半导体器件，其中所述增加厚度是所述总厚度。

5.根据权利要求1所述的氮化物半导体器件，其中所述半导体叠层包括：i型GaN层，在所述i型GaN层上形成的n型AlGaN层，以及在所述n型AlGaN层上形成的n型GaN层；所述源极和所述漏极与所述n型AlGaN层欧姆接触，且所述栅极与所述n型GaN层肖特基接触。

6.根据权利要求1所述的氮化物半导体器件，其中所述半导体叠层包括n型GaN层，所述源极和所述漏极与所述n型GaN层欧姆接触，以及所述栅极与所述n型GaN层肖特基接触。

7.一种氮化物半导体器件的制造方法，包括以下步骤：

a在衬底上外延生长包括氮化物半导体层的半导体叠层；

b形成分别与所述半导体叠层欧姆接触的源极和漏极；

c在所述半导体叠层上形成绝缘保护层；

d使用抗蚀剂掩模蚀刻所述绝缘保护层以形成开口部分，所述绝缘保护层具有在开口边缘陡峭升高到所述绝缘保护层的总厚度的部分厚度的侧壁，并且通过过渡部分达到总厚度部分，所述过渡部分的厚度随着与所述开口边缘的距离的增加而单调增大；以及

e在所述开口内形成与所述半导体叠层接触的栅极，并且该栅极在所述绝缘保护膜上延伸到具有增加厚度的部分，该增加厚度比所述部分厚度更厚。

8.根据权利要求7所述的氮化物半导体器件的制造方法，其中所述步骤d包括各向异性蚀刻和各向同性蚀刻的组合。

9.根据权利要求7所述的氮化物半导体器件的制造方法，其中所述步骤d包括连续子步骤：第一各向异性蚀刻，通过抗蚀剂固化而圆化抗蚀剂角部，以及第二各向异性蚀刻。

10.根据权利要求7所述的氮化物半导体器件的制造方法，其中所述步骤d包括连续子步骤：第一各向异性蚀刻，通过抗蚀剂灰化而缩进抗蚀剂边缘，以及第二各向异性蚀刻。

11.根据权利要求7所述的氮化物半导体器件的制造方法，其中所述增加厚度是所述总厚度。

12.根据权利要求7所述的氮化物半导体器件的制造方法，其中所述步骤c形成绝缘叠层。