[发明专利]一种具有复合漏极结构的氮化物功率器件及其制作方法

说明书

本发明公开了一种具有复合漏极结构的氮化物功率器件，包括GaN沟道层、AlGaN势垒层、源极金属、漏极金属和栅极金属，沟道层和势垒层构成异质结，源极金属、漏极金属和栅极金属设于势垒层之上；还包括若干p型氮化物结构，所述若干p型氮化物结构设于所述漏极金属和势垒层之间且分立间隔排布，所述漏极金属与所述p型氮化物结构形成欧姆接触。本发明还公开了上述具有复合漏极结构的氮化物功率器件的制作方法。本发明于漏极引入p型氮化物结构，且漏极金属与p型氮化物结构形成欧姆接触，通过正向偏置时空穴注入，降低沟道电阻，提高器件的峰值电流处理能力。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种具有复合漏极结构的氮化物功率器件及其制作方法。

背景技术

基于宽禁带半导体氮化镓基材料(GaN、AlGaN、InGaN等)的自发极化与压电极化效应，在AlGaN/GaN异质结沟道内产生高密度与高迁移率的2DEG，使得GaN基HEMT器件其成为高效、高功率密度功率器件的解决方案，可提供更大的击穿电压和功率密度。许多应用都要求GaN器件在瞬变高电流状态(如启动、电源瞬间断电、雷击瞬态、短路故障等等)下保持正常运行/不受影响，因此GaN器件的峰值电流处理能力至关重要。而传统型HEMT器件处理峰值电流能力弱，应用中需要限制,例如在半桥中内置续流二极管功能对开关电流进行限制，或者外加保护装置，否则易导致器件的损坏。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种具有复合漏极结构的氮化物功率器件及其制作方法。

为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

一种具有复合漏极结构的氮化物功率器件，其特征在于：包括GaN沟道层、AlGaN势垒层、源极金属、漏极金属和栅极金属，沟道层和势垒层构成异质结，源极金属、漏极金属和栅极金属设于势垒层之上；还包括若干p型氮化物结构，所述若干p型氮化物结构设于所述漏极金属和势垒层之间且分立间隔排布，所述漏极金属与所述p型氮化物结构形成欧姆接触。

可选的，所述若干p型氮化物结构为条形结构，沿栅长方向排布，且于栅宽方向的长度小于或等于所述漏极金属。

可选的，所述若干p型氮化物结构为条形结构，沿栅宽方向排布，且于栅长方向的长度小于或等于所述漏极金属。

可选的，所述若干p型氮化物结构为块状结构，且等距离间隔排布。

可选的，所述p型氮化物结构的掺杂浓度为1×10¹⁷-1×10²¹cm^-3。

可选的，所述若干p型氮化物结构的面积占所述漏极金属面积的0.2-0.8。

可选的，所述p型氮化物结构的材料为p-GaN、p-AlGaN、p-InGaN或p-InAlGaN。

可选的，所述漏极金属的材料包括Ni、Pd、Au和至少包括Ni、Pd、Au之一的合金及化合物。

可选的，还包括设于所述栅极金属和势垒层之间的p型氮化物层，所述p型氮化物层与所述p型氮化物结构同层设置。

上述具有复合漏极结构的氮化物功率器件的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

1)提供包括沟道层和势垒层的外延结构，于势垒层上定义漏极区域，于漏极区域内形成若干分立间隔排布的p型氮化物结构；

2)于漏极区域沉积覆盖所述p型氮化物结构的漏极金属，并制备栅极金属。

可选的，步骤1)中，于势垒层上形成p型氮化物外延层，蚀刻所述p型氮化物外延层形成所述p型氮化物结构；或，通过选区外延工艺于所述漏极区域的部分区域形成所述p型氮化物结构。

本发明的有益效果为：