[发明专利]具有混合栅电极结构的氮化镓常关型器件及其制备方法

权利要求书

1.一种具有混合栅电极结构的氮化镓常关型器件，其特征在于，包括：衬底层；依次设置于衬底层上的缓冲层、GaN沟道层和AlGaN层；

设置于所述AlGaN层上的P-GaN帽层和两个欧姆电极；其中，所述两个欧姆电极分别设置于所述AlGaN层上表面的两端，所述P-GaN帽层设置于所述两个欧姆电极之间；

设置于所述P-GaN帽层上及所述P-GaN帽层两侧的栅介质层；其中，所述P-GaN帽层上的栅介质层上设置有若干间隔分布的凹槽，每个所述凹槽贯穿所述栅介质层至所述P-GaN帽层上表面；

设置于所述AlGaN层之上的钝化层，且所述钝化层位于所述欧姆电极与所述P-GaN帽层两侧的栅介质层之间；

设置于所述栅介质层上、填充于所述若干凹槽内的栅电极；其中，所述P-GaN帽层上的栅介质层上的栅电极和填充于所述若干凹槽内的栅电极构成MIS栅结构和肖特基栅结构的混合栅电极结构，所述P-GaN帽层两侧的栅介质层上的栅电极和所述P-GaN帽层两侧的栅介质层构成场板结构。

2.根据权利要求1所述的具有混合栅电极结构的氮化镓常关型器件，其特征在于，所述P-GaN帽层的厚度为50nm～150nm、掺杂浓度为1.0×10¹⁷cm^-3～1.0×10²¹cm^-3。

3.根据权利要求1所述的具有混合栅电极结构的氮化镓常关型器件，其特征在于，所述P-GaN帽层上的栅介质层的厚度为5nm～100nm。

4.根据权利要求1所述的具有混合栅电极结构的氮化镓常关型器件，其特征在于，每个所述凹槽的宽度为1μm～10μm，相邻凹槽之间的间隔为1μm～10μm。

5.根据权利要求1所述的具有混合栅电极结构的氮化镓常关型器件，其特征在于，所述P-GaN帽层两侧的栅介质层在垂直方向的厚度为55nm～250nm。

6.根据权利要求1所述的具有混合栅电极结构的氮化镓常关型器件，其特征在于，所述钝化层的厚度为5nm～1000nm。

7.根据权利要求1所述的具有混合栅电极结构的氮化镓常关型器件，其特征在于，还包括：

设置于所述栅电极以及所述欧姆电极上的Pad电极。

8.一种具有混合栅电极结构的氮化镓常关型器件制备方法，其特征在于，包括：

在衬底层上依次形成缓冲层、GaN沟道层、AlGaN层和P-GaN帽层；

在包括所述衬底层、所述缓冲层、所述GaN沟道层、所述AlGaN层和所述P-GaN帽层的整体结构中形成隔离区域，刻蚀所述隔离区域外的所述P-GaN帽层、所述AlGaN层和所述GaN沟道层直至所述缓冲层，形成器件之间的隔离；

在所述P-GaN帽层上形成栅电极区域，刻蚀所述栅电极区域外的所述P-GaN帽层直至所述AlGaN层，形成栅电极区域的P-GaN帽层；

在栅电极区域的所述P-GaN帽层上及栅电极区域的所述P-GaN帽层两侧沉积栅介质层；

在未被所述栅介质层覆盖的所述AlGaN层上沉积钝化层；

在所述钝化层上形成欧姆区域，刻蚀所述欧姆区域的钝化层直至所述AlGaN层；

在所述AlGaN层上的欧姆区域依次沉积钛/铝/钛/金多层金属薄膜形成欧姆电极；

在所述P-GaN帽层上的栅介质层上刻蚀若干间隔分布的凹槽，每个所述凹槽刻蚀直至所述P-GaN帽层；

在所述栅介质层上、每个所述凹槽内依次沉积钛/金多层金属薄膜形成栅电极；其中，所述P-GaN帽层上的栅介质层上和每个所述凹槽内形成的栅电极构成MIS栅结构和肖特基栅结构的混合栅结构，所述P-GaN帽层两侧的栅介质层上的栅电极和所述P-GaN帽层两侧的栅介质层构成场板结构。

9.根据权利要求8所述的具有混合栅电极结构的氮化镓常关型器件的制备方法，还包括：

在所述栅电极以及所述欧姆电极上形成Pad区域，在所述Pad区域内形成Pad电极。