[发明专利]增强型氮化镓功率器件及其制备方法

权利要求书

1.增强型氮化镓功率器件，其特征在于，包括：

衬底；

缓冲层，所述缓冲层设于所述衬底上；

势垒层，所述势垒层包括设于所述缓冲层上相互隔离的第一子势垒层和第二子势垒层；

第一源极和第一漏极，所述第一源极和第一漏极设于所述缓冲层上，且所述第一源极和第一漏极与所述第一子势垒层接触；

第一栅极，所述第一栅极设于所述第一子势垒层上，且位于所述第一源极和第一漏极之间，从而形成高压耗尽型GaN HEMT；

第二源极和第二漏极，所述第二源极和第二漏极设于所述缓冲层上，且所述第二源极和第二漏极与所述第二子势垒层接触；

第二栅极，所述第二栅极深入所述第二子势垒层中形成凹栅，且位于所述第二源极和第二漏极之间，从而形成低压增强型GaN HEMT；

所述高压耗尽型GaN HEMT和所述低压增强型GaN HEMT级联形成cascode结构。

2.根据权利要求1所述的增强型氮化镓功率器件，其特征在于，所述缓冲层和所述势垒层之间还设有沟道层；

优选的，所述沟道层和所述势垒层之间还设有界面插入层。

3.根据权利要求1所述的增强型氮化镓功率器件，其特征在于，所述势垒层上还设有帽层。

4.根据权利要求1至3任一项所述的增强型氮化镓功率器件，其特征在于，所述第一源极和所述第二漏极之间电气连接使所述高压耗尽型GaN HEMT和所述低压增强型GaN HEMT级联形成cascode结构。

5.增强型氮化镓功率器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在衬底上依次生长缓冲层和势垒层；

对所述势垒层进行蚀刻，形成相互隔离的第一子势垒层和第二子势垒层；

对所述第二子势垒层进行蚀刻，形成凹栅图案；

在所述势垒层上沉积栅极介质层；

在所述势垒层上沉积牺牲层，并蚀刻出第一源极和第一漏极的接触窗口、以及位于所述凹栅图案两侧的第二源极和第二漏极的接触窗口；

在所述接触窗口内沉积金属材料，退火形成所述第一源极、第一漏极、第二源极和第二漏极；

通过电感耦合等离子体干法和缓冲蚀刻液湿法蚀刻所述牺牲层，形成位于所述第一源极、所述第一漏极之间的第一栅极槽和对应所述凹栅图案的第二栅极槽；

在所述第一栅极槽和所述第二栅极槽内沉积金属材料，退火形成第一栅极和第二栅极。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述栅极介质层的沉积方法为低压化学气相沉积。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述牺牲层的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述栅极介质层为SiN_x，所述牺牲层为SiO₂。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，通过电感耦合等离子体干法和缓冲蚀刻液湿法进行自终止介质蚀刻，SiO₂/SiN_x的蚀刻选择性为(150～250)：1。

10.权利要求5至9任一项所述的制备方法制备得到的增强型氮化镓功率器件。