[发明专利]GaN器件及其制备方法

权利要求书

1.一种GaN器件，其特征在于，包括：

GaN基材，所述GaN基材具有GaN衬底和外延片，所述GaN衬底具有第一表面和第二表面，所述外延片设置在GaN衬底的第一表面；

栅介质层窗口，位于所述外延片上；

CaF₂薄膜，形成在所述栅介质层窗口上；

Al₂O₃薄膜，形成在所述CaF₂薄膜上，Al₂O₃薄膜与所述CaF₂薄膜形成栅介质层；

多晶硅层，形成在所述栅介质层的表面；

钝化层，形成在所述外延片和多晶硅层的表面，所述钝化层具有第一窗口和第二窗口，所述第一窗口与所述多晶硅层对应，所述第二窗口与所述外延片对应；

栅金属电极，形成在所述第一窗口上，与所述多晶硅层电连接；

源金属电极，形成在所述第二窗口上；

漏金属电极，形成在所述GaN衬底的第二表面。

2.如权利要求1所述的GaN器件，其特征在于，所述外延片包括：

第一掺杂类型轻掺杂的第一外延层，位于GaN衬底的第一表面；

第二掺杂类型轻掺杂的第二外延层，位于所述第一外延层的表面；

第一掺杂类型重掺杂的第三外延层，位于所述第二外延层的表面。

3.如权利要求2所述的GaN器件，其特征在于，所述第一外延层为N^—型GaN外延层，所述第二外延层为P⁺型GaN外延层，所述第三外延层为N⁺型GaN外延层；所述多晶硅层为N⁺型多晶硅层。

4.如权利要求1所述的GaN器件，其特征在于，所述CaF₂薄膜的厚度为1-100nm，所述Al₂O₃薄膜的厚度为1-100nm。

5.一种GaN器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、提供GaN基材并清洗，所述GaN基材包括GaN衬底和外延片，所述GaN衬底具有第一表面和第二表面，所述外延片设置在GaN衬底的第一表面；

S2、在外延片内定义栅结构区，用化学气相沉积或物理气相沉积方法，将CaF₂薄膜沉积到外延片上；

利用化学气相沉积或物理气相沉积方法，将Al₂O₃薄膜继续沉积在CaF₂薄膜上，CaF₂薄膜和Al₂O₃薄膜形成栅介质层；

S3、在惰性气体氛围下对栅介质层进行退火处理，然后冷却；

S4、在所述栅介质层表面形成第一掺杂类型重掺杂的多晶硅层；

S5、在外延片和多晶硅层表面形成钝化层，所述钝化层具有第一窗口和第二窗口，所述第一窗口与所述多晶硅层对应，所述第二窗口与所述外延片对应，所述第二窗口内定义源区；

S6、于所述第一窗口内形成与所述多晶硅层电连接的栅极金属电极，于所述第二窗口内形成与源区连接的源极金属电极，于所述GaN衬底的第二表面形成漏极金属电极。

6.如权利要求5所述的GaN器件的制备方法，其特征在于，所述CaF₂薄膜的厚度为1-100nm，CaF₂薄膜的沉积温度为100-600℃。

7.如权利要求5所述的GaN器件的制备方法，其特征在于，所述Al₂O₃薄膜的厚度为1-100nm，Al₂O₃薄膜的沉积温度为100-600℃。

8.如权利要求5所述的GaN器件的制备方法，其特征在于，所述步骤S3的退火温度为200-500℃。