[发明专利]一种抗反向导通电流的凹栅增强型GaN HEMT及制作方法

权利要求书

1.一种抗反向导通电流的凹栅增强型GaN HEMT结构，其特征在于，包括：

衬底；

在衬底上形成P型掺杂区和N型掺杂区；其中，所述P型掺杂区形成于所述衬底中，且不接触所述衬底；所述N型掺杂区形成于部分所述P型掺杂区的表层，且所述P型掺杂区包裹所述N型掺杂区；

分隔层，形成于所述衬底上，且覆盖所述P型掺杂区与所述N型掺杂区；

凹栅增强型GaN HEMT器件，形成于所述分隔层上；且所述凹栅增强型GaN HEMT器件包括在所述分隔层上依次形成的第一成核层、沟道层以及势垒层；所述势垒层上开设有第一凹槽，所述第一凹槽贯穿所述势垒层，所述第一凹槽内填充有栅介质层以及栅极金属以形成栅极；且所述栅极两侧的势垒层上分别形成有源极和漏极；且所述源极、所述栅极以及所述漏极之间的空隙中填充有钝化层；

阳极以及阴极，所述阳极与P型掺杂区电性连接，且所述阳极电性连接至所述源极；所述阴极与N型掺杂区电性连接，且所述阴极电性连接至所述漏极；

其中，所述N型掺杂区覆盖所述漏极下方的区域，且延伸至所述栅极下方的区域。

2.根据权利要求1所述的抗反向导通电流的凹栅增强型GaN HEMT，其特征在于，所述凹栅增强型GaN HEMT还包括形成于所述栅极顶端的场板结构。

3.根据权利要求1所述的抗反向导通电流的凹栅增强型GaN HEMT，其特征在于，所述P型掺杂区和所述N型掺杂区分别掺杂有镁离子和硅离子。

4.根据权利要求3所述的抗反向导通电流的凹栅增强型GaN HEMT，其特征在于，所述P型掺杂区中的掺杂浓度为1*10¹⁷～2*10¹⁷cm^-3；N型掺杂区中的掺杂浓度为2*10¹⁸～6*10¹⁸cm^-3。

5.根据权利要求3所述的抗反向导通电流的凹栅增强型GaN HEMT，其特征在于，所述P型掺杂区和所述N型掺杂区掺杂的镁离子和硅离子分别经选区退火后激活。

6.根据权利要求1所述的抗反向导通电流的凹栅增强型GaN HEMT，其特征在于，所述衬底为SiC基衬底。

7.根据权利要求1所述的抗反向导通电流的凹栅增强型GaN HEMT，其特征在于，所述分隔层的材料包括氧化铝，所述第一成核层的材料包括AlN，所以沟道层的材料为GaN，所述势垒层的材料是AlGaN。

8.根据权利要求2所述的抗反向导通电流的凹栅增强型GaN HEMT，其特征在于，所述钝化层的材料为氧化铝。

9.一种抗反向导通电流的凹栅增强型GaN HEMT的制备方法，用于制作1至8任一项所述的抗反向导通电流的凹栅增强型GaN HEMT结构，其特征在于，所述制备方法包括：

提供一衬底，

在所述SiC衬底中形成P型掺杂区，且不接触所述衬底，并在所述P型掺杂区的部分区域的表层形成N型掺杂区，以形成PN结；

在所述衬底上形成分隔层，所述分隔层覆盖所述P型掺杂区与所述N型掺杂区；

在所述分隔层的顶端形成所述凹栅增强型GaN HEMT器件；

形成阳极和阴极；其中所述阳极和所述P型掺杂区电性连接，且所述阳极还电性连接所述凹栅增强型GaN HEMT器件的源极；所述阴极和所述N型掺杂区电性连接，且所述阴极电性连接所述凹栅增强型GaN HEMT器件的漏极；

其中，所述N型掺杂区覆盖所述漏极下方的区域，且延伸至所述凹栅增强型GaN HEMT器件的栅极下方区域。

10.根据权利要求9所述的抗反向导通电流的凹栅增强型GaN HEMT的制备方法，其特征在于，在所述衬底中形成P型掺杂区，且不接触所述衬底；具体包括：

对所述衬底的第一区域进行P型离子注入；

对注入的P型离子进行快速热退火激活或者激光退火激活，以形成所述P型掺杂区。