[发明专利]基于垂直GaN器件形成栅极凹槽的工艺方法

权利要求书

1.基于垂直GaN器件形成栅极凹槽的工艺方法，其特征在于：在MOCVD反应器中，将垂直GaN器件暴露在H₂、NH₃和三甲基镓的气氛下，进行刻蚀并实时修复，形成栅极凹槽。

2.根据权利要求1所述的基于垂直GaN器件形成栅极凹槽的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：在所述垂直GaN器件顶部生长SiO₂层，刻蚀所述SiO₂层形成沟槽，得到第一GaN晶圆片；

S2：将所述第一GaN晶圆片置于MOCVD反应器中，在H₂、NH₃和三甲基镓的气氛下对准沟槽对所述第一GaN晶圆片进行刻蚀并同步生长，且刻蚀速率大于生长速率，得到带有凹槽的第二GaN晶圆片；

S3：在NH₃和三甲基镓的气氛下对所述第二GaN晶圆片的凹槽进行表面处理；

S4：对步骤S3处理后的第二GaN晶圆片的凹槽底部填充p-GaN层，形成栅极凹槽。

3.根据权利要求2所述的基于垂直GaN器件形成栅极凹槽的工艺方法，其特征在于：步骤S1中，所述垂直GaN器件自下而上依次包括u-GaN层、n+GaN层、n-GaN层、p-GaN层和n+GaN层。

4.根据权利要求3所述的基于垂直GaN器件形成栅极凹槽的工艺方法，其特征在于：所述垂直GaN器件自下而上各层厚度分别是：u-GaN层为1.5μm～2μm，n+GaN层为1μm～2μm，n-GaN层为6μm～10μm，p-GaN层为70nm～150nm，n+GaN层为150nm～350nm。

5.根据权利要求2所述的基于垂直GaN器件形成栅极凹槽的工艺方法，其特征在于：步骤S1中，所述SiO₂层厚度为200nm～2μm。

6.根据权利要求2所述的基于垂直GaN器件形成栅极凹槽的工艺方法，其特征在于：步骤S1中，所述沟槽深度等于所述SiO₂层厚度。

7.根据权利要求2所述的基于垂直GaN器件形成栅极凹槽的工艺方法，其特征在于：步骤S2中，所述刻蚀深度为520nm～900nm。

8.根据权利要求2所述的基于垂直GaN器件形成栅极凹槽的工艺方法，其特征在于：步骤S2中，所述刻蚀速率为：0.5μm/h～1μm/h。

9.根据权利要求2所述的基于垂直GaN器件形成栅极凹槽的工艺方法，其特征在于：步骤S2中，所述刻蚀并同步生长的工艺参数设置为：压力为60torr～500torr，温度为1000℃～1150℃，H₂气体流量为160slm～220slm，NH₃气体流量为0.3slm～10slm，三甲基镓的流量小于20sccm。

10.根据权利要求2所述的基于垂直GaN器件形成栅极凹槽的工艺方法，其特征在于：步骤S3中，所述表面处理的工艺参数设置为：反应器内温度为1000℃～1100℃，NH₃气体流量为：1slm～10slm，三甲基镓的流量为10sccm～50sccm。