專利名稱：縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET 器件及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，具體涉及一種縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET器件及其制作方法。
背景技術(shù)：
以GaN為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料具有寬禁帶、高擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、高飽和電子漂移速度、高熱導(dǎo)率、異質(zhì)界面二維電子氣濃度高等優(yōu)良的材料性能特點(diǎn)，相比于Si 材料，GaN更加適合制作大功率高容量、高開(kāi)關(guān)速度的電力電子器件。與傳統(tǒng)Si器件相比， GaN器件能承載更高的功率密度，具有更高的能量轉(zhuǎn)換效率，可以使整個(gè)系統(tǒng)的體積和重量減少，從而降低系統(tǒng)成本。目前從GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電力電子器件實(shí)現(xiàn)的器件結(jié)構(gòu)上來(lái)看，主要分為側(cè)向?qū)ㄆ骷约翱v向?qū)ㄆ骷?。由于初期GaN外延生長(zhǎng)的襯底材料主要是絕緣藍(lán)寶石襯底以及高阻Si襯底，所以目前的HFET器件基本都為側(cè)向?qū)ㄆ骷?。?cè)向?qū)ㄆ骷苯永肁lGaN/GaN異質(zhì)結(jié)2DEG 溝道作為器件導(dǎo)通溝道，在相對(duì)低的工作電壓下能實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)啟、關(guān)斷和低導(dǎo)通電阻；但是在高電壓的工作環(huán)境下，由于柵、漏極之間電場(chǎng)相對(duì)集中，尤其容易在柵極邊緣形成電場(chǎng)集邊效應(yīng)，器件易擊穿。通過(guò)增大柵漏間距，來(lái)實(shí)現(xiàn)高的器件擊穿電壓， 但與此同時(shí)，也增大了器件的導(dǎo)通電阻，降低了芯片的利用效率。表面鈍化工藝、電極場(chǎng)板工藝等技術(shù)的采用可以在一定程度上緩解上述矛盾，但是對(duì)于側(cè)向結(jié)構(gòu)器件電場(chǎng)分布不均而限制了器件耐壓特性的缺點(diǎn)沒(méi)有本質(zhì)上的改變。為了實(shí)現(xiàn)GaN基電子器件在高壓情況下工作，縱向?qū)ㄆ骷潜容^理想的技術(shù)方案。而對(duì)于縱向?qū)ㄆ骷?，近年?lái)，隨著GaN同質(zhì)襯底的發(fā)展，GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)垂直縱向?qū)ㄆ骷蚕嗬^報(bào)道?？v向?qū)ǖ碾娏﹄娮悠骷Y(jié)構(gòu)，其實(shí)是目前Si材料高壓MOS器件常采用的結(jié)構(gòu)， 在縱向?qū)⊿i功率器件中，形成源、漏極的N型摻雜層中間以P型摻雜層隔開(kāi)，源、柵極和漏極分別位于器件上下極，漏極與柵極間的PN結(jié)可以承受高工作電壓。當(dāng)柵極加正壓，絕緣柵極與P型層接觸面形成電子反型層時(shí)，器件導(dǎo)通。這種器件結(jié)構(gòu)相對(duì)于上述平面結(jié)構(gòu)器件的好處就是，器件電流縱向分布于器件內(nèi)，電場(chǎng)分布更加均勻，有效提高器件擊穿電壓。
GaN大功率電力電子器件在向大功率應(yīng)用擴(kuò)展的技術(shù)發(fā)展路線也類似于Si材料電力電子器件，即由側(cè)向?qū)ㄆ骷蚩v向?qū)ㄆ骷霓D(zhuǎn)變。隨著GaN同質(zhì)外延技術(shù)的不斷成熟以及GaN襯底制作成本的降低，為實(shí)現(xiàn)在GaN襯底上制作縱向?qū)娮悠骷峁┝擞辛χС?。同質(zhì)GaN襯底與異質(zhì)外延襯底相比,優(yōu)勢(shì)明顯。與GaN外延層晶格匹配,相對(duì)于異質(zhì)外延襯底，提高了 GaN外延層晶體質(zhì)量的同時(shí)，簡(jiǎn)化生長(zhǎng)工藝，避免生長(zhǎng)復(fù)雜的應(yīng)力緩沖層。 同質(zhì)外延的主要優(yōu)點(diǎn)還體現(xiàn)在1)沒(méi)有晶格失配；2)熱導(dǎo)率高，熱失配??；3)電導(dǎo)率高，漏電流小，簡(jiǎn)化器件工藝。
同質(zhì)襯底實(shí)現(xiàn)的縱向?qū)ㄆ骷^側(cè)向?qū)ㄆ骷?)提高了單位面積芯片功率，增大了芯片利用效率；2)電極有效接觸面積大，縱向方向電流擴(kuò)展面積大，實(shí)現(xiàn)高功率，大電流輸出密度；3)位錯(cuò)密度低，能有效降低器件柵極漏電流，提升材料載流子遷移率，增大器件擊穿電壓，減少電流崩塌效應(yīng)；4)同時(shí)在大功率工作環(huán)境下，器件自生大量熱，同質(zhì)外延熱導(dǎo)性能優(yōu)異，利于器件散熱。GaN同質(zhì)襯底縱向?qū)ńY(jié)構(gòu)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管已展開(kāi)了一些研究。在最新的研究成果中，Toyota公司的Masakazu KANECHIKA等人，通過(guò)在GaN自支撐襯底上制作了耗盡型的垂直電流通道電子器件(Current Aperture Vertical Electron Transistor), 器件實(shí)現(xiàn)了閾值電壓-16V，導(dǎo)通電阻為2·6πιΩ·αιι2 ;參見(jiàn)文獻(xiàn)Masakazu KANECHIKA, Masahiro SUGIM0T0 et al. A Vertical Insulated Gate AlGaN/GaN Heterojunction Field-Effect Transistor; Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 46, No.21, pp. L503 - L505, 2007。另外加州大學(xué) Srabanti Chowdhury, Brian L. Swenson 等人，在類似的結(jié)構(gòu)上，利用氟離子處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了閾值電壓為O. 6V的增強(qiáng)型垂直器件(CAVET);參見(jiàn)文獻(xiàn) Srabanti Chowdhury, Brian L. Swenson et al. Enhancement and Depletion Mode AlGaN/GaN CAVET With Mg-Ion-Implanted GaN as Current Blocking Layer; IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, VOL. 29，NO. 6，2008。
從最新的研究成果來(lái)看，基于AlGaN/GaN的異質(zhì)結(jié)和絕緣柵極結(jié)構(gòu)的垂直導(dǎo)通結(jié)構(gòu)MISFET可以實(shí)現(xiàn)低導(dǎo)通電阻，高電壓，大導(dǎo)通電流等特性，而采用P型電流阻擋層技術(shù)對(duì)上方的GaN晶格質(zhì)量有明顯的降低作用，這會(huì)導(dǎo)致溝道遷移率降低從而影響器件性能，同時(shí)，P型電子阻擋層技術(shù)對(duì)P型阻擋層上方GaN溝道中的二維電子氣有耗盡作用，從而使得二維電子氣濃度降低，進(jìn)一步影響器件的導(dǎo)通性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性更高的GaN縱向?qū)ǖ腗ISFET器件及其制作方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET器件，包括柵極、源極、漏極、絕緣層、導(dǎo)電GaN襯底和形成于導(dǎo)電GaN襯底上的外延層，所述外延層由下往上依次包括第一 η型輕摻雜GaN層，二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層，非摻雜GaN層和異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘層，所述外延層中部形成凹槽溝道，凹槽溝道和異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層的表面覆蓋絕緣層，柵極覆蓋于絕緣層上的凹槽溝道處，刻蝕絕緣層兩端形成源極區(qū)域，源極區(qū)域處蒸鍍歐姆金屬形成與異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘層接觸的源極，漏極置于導(dǎo)電GaN襯底背面。所述第一 η型輕摻雜GaN層的厚度為1_50 μ m。所述二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層為Si02、SiNxai2O3^AlN,Hf02、MgO、Sc203、Ga203、AlHfOx 或HfSiON，絕緣層厚度為l-100nm。所述非摻雜GaN層的厚度為10_500nm。所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層材料包括以下的一種或多種的組合AlGaN、AlInN, AlInGaN 及AlN ;異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層厚度為l_50nm。所述絕緣層材料為5丨02、5丨版、六120341隊(duì)!1 )2、]\%0、5(3203、6320341!1 ^或^^(^，絕緣層厚度為I-IOOnm ;源極和漏極材料從以下一組材料中選出，該組材料包括但不限于 Ti/Al/Ni/Au合金、Ti/Al/Ti/Au合金、Ti/Al/Mo/Au合金；柵極材料從以下一組材料中選出，該組材料包括但不限于Ni/Au合金、Pt/Al合金、Pd/Au合金。同時(shí)，本發(fā)明還提供了一種垂直結(jié)構(gòu)的GaN基MISFET器件的制作方法，其包括以下步驟
在導(dǎo)電GaN襯底上生長(zhǎng)第一 η型輕摻雜GaN層；
Q在第一 η型輕摻雜GaN層上形成二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層；
Q采用光刻技術(shù)，選擇性刻蝕二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層，去除柵極區(qū)域的二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層；
Q在刻蝕后的器件上選擇柵極區(qū)域側(cè)向外延生長(zhǎng)非摻雜GaN層；
在非摻雜GaN層上生長(zhǎng)異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層； 在異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘層生長(zhǎng)介質(zhì)層，作為干法刻蝕的掩膜層；
Q采用光刻技術(shù)，選擇區(qū)域刻蝕柵極區(qū)域的掩膜層；利用干法刻蝕在柵極區(qū)域刻蝕出凹槽溝道；
在顯露出的由凹槽溝道表面和異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層表面構(gòu)成的接觸界面沉積絕緣物質(zhì)，作為柵極的絕緣層；
Φ采用光刻技術(shù)，在絕緣層表面刻蝕出源極歐姆接觸區(qū)域，在源極區(qū)域蒸鍍上源極歐姆接觸金屬，在導(dǎo)電GaN襯底表面蒸鍍上歐姆接觸金屬漏極；
在柵極絕緣層上蒸鍍柵極。本發(fā)明的制作方法，直接采用二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層作為電流阻擋層，并選擇柵極區(qū)域刻蝕，并在刻蝕區(qū)域生長(zhǎng)非摻雜GaN層，直到非摻雜GaN層厚度超過(guò)介質(zhì)層厚度，此時(shí)非摻雜GaN層開(kāi)始在二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層上方生長(zhǎng)直到鋪平至一定厚度。采用側(cè)向外延生長(zhǎng)技術(shù)可以在電流阻擋層上獲得高質(zhì)量的非摻雜GaN層。從而有效降低上方外延層晶格質(zhì)量，增大接入?yún)^(qū)二維電子氣遷移率，有效降低導(dǎo)通電阻，并能實(shí)現(xiàn)柵極垂直導(dǎo)電溝道自然形成，提高器件柵極閾值電壓，簡(jiǎn)化器件工藝，提高了器件可靠性和重復(fù)性。所述步驟 中的第一 η型輕摻雜GaN層、步驟 非摻雜GaN層、步驟 中異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘層的生長(zhǎng)方法包括但不限于金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法或分子束外延法。
所述步驟 中的二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層以及步驟 中的絕緣層的生長(zhǎng)方法包括
但不限于等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法、原子沉積法、物理氣相沉積法或磁控濺射法。本發(fā)明器件的另一種結(jié)構(gòu)是在所述二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層被刻蝕完后，先在凹槽區(qū)域生長(zhǎng)P型GaN層，直到生長(zhǎng)接近兩邊二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層高度時(shí)，立刻切換生長(zhǎng)條件， 進(jìn)行非摻雜GaN層的生長(zhǎng)，這樣將有效改善縱向溝道導(dǎo)通電壓，提高整個(gè)器件閾值電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案，直接利用絕緣介質(zhì)掩膜層作為二次選擇生長(zhǎng)掩膜層。通過(guò)生長(zhǎng)高質(zhì)量的側(cè)向外延非摻雜GaN層，實(shí)現(xiàn)其上面高質(zhì)量，低導(dǎo)通電阻的接入?yún)^(qū)，避免了使用P型阻擋層從而因P型雜質(zhì)擴(kuò)散導(dǎo)致的接入?yún)^(qū)GaN晶格質(zhì)量較低的影響，實(shí)現(xiàn)了柵極垂直導(dǎo)電溝道的自然形成，制備出了縱向?qū)ǖ腗ISFET器件。


圖1-10為本發(fā)明實(shí)施例I的器件制備方法工藝示意圖11-13為本發(fā)明實(shí)施例2的器件結(jié)構(gòu)示意圖14為實(shí)施例2成品結(jié)構(gòu)示意圖?！?br> 具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例I
如圖11所示為本實(shí)施例的器件結(jié)構(gòu)示意圖，包括柵極10、源極8、漏極9、絕緣層7、導(dǎo)電GaN襯底I和其上的外延層，所述外延層包括第一 η型輕摻雜GaN層2、二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層3、非摻雜GaN層4以及異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層5，所述非摻雜GaN層4中部形成用于實(shí)現(xiàn)柵極導(dǎo)電的凹槽溝道12，凹槽溝道12和異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層5的表面覆蓋絕緣層7，柵極10覆蓋于絕緣層上的凹槽溝道12處，刻蝕絕緣層7兩端形成源極區(qū)域，源極區(qū)域處蒸鍍歐姆金屬形成與異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層5接觸的源極8，漏極9置于導(dǎo)電GaN襯底背面。上述縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET器件的制作方法如圖1_10所示，包括以下步驟
CD利用分子束外延法在導(dǎo)電GaN襯底I上生長(zhǎng)一層第一 η型輕摻雜GaN層2，厚度 1-50 μ m,如圖I所示；
Q在第一 η型輕摻雜GaN層2上，通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)一層絕緣介質(zhì)層作為二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層3，該二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層3厚度為50-500nm，如圖2所示； Q采用光刻技術(shù)，選擇性刻蝕二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層3，去除柵極區(qū)域的二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層；如圖3所示；
Q在刻蝕后的器件上選擇柵極區(qū)域側(cè)向外延生長(zhǎng)高質(zhì)量非摻雜GaN層4，該非摻雜 GaN層厚度為60-1000nm如圖4所示；Q在非摻雜GaN層4上生長(zhǎng)異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層5，該異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層厚度為l_50nm，如圖5所示；
在異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘層生長(zhǎng)一層介質(zhì)層6，作為干法刻蝕的掩膜層；如圖6所示；
Q采用光刻技術(shù)，選擇區(qū)域刻蝕柵極區(qū)域的掩膜層；利用干法刻蝕在柵極區(qū)域刻蝕出
凹槽，顯露出由凹槽溝道表面和異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層表面構(gòu)成的絕緣層接觸界面，如圖7、圖8 所示；
O在接觸界面沉積絕緣物質(zhì)，作為柵極的絕緣層7，該絕緣層厚度為Ι-lOOnm，如圖9 所示；
Q采用光刻技術(shù)，在絕緣層表面刻蝕出源極歐姆接觸區(qū)域，在源極區(qū)域蒸鍍上源極歐
姆接觸金屬8，在導(dǎo)電GaN襯底表面蒸鍍上漏極歐姆接觸金屬9，如圖10所示；
在柵極絕緣層上蒸鍍柵極金屬10，如圖11所示。至此，即完成了整個(gè)器件的制備
過(guò)程。圖8即為實(shí)施例I的器件結(jié)構(gòu)示意圖。實(shí)施例2
如圖14為本實(shí)施例的器件結(jié)構(gòu)示意圖，其與實(shí)施例I結(jié)構(gòu)類似，區(qū)別僅在于在所述二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層3被刻蝕完后，先在凹槽區(qū)域生長(zhǎng)P型GaN層11，直到生長(zhǎng)接近兩邊絕緣介質(zhì)掩膜層高度時(shí)，如圖12所示，立刻切換生長(zhǎng)條件，進(jìn)行非摻雜GaN層4的生長(zhǎng)，如圖13 所示。這樣將有效改善縱向溝道導(dǎo)通電壓，提高整個(gè)器件閾值電壓。
權(quán)利要求
1.一種縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET器件，包括柵極(10)、源極(8)、漏極(9)、絕緣層(7)、導(dǎo)電GaN襯底(I)和形成于導(dǎo)電GaN襯底(I)上的外延層,所述外延層由下往上依次包括第一 η型輕摻雜GaN層(2)，二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層(3)，非摻雜GaN層(4)和異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘層(5)，所述外延層中部形成凹槽溝道(12)，凹槽溝道(12)和異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層(5)的表面覆蓋絕緣層(7)，柵極(10)覆蓋于絕緣層(7)上的凹槽溝道(12)處，刻蝕絕緣層(7)兩端形成源極區(qū)域，源極區(qū)域處蒸鍍歐姆金屬形成與異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘層(5)接觸的源極(8)，漏極(9)置于導(dǎo)電GaN襯底(I)背面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET器件，其特征在于，所述第一η型輕摻雜GaN層(2)的厚度為1-50 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET器件，其特征在于，所述二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層(3)為 Si02、SiNx、A1203、AIN、Hf02、MgO、Sc2O3, Ga2O3, AlHfOx 或 HfSiON，絕緣層厚度為l-100nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET器件，其特征在于，所述非摻雜GaN層(4)的厚度為10-500nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET器件，其特征在于，所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層(5)材料包括以下的一種或多種的組合AlGaN、AlInN、AlInGaN及AlN;異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層(5)厚度為l-50nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET器件，其特征在于，所述絕緣層(7)材料為 Si02、SiNx、A1203、AIN、Hf02、MgO、Sc2O3, Ga2O3, AlHfOx 或 HfSiON，絕緣層(7)厚度為I-IOOnm ;源極(8)和漏極(9)材料從以下一組材料中選出，該組材料包括但不限于Ti/Al/Ni/Au合金、Ti/Al/Ti/Au合金、Ti/Al/Mo/Au合金；柵極材料從以下一組材料中選出，該組材料包括但不限于Ni/Au合金、Pt/Al合金、Pd/Au合金。
7.一種權(quán)利要求I所述的縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET器件的制作方法，其特征在于，包括以下步驟 在導(dǎo)電GaN襯底(I)上生長(zhǎng)第一 η型輕摻雜GaN層(2 ); 在第一 η型輕摻雜GaN層(2 )上形成二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層(3 ); @采用光刻技術(shù)，選擇性刻蝕二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層(3)，去除柵極區(qū)域的二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層； 在刻蝕后的器件上選擇柵極區(qū)域側(cè)向外延生長(zhǎng)非摻雜GaN層(4); 在非摻雜GaN層(4)上生長(zhǎng)異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層(5)； 在異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘層(5 )生長(zhǎng)介質(zhì)層(6 )，作為干法刻蝕的掩膜層；⑦采用光刻技術(shù)，選擇區(qū)域刻蝕柵極區(qū)域的掩膜層；利用干法刻蝕在柵極區(qū)域刻蝕出凹槽溝道(12)； 在顯露出的由凹槽溝道(12)表面和異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層(5)表面構(gòu)成的接觸界面沉積絕緣物質(zhì)，作為柵極的絕緣層(7)； ⑨采用光刻技術(shù)，在絕緣層(7)表面刻蝕出源極歐姆接觸區(qū)域，在源極區(qū)域蒸鍍上源極歐姆接觸金屬，在導(dǎo)電GaN襯底表面蒸鍍上歐姆接觸金屬漏極(9); ⑩在柵極絕緣層上蒸鍍柵極(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET器件制作方法，其特征在于，所述步驟 中的第一 η型輕摻雜GaN層、步驟 非摻雜GaN層、步驟 中異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘層的生長(zhǎng)方法包括但不限于金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法或分子束外延法。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的縱向?qū)ǖ腉aNMISFET器件制作方法，其特征在于，所述步驟 中的二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層以及步驟@中的絕緣層的生長(zhǎng)方法包括但不限于等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法、原子沉積法、物理氣相沉積法或磁控濺射法。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的縱向?qū)ǖ腉aNMISFET器件制作方法，其特征在于，步驟 中，在所述二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層(3 )被刻蝕完后，先在凹槽區(qū)域生長(zhǎng)P型GaN層(11 )，直到生長(zhǎng)接近兩邊二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層(3)高度時(shí)，切換生長(zhǎng)條件，進(jìn)行非摻雜GaN層(4)的生長(zhǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種縱向?qū)ǖ腉aN基MISFET器件，包括柵極、源極、漏極、絕緣層、導(dǎo)電GaN襯底和形成于導(dǎo)電GaN襯底上的外延層，所述外延層由下往上依次包括第一n型輕摻雜GaN層，二次生長(zhǎng)掩膜介質(zhì)層，非摻雜GaN層和異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘層，所述外延層中部形成凹槽溝道，凹槽溝道和異質(zhì)結(jié)構(gòu)勢(shì)壘層的表面覆蓋絕緣層，柵極覆蓋于絕緣層上的凹槽溝道處，刻蝕絕緣層兩端形成源極區(qū)域，源極區(qū)域處蒸鍍歐姆金屬形成與異質(zhì)結(jié)勢(shì)壘層接觸的源極，漏極置于導(dǎo)電GaN襯底背面。本發(fā)明制作方法直接采用絕緣介質(zhì)掩膜層作為電流阻擋層，并在柵極刻蝕區(qū)域通過(guò)側(cè)向外延技術(shù)獲得高質(zhì)量、低導(dǎo)通電阻接入?yún)^(qū)，實(shí)現(xiàn)了一種穩(wěn)定縱向?qū)ǖ腉aNMISFET器件。
文檔編號(hào)H01L21/335GK102709320SQ20121003374
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者倪毅強(qiáng), 劉揚(yáng), 張佰君 申請(qǐng)人:中山大學(xué)