功率半导体器件及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115394841A(43)申请公布日2022.11.25(21)申请号202210861637.4H01L21/28(2006.01)(22)申请日2022.07.20H01L21/329(2006.01)(71)申请人华灿光电（苏州）有限公司地址215600江苏省苏州市张家港市经济开发区晨丰公路28号(72)发明人王群龚逸品陈张笑雄王江波(74)专利代理机构北京三高永信知识产权代理有限责任公司11138专利代理师吕耀萍(51)Int.Cl.H01L29/417(2006.01)H01L29/06(2006.01)H01L29/45(2006.01)H01L29/47(2006.01)H01L29/872(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称功率半导体器件及其制备方法(57)摘要本公开提供了一种功率半导体器件及其制备方法，属于半导体电力电子领域。该功率半导体器件包括外延片、阳电极和阴电极；外延片包括衬底和依次形成在衬底上的缓冲层、GaN层、AlGaN层、GaN帽层和SiN保护层；阳电极和阴电极相互间隔，阳电极和阴电极均嵌入AlGaN层和GaN帽层内，阳电极包括在外延生长方向上依次叠设的GaN部和肖特基金属电极部，阴电极包括在外延生长方向上依次叠设的重掺N型GaN部和欧姆金属电极部。本公开能够改善电场分布，提高可靠性。CN115394841ACN115394841A权利要求书1/1页1.一种功率半导体器件，其特征在于，包括外延片(10)、阳电极(20)和阴电极(30)；所述外延片(10)包括衬底(110)和依次形成在所述衬底(110)上的缓冲层(120)、GaN层(130)、AlGaN层(140)、GaN帽层(150)和SiN保护层(160)；所述阳电极(20)和所述阴电极(30)相互间隔，所述阳电极(20)和所述阴电极(30)均嵌入所述AlGaN层(140)和GaN帽层(150)内，所述阳电极(20)包括在外延生长方向上依次叠设的GaN部(210)和肖特基金属电极部(220)，所述阴电极(30)包括在外延生长方向上依次叠设的重掺N型GaN部(310)和欧姆金属电极部(320)。2.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述GaN部(210)位于所述AlGaN层(140)内；所述肖特基金属电极部(220)一部分位于所述AlGaN层(140)内，另一部分位于所述GaN帽层(150)内。3.根据权利要求2所述的功率半导体器件，其特征在于，所述GaN部(210)与所述GaN层(130)相互间隔，所述GaN部(210)靠近所述GaN层(130)的一侧，与所述AlGaN层(140)靠近所述GaN帽层(150)的一侧的间距为1nm‑15nm。4.根据权利要求2所述的功率半导体器件，其特征在于，在所述肖特基金属电极部(220)至所述GaN部(210)的方向上，所述阳电极(20)朝向所述阴电极(30)的一侧，朝向所述阴电极(30)倾斜。5.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述重掺N型GaN部(310)位于所述AlGaN层(140)内；所述欧姆金属电极部(320)一部分位于所述AlGaN层(140)内，另一部分位于所述GaN帽层(150)内。6.根据权利要求5所述的功率半导体器件，其特征在于，所述重掺N型GaN部(310)与所述GaN层(130)接触。7.根据权利要求5所述的功率半导体器件，其特征在于，在所述欧姆金属电极部(320)至所述重掺N型GaN部(310)的方向上，所述阴电极(30)朝向所述阳电极(20)的一侧，朝向所述阳电极(20)倾斜。8.一种功率半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：提供一衬底(110)；在所述衬底(110)上依次外延生长缓冲层(120)、GaN层(130)、AlGaN层(140)、GaN帽层(150)和SiN保护层(160)；提供一阳电极(20)，将所述阳电极(20)嵌入所述AlGaN层(140)和GaN帽层(150)内，使得阳电极(20)的GaN部(210)和肖特基金属电极部(220)在外延生长方向上依次叠设；提供一阴电极(30)，将所述阴电极(30)嵌入所述AlGaN层(140)和GaN帽层(150)内，使得阴电极(30)的重掺N型GaN部(310)和欧姆金属电极部(320)在外延生长方向上依次叠设。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述AlGaN层(140)和所述GaN帽层(150)周期性交替层叠生长，所述AlGaN层(140)和所述GaN帽层(150)的交替周期数为1‑6。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述AlGaN层(140)的Al摩尔含量为0.07‑0.