一种氮化镓功率器件及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115172454A(43)申请公布日2022.10.11(21)申请号202210782596.X(22)申请日2022.07.05(71)申请人天狼芯半导体（成都）有限公司地址610000四川省成都市高新区吉泰路5路88号香年广场T3栋4201室(72)发明人黄汇钦吴龙江(74)专利代理机构深圳中一联合知识产权代理有限公司44414专利代理师阳方玉(51)Int.Cl.H01L29/423(2006.01)H01L29/40(2006.01)H01L29/78(2006.01)H01L21/336(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图5页(54)发明名称一种氮化镓功率器件及其制备方法(57)摘要本申请属于功率器件技术领域，提供了一种氮化镓功率器件及其制备方法，氮化镓功率器件包括氮化镓层、氮化镓帽层、氮化硅层、源极区、漏极区、第一栅极层、第二栅极层、预埋场板层以及气桥场板层，通过将面积小于所述第二栅极层的面积的第一栅极层设于第二栅极层与氮化镓帽层之间，并同时在与第二栅极层互不接触的位置设置预埋场板层，并采用气桥场板层连接于源极区与预埋场板层，可以在只增加一道光罩的成本下，设计出一套工艺流程同时完成漏极端与栅极端之间的电场调节，提升了功率器件的可靠性和性能。CN115172454ACN115172454A权利要求书1/1页1.一种氮化镓功率器件，其特征在于，所述氮化镓功率器件包括：从下至上依次层叠设置的氮化镓层、氮化镓帽层以及氮化硅层；设于所述氮化硅层两侧的源极区和漏极区，其中，所述源极区和所述漏极区深入至所述氮化镓层；第一栅极层和第二栅极层，所述第一栅极层与所述第二栅极层设于所述氮化硅层中，且所述第一栅极层设于所述第二栅极层与所述氮化镓帽层之间，其中，所述第一栅极层的面积小于所述第二栅极层的面积；预埋场板层，设于所述氮化硅层中，且不与所述第二栅极层和所述氮化镓帽层接触；气桥场板层，连接于所述源极区与所述预埋场板层之间。2.如权利要求1所述的氮化镓功率器件，其特征在于，所述第二栅极层的面积至少为所述第一栅极层的面积的两倍。3.如权利要求1所述的氮化镓功率器件，其特征在于，所述预埋场板层的厚度小于所述氮化硅层的厚度。4.如权利要求3所述的氮化镓功率器件，其特征在于，所述氮化镓帽层与所述预埋场板层之间的距离大于所述氮化硅层的厚度的20％。5.如权利要求1所述的氮化镓功率器件，其特征在于，所述预埋场板层与所述第二栅极层之间的距离大于所述气桥场板层的长度的20％。6.如权利要求1所述的氮化镓功率器件，其特征在于，所述气桥场板层呈凹字形。7.如权利要求1所述的氮化镓功率器件，其特征在于，所述预埋场板层的宽度大于所述气桥场板层与所述预埋场板层的接触面积。8.如权利要求1‑7任一项所述的氮化镓功率器件，其特征在于，所述氮化镓帽层为AlGaN。9.一种氮化镓功率器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：从下至上依次制备氮化镓层、氮化镓帽层以及氮化硅层，并在所述氮化硅层两侧形成源极区和漏极区；其中，所述源极区和所述漏极区深入至所述氮化镓层；在所述氮化硅层上形成第一沟槽；对所述第一沟槽进行刻蚀形成第二沟槽，并在所述氮化硅层上形成第三沟槽；其中，所述第二沟槽与所述第三沟槽互不接触，且所述第二沟槽呈凸字形，并与所述氮化镓帽层接触；填充金属材料在所述第一沟槽内形成栅极层，并在所述第三沟槽内形成预埋场板层；其中，所述栅极层包括第一栅极层和第二栅极层，所述第一栅极层的面积小于所述第二栅极层的面积；在所述源极区与所述预埋场板层之间制备气桥场板层。10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述填充金属材料在所述第一沟槽内形成栅极层，在所述第三沟槽内形成预埋场板层的步骤，包括：采用大马士革镶嵌工艺在所述第一沟槽内形成栅极层，并在所述第三沟槽内形成预埋场板层。2CN115172454A说明书1/7页一种氮化镓功率器件及其制备方法技术领域[0001]本申请属于功率器件技术领域，尤其涉及一种氮化镓功率器件及其制备方法。背景技术[0002]氮化镓(GaN)标准器件的反向耐压(BreakdownVoltage，BV)通常由漏极端到栅极端之间的距离决定，当前有许多方法来增加器件的反向耐压，例如，通过设计气桥场板层(airbridgefieldplate，AFP)，即利用桥状金属跨过闸极改变漏极端到栅极端的电场分布，或者是利用栅极顶端变形设计，又称闸极斜场板(SlantFieldPlate，SFP)，以改变漏极到栅极端之间的电场分布。[0003]然而，目前的制备工艺中，气桥场板层与氮化硅之间无法形成大面积接触，且容易发生脱落导致开路的问题，极大影响了器件的可靠性和性能。发明内容[0004]本申请的