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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111430240A(43)申请公布日2020.07.17(21)申请号202010539786.X(22)申请日2020.06.15(71)申请人浙江集迈科微电子有限公司地址313100浙江省湖州市长兴县经济技术开发区陈王路与太湖路交叉口长兴国家大学科技园二分部北园8号厂房(72)发明人冯光建蔡永清陈桥波黄雷(74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙)31219代理人佟婷婷(51)Int.Cl.H01L21/335(2006.01)H01L29/40(2006.01)H01L29/778(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图10页(54)发明名称基于场板复合结构的GaN器件及其制备方法(57)摘要本发明提供一基于场板复合结构的GaN器件及其制备方法,制备方法包括:提供半导体衬底,形成外延结构、钝化辅助层、垂直场板沟槽,形成源极电极、漏极电极场板复合结构,形成栅极结构。本发明可以通过一步制备漏极电极和横向/垂直场板,工艺简单,通过横向/垂直两个场板,在小型化的前提下增强了器件耐压,使器件的耐压不用受限于栅-漏距离。通过横向场板和垂直场板两个场板的共同作用调节,在给定击穿电压要求下所需场板长度更短,缩小了器件尺寸,减小了寄生电容,提高了器件射频性能,垂直场板使空间电荷区域跨过缓冲层深入缓冲层,在固有平面器件尺寸条件下改善器件击穿电压。本发明也不用再在栅极上部额外增加横向场板制作工艺步骤。CN111430240ACN111430240A权利要求书1/2页1.一种基于场板复合结构的GaN器件的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:提供半导体衬底;于所述半导体衬底上形成外延结构,所述外延结构包括缓冲层及形成于所述缓冲层上的GaN沟道层;于所述外延结构上形成钝化辅助层,所述钝化辅助层中形成有源极开口及漏极开口,所述源极开口及所述漏极开口均显露所述外延结构;于所述漏极开口对应的所述外延结构中形成垂直场板沟槽,所述垂直场板沟槽穿过所述GaN沟道层延伸至所述缓冲层中;于所述源极开口显露的所述外延结构上形成源极电极,于所述垂直场板沟槽中、所述漏极开口显露的所述外延结构上以及所述漏极开口周围的部分所述钝化辅助层上沉积导电材料以形成漏极电极场板复合结构,所述垂直场板沟槽中的导电材料构成垂直场板,所述外延结构上的导电材料构成漏极电极,所述钝化辅助层上的导电材料构成横向场板;于所述源极电极与所述漏极电极场板复合结构之间形成栅极结构,且所述栅极结构贯穿所述钝化辅助层形成于所述外延结构上。2.根据权利要求1所述的基于场板复合结构的GaN器件的制备方法,其特征在于,所述外延结构还包括成核层及势垒层,其中,所述缓冲层形成于所述成核层上,所述势垒层形成于所述GaN沟道层上。3.根据权利要求2所述的基于场板复合结构的GaN器件的制备方法,其特征在于,所述成核层包括AlN层,所述缓冲层包括GaN层,所述势垒层包括AlGaN层;和/或,所述成核层的厚度介于50nm-200nm之间,所述缓冲层的厚度介于1μm-3μm之间,所述GaN沟道层的厚度介于100nm-1μm之间,所述势垒层的厚度介于20nm-100nm之间。4.根据权利要求1所述的基于场板复合结构的GaN器件的制备方法,其特征在于,所述钝化辅助层包括SiN层;所述钝化辅助层的形成工艺包括低压化学气相沉积工艺;所述钝化辅助层的厚度介于50nm-200nm之间。5.根据权利要求1所述的基于场板复合结构的GaN器件的制备方法,其特征在于,所述横向场板包括若干个分立设置的横向场板单元,且最靠近所述漏极电极一侧的所述横向场板单元与所述漏极电极电连接;和/或,所述垂直场板包括若干个分立设置的垂直场板单元,且最靠近所述漏极电极一侧的所述垂直场板单元与所述漏极电极电连接。6.根据权利要求1所述的基于场板复合结构的GaN器件的制备方法,其特征在于,所述横向场板的宽度小于所述漏极电极与所述栅极结构之间距离的1/2。7.根据权利要求1所述的基于场板复合结构的GaN器件的制备方法,其特征在于,采用磁控溅射方法形成所述漏极电极场板复合结构。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的基于场板复合结构的GaN器件的制备方法,其特征在于,沿所述栅极结构指向所述漏极电极的方向上,所述横向场板、所述漏极电极以及所述垂直场板依次排布。9.一种基于场板复合结构的GaN器件,其特征在于,所述GaN器件包括:半导体衬底;外延结构,形成于所述半导体衬底上,所述外延结构包括缓冲层及形成于所述缓冲层上的GaN沟道层;2CN111430240A权利要求书2/2页钝化辅助层,形成于所述外延结构上,所述钝化辅助层中形成有源极开口及漏极开口,所述源极开口及所述漏极开口均显露所述外延结