[发明专利]氮化物功率晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种氮化物功率晶体管，其特征在于，所述氮化物功率晶体管包括：

硅衬底，所述硅衬底中包括用以形成空间电荷耗尽区的不同掺杂的半导体复合结构；

位于所述硅衬底上的氮化物成核层；

位于所述氮化物成核层上的氮化物缓冲层；

位于所述氮化物缓冲层上的氮化物沟道层；

与所述氮化物沟道层相接触的源极和漏极以及位于所述源极和漏极之间的栅极。

2.根据权利要求1所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述半导体复合结构的纵剖面上包括纵向竖排结构、三角形结构、正方形结构或所述结构的任意组合，所述半导体复合结构的横截面上包括纵向交替方格结构、纵向交替三角形结构、纵向交替多边形结构，纵向交替圆形结构等或所述结构的任意组合，所述半导体复合结构横向排列占据整个硅衬底。

3.根据权利要求1所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述半导体复合结构为n型半导体和p型半导体横向交替组成的多级结构。

4.根据权利要求3所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述半导体复合结构中的n型半导体和p型半导体高度大于5nm。

5.根据权利要求3所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述硅衬底及衬底中的半导体复合结构中每一层n型半导体和p型半导体的掺杂浓度和掺杂分布根据器件和工艺设计要求进行优化，包括轻掺杂、渐变掺杂、重掺杂或其任意组合。

6.根据权利要求1所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述半导体复合结构位于硅衬底的顶层、内部、背面的任意一处或任意组合。

7.根据权利要求1所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述半导体复合结构中的半导体为硅、锗、锗硅、碳化硅、III-V族化合物中的任意一种或多种的组合。

8.根据权利要求1所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述氮化物沟道层上设有氮化物势垒层，所述氮化物沟道层和氮化物势垒层的界面处形成二维电子气。

9.根据权利要求8所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述氮化物势垒层上设有介质层。

10.根据权利要求9所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述介质层中的介质为SiN、SiO₂、SiON、Al₂O₃、HfO₂、HfAlO_x中的一种或多种的组合。

11.根据权利要求8所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述氮化物势垒层上设有氮化镓冒层。

12.根据权利要求8所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述氮化物势垒层和氮化物沟道层之间设有AlN插入层。

13.根据权利要求1所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述氮化物缓冲层和氮化物沟道层之间设有AlGaN背势垒层。

14.根据权利要求1所述的氮化物功率晶体管，其特征在于，所述源极和漏极下方的氮化物沟道层为n型重掺杂，栅极下方的氮化物沟道层为非故意掺杂、p型轻掺杂或n型轻掺杂。

15.一种如权利要求1所述的氮化物功率晶体管制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在硅衬底中引入用以形成空间电荷耗尽区的不同掺杂的半导体复合结构；

在所述含有半导体复合结构的硅衬底上生长氮化物成核层；

在所述氮化物成核层上生长氮化物缓冲层；

在所述氮化物缓冲层上生长氮化物沟道层；

在所述氮化物沟道层上形成源极、漏极以及源极和漏极之间的栅极。

16.根据权利要求15所述的氮化物功率晶体管制造方法，其特征在于，所述半导体复合结构的制备方法包括刻蚀、外延生长、离子注入。