[发明专利]氮化物系场效应晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种氮化物系场效应晶体管，包括：

源极；

第一导电型的第一开关半导体层，形成于所述源极的下部；

第二导电型的第二开关半导体层，形成于所述第一开关半导体层下部；

所述第一导电型的第三开关半导体层，以包裹所述第二开关半导体层的下部以及所述第一开关半导体层和第二开关半导体层的侧面的形态形成；

栅芯，在所述第一开关半导体层和第二开关半导体层的侧部形成为侧面具有用于形成沟道的垂直面或倾斜面；

栅极绝缘膜，形成于所述栅芯下表面；

漏极，根据经由沟道的垂直方向的电荷流动而与所述源极电耦合。

2.如权利要求1所述的氮化物系场效应晶体管，其中，在所述栅极上没有施加电压的状态下，由于所述第二开关半导体层而在包裹所述第一开关半导体层和第二开关半导体层的侧面的所述第三开关半导体层区域中形成耗尽层。

3.如权利要求1所述的氮化物系场效应晶体管，其中，在所述第二开关半导体层与第三开关半导体层之间还包括掺杂有碳或铁的氮化镓的附加开关半导体层。

4.如权利要求1所述的氮化物系场效应晶体管，其中，所述第二开关半导体层的一部分边界具有到达所述第三开关半导体层的边界的形态。

5.如权利要求1所述的氮化物系场效应晶体管，其中，所述第一开关半导体层具有能够使所述第二开关半导体层横向外延过生长的种子层的形态。

6.如权利要求1所述的氮化物系场效应晶体管，其中，所述第三开关半导体层的下方设置有本征氮化镓半导体层和所述漏极，且所述漏极直接或者通过媒介层而间接地贴附于导热性基板。

7.一种氮化物系场效应晶体管的制造方法，包括如下步骤：

在蓝宝石基板上形成第一导电型的氮化镓半导体层；

蚀刻所述第一导电型的氮化镓半导体层而形成开关半导体层；

将所述第一导电型的氮化镓半导体层作为种子层而执行横向外延过生长，从而形成第二导电型的氮化镓半导体层；

蚀刻将要形成栅极的区域的所述第二导电型的氮化镓半导体层和第一导电型的氮化镓半导体层；

在蚀刻的表面上形成本征氮化镓半导体层；

在所述本征氮化镓半导体层上形成高浓度氮化镓半导体层；

扩大蚀刻空间，该蚀刻空间是没有被在蚀刻的表面上形成本征氮化镓半导体层的步骤中形成的本征氮化镓半导体所填充而剩余的空间；

在所述高浓度氮化镓半导体层上形成漏极；

在所述漏极上贴附导热性基板；

除去所述蓝宝石基板；

在除去所述蓝宝石基板的表面上形成绝缘膜；

在所述绝缘膜上形成栅极；

蚀刻将要形成源极的区域的所述绝缘膜；

形成源极。

8.如权利要求7所述的氮化物系场效应晶体管的制造方法，其中，在除去所述蓝宝石基板的步骤中利用剥离工艺，

在除去所述蓝宝石基板的步骤以后，且在除去所述蓝宝石基板的表面上形成绝缘膜的步骤之前，还包括用于除去剥离工艺中的损伤的表面的蚀刻步骤。

9.如权利要求7所述的氮化物系场效应晶体管的制造方法，其中，在除去所述蓝宝石基板的步骤以后，且在除去所述蓝宝石基板的表面上形成绝缘膜的步骤之前，还包括形成护环的步骤或者执行退火的步骤。

10.如权利要求7所述的氮化物系场效应晶体管的制造方法，其中，在扩大剩余的所述蚀刻空间的步骤中，执行使蚀刻液向没有被所述本征氮化镓半导体填充而剩余的空间渗透的方式的蚀刻。

11.如权利要求7所述的氮化物系场效应晶体管的制造方法，其中，在所述漏极上贴附导热性基板的步骤包括如下步骤：

在所述漏极上形成媒介层；

在所述媒介层上贴附导热性基板。