[发明专利]具有纵向栅极结构的常关型HEMT器件及其制备方法

权利要求书

1.一种具有纵向栅极结构的常关型HEMT器件，其特征在于，包括：

层叠设置的衬底(1)、缓冲层(2)、i-GaN层(3)、栅介质层(7)和钝化层(9)，其中，所述i-GaN层(3)一端、且背离缓冲层(2)的一侧为阶梯形；

包覆在阶梯形下层和栅介质层(7)之间的源电极(5)，所述源电极(5)的底面和一个侧面分别与i-GaN层(3)表面接触；

包覆在阶梯形上层和栅介质层(7)之间的势垒层(4)和漏电极(6)，所述漏电极(6)与势垒层(4)接触，其中，所述漏电极(6)远离阶梯形；

包覆在栅介质层(7)和钝化层(9)之间的栅电极(8)，所述栅电极(8)的截面呈“Z”字形，“Z”字形侧壁无势垒层结构，所述栅电极(8)的上平面位于阶梯形上层的上方，下平面位于阶梯形下层的上方，所述栅电极(8)位于源电极(5)上方，且栅电极(8)与源电极(5)之间由栅介质层(7)隔离；

依次穿过钝化层(9)和栅介质层(7)、且与源电极(5)接触的源电极焊盘(10)；依次穿过钝化层(9)和栅介质层(7)、且与漏电极(6)接触的漏电极焊盘(11)；

其中，所述阶梯形的高度为300-600nm；所述阶梯形上层与源电极(5)顶面的距离为200-500nm；所述栅介质层(7)的厚度为10-50nm；所述栅电极(8)上平面的宽度为0.5-1.5μm。

2.一种具有纵向栅极结构的常关型HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括：

步骤1，依次在衬底(1)上生长缓冲层(2)、i-GaN层(3)和势垒层(4)；

步骤2，刻蚀势垒层(4)和i-GaN层(3)的一端，以在i-GaN层(3)的一端、且背离缓冲层(2)的一侧形成阶梯形；

步骤3，在阶梯形下层上形成源电极(5)，并在i-GaN层(3)上远离源电极(5)的一端形成漏电极(6)；

步骤4，生长覆盖在漏电极(6)、势垒层(4)和源电极(5)上方的栅介质层(7)；

步骤5，在栅介质层(7)上并靠近源电极(5)一端形成栅电极(8)，以使栅电极(8)的截面呈“Z”字形，使栅电极(8)的上平面位于阶梯形上层的上方，下平面位于阶梯形下层的上方；

步骤6，生长覆盖在栅介质层(7)和栅电极(8)上方的钝化层(9)，并形成与源电极(5)接触的源电极焊盘(10)和与漏电极(6)接触的漏电极焊盘(11)。

3.根据权利要求2所述的具有纵向栅极结构的常关型HEMT器件的制备方法，其特征在于，在步骤3中，在阶梯形下层上形成源电极(5)，并在i-GaN层(3)上远离源电极(5)的一端形成漏电极(6)，包括：

分别在阶梯形下层和i-GaN层(3)上远离阶梯形的一端光刻显影；

利用电子束蒸发方法形成复合金属电极结构；

利用氮气进行退火处理。

4.根据权利要求2所述的具有纵向栅极结构的常关型HEMT器件的制备方法，其特征在于，在步骤4中，采用ALD或者LPCVD方法生长覆盖在漏电极(6)、势垒层(4)和源电极(5)上方的栅介质层(7)。

5.根据权利要求2所述的具有纵向栅极结构的常关型HEMT器件的制备方法，其特征在于，在步骤5中，采用电子束蒸发方法在栅介质层(7)上并靠近源电极(5)一端形成栅电极(8)。

6.根据权利要求2所述的具有纵向栅极结构的常关型HEMT器件的制备方法，其特征在于，在步骤6中，生长覆盖在栅介质层(7)和栅电极(8)上方的钝化层(9)，并形成与源电极(5)接触的源电极焊盘(10)和与漏电极(6)接触的漏电极焊盘(11)，包括：

采用PECVD方法沉积钝化层(9)；

分别腐蚀源电极(5)和漏电极(6)上方的钝化层(9)，形成窗口；

分别在窗口中，制作源电极焊盘(10)和漏电极焊盘(11)。