[发明专利]一种高压氮化镓功率器件结构及其制备方法

权利要求书

1.一种高压氮化镓功率器件结构，其特征在于，包括衬底层(101)、低温氮化铝/氮化镓成核层(102)、氮化镓缓冲层(103)、氮化镓沟道层(104)、铝镓氮势垒层(105)、分居两端的漏电极(106)和源电极(107)以及两者中间的栅电极(108)，上述各层从下至上依次排布，栅电极(108)与铝镓氮势垒层(105)之间还设有介质层(110)以形成具有整流特性的金属-介质层-半导体结构，介质层(110)的材质为高介电常数Ta₂O₅与SiO₂复合薄膜材料，采用等离子体化学气相沉积方法制备而成，厚度为100-500nm，其中，所述Ta₂O₅薄膜厚度为50-150nm，SiO₂薄膜厚度为50-100nm，在氮化镓沟道层(104)与铝镓氮势垒层(105)之间形成有二维电子气沟道(109)。

2.根据权利要求1所述的一种高压氮化镓功率器件结构，其特征在于，所述衬底层(101)尺寸大小为2-8inch，材质为硅、碳化硅、氮化镓和金刚石中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种高压氮化镓功率器件结构，其特征在于，所述低温氮化铝/氮化镓成核层(102)的生长温度350-900℃，薄膜厚度10-50nm。

4.根据权利要求1所述的一种高压氮化镓功率器件结构，其特征在于，所述氮化镓缓冲层(103)采用金属有机气相外延沉积非故意掺杂生长形成的半绝缘高质量的氮化镓薄膜层，薄膜厚度范围为1um-5um。

5.根据权利要求1所述的一种高压氮化镓功率器件结构，其特征在于，所述氮化镓沟道层(104)采用金属有机气相外延沉积非故意掺杂生长形成的半绝缘高质量的氮化镓沟道薄膜层，薄膜厚度范围为20-200nm。

6.根据权利要求1所述的一种高压氮化镓功率器件结构，其特征在于，所述铝镓氮势垒层(105)的结构式为Al_xGa_1-xN，其中0<x<1，厚度为10-35nm。

7.根据权利要求1所述的一种高压氮化镓功率器件结构，其特征在于，顶端两侧的漏电极(106)和源电极(107)均采用钛/铝/镍/金多层合金，经高温退火后形成欧姆接触。