[发明专利]一种双向散热的纵向氮化镓功率晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种双向散热的纵向氮化镓功率晶体管，结构有硅衬底(1)，依次生长在硅衬底(1)上的导电缓冲层(2)、GaN漂移层(3)、p-GaN电子阻挡层(4)、GaN沟道层(5)、AlGaN薄势垒层(6)、SiN介质层(7)、本征金刚石层(8)、在硅衬底(1)另一面生长的掺硼金刚石层(9)；掺硼金刚石(9)上设有漏极电极(10)，AlGaN薄势垒层(6)上设有源极电极(12)，SiN介质层(7)上设有栅电极(11)。

2.根据权利要求1所述的一种双向散热的纵向氮化镓功率晶体管，其特征在于，所述的导电缓冲层(2)为AlN/GaN超晶格，所述AlN/GaN超晶格中掺杂有锗元素或者硅元素。

3.根据权利要求1所述的一种双向散热的纵向氮化镓功率晶体管，其特征在于，所述硅衬底(1)上刻蚀有凹槽结构，以降低掺硼金刚石(9)与器件有源区的距离。

4.一种权利要求1所述的双向散热的纵向氮化镓功率晶体管的制备方法，有以下步骤：

S1：准备导电硅衬底(1)；

S2：在所述硅衬底(1)上生长AlN/GaN超晶格，作为导电缓冲层(2)，生长所述AlN/GaN超晶格的方法为金属有机化学气相沉积法或分子束外延法；

S3：在所述的导电缓冲层(2)上沉积GaN形成GaN漂移层(3)，沉积所述GaN漂移层(3)的方法为金属有机化学气相沉积法或分子束外延法；

S4：在所述GaN漂移层(3)上沉积p-GaN电子阻挡层(4)，沉积所述p-GaN电子阻挡层(4)的方法为金属有机化学气相沉积法或分子束外延法；

S5：在所述p-GaN电子阻挡层(4)上沉积AlGaN/GaN异质结构得到GaN沟道层(5)和AlGaN薄势垒层(6)，方法为金属有机化学气相沉积法或分子束外延法；

S6：在所述AlGaN薄势垒层(6)上沉积一层SiN介质层(7)，沉积所述介质层的方法为等离子体增强化学气相沉积法或原子层沉积法或物理气相沉积法或磁控溅射法；

S7：在所述SiN介质层(7)上沉积一层金刚石薄膜作为本征金刚石层(8)，用光刻显影技术及湿法腐蚀在所述硅衬底(1)对应器件台面区域刻蚀出凹槽并留下部分硅衬底，进而沉积掺硼金刚石层(9)；沉积所述掺硼金刚石层(9)的方法为等离子体增强化学气相沉积法或热灯丝增强化学气相沉积法；

S8：干法刻蚀去除部分本征金刚石层(8)及SiN介质层(7)，露出源极窗口并在AlGaN薄势垒层(6)上沉积源极电极(12)；同时在背面掺硼金刚石层(9)表面沉积漏极电极(10)。

S9：干法刻蚀去除部分顶层的金刚石薄膜，露出栅极窗口并沉积栅极电极(11)。