[发明专利]台阶式GaN栅极器件及制备方法

权利要求书

1.一种台阶式GaN栅极器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）提供衬底，在所述衬底上外延生长GaN沟道层和势垒层，并定义栅区、源区和漏区；

2）去除所述源区和所述漏区的所述势垒层，并在所述源区和所述漏区外延生长掺杂GaN层，所述掺杂GaN层的上表面高于所述势垒层的上表面；

3）在所述栅区、所述源区和所述漏区沉积隔离层，将在垂直方向上分布的所述隔离层定义为侧墙层；

4）将所述栅区中除所述侧墙层外的区域划分为第零刻蚀区和第零台阶区，所述第零刻蚀区、所述第零台阶区和所述栅区具有相同的延伸方向，所述延伸方向垂直于所述源区和所述漏区的连线方向且所述第零刻蚀区相对于所述第零台阶区位于远离所述漏区的一侧；

5）去除所述第零刻蚀区上的所述隔离层；

6）在所述栅区沉积栅极金属层。

2.根据权利要求1所述的台阶式GaN栅极器件的制备方法，其特征在于，在步骤5）后，还包括将如下步骤循环执行共N次的过程，n代表当前循环过程为第几次，N≥n≥2；

5-a）在所述栅区、所述源区和所述漏区沉积隔离层；

5-b）将第n-1刻蚀区中除所述侧墙层外的区域划分为第n刻蚀区和第n台阶区，所述第n台阶区邻接所述第n-1台阶区，所述第n刻蚀区、所述第n台阶区和所述栅区具有相同的延伸方向，所述延伸方向垂直于所述源区和所述漏区的连线方向且所述第n刻蚀区相对于所述第n台阶区位于远离所述漏区的一侧；

5-c）去除所述第n刻蚀区上的所述隔离层。

3.根据权利要求1所述的台阶式GaN栅极器件的制备方法，其特征在于，在步骤6）后，还包括如下步骤：

7）在所述掺杂GaN层上形成源极金属层和漏极金属层。

4.根据权利要求1所述的台阶式GaN栅极器件的制备方法，其特征在于，所述衬底和所述GaN沟道层之间还形成有缓冲层，所述缓冲层包括AlGaN层；所述势垒层包括InAlN层或AlGaN层。

5.根据权利要求1所述的台阶式GaN栅极器件的制备方法，其特征在于，生长所述掺杂GaN层的方法包括金属氧化物化学气相沉积，所述掺杂GaN层为n型掺杂，掺杂源包括SiH₄，所述n型掺杂的掺杂浓度大于1×10¹⁹/cm³。

6.根据权利要求1所述的台阶式GaN栅极器件的制备方法，其特征在于，所述隔离层包括SiN层，形成所述SiN层的方法包括化学气相沉积，所述SiN层的厚度范围介于50至100nm。