[发明专利]氮化镓功率器件及其制造方法

权利要求书

1.一种氮化镓功率器件，其特征在于，氮化镓功率器件形成于半导体衬底上方；在所述半导体衬底中还同时集成有温敏器件；所述温敏器件设置在所述氮化镓功率器件的旁侧或周侧并用于测试所述氮化镓功率器件的结温；

所述氮化镓功率器件的形成区域中，所述半导体衬底表面上叠加有多层所述氮化镓功率器件的外延层，所述氮化镓功率器件的外延层包括氮化镓沟道层和铝镓氮势垒层，在所述氮化镓沟道层和所述铝镓氮势垒层形成的异质结界面处形成有二维电子气；

所述温敏器件的形成区域中，所述氮化镓功率器件的多层外延层都被去除，所述温敏器件的顶部直接通过金属互连结构引出。

2.如权利要求1所述的氮化镓功率器件，其特征在于：所述半导体衬底的材料包括Si，SiC。

3.如权利要求2所述的氮化镓功率器件，其特征在于：所述温敏器件采用PN结二极管。

4.如权利要求3所述的氮化镓功率器件，其特征在于：所述半导体衬底具有第二导电类型掺杂；

在所述温敏器件的形成区域中，在所述半导体衬底上形成有第一导电类型的第一掺杂区；由所述第一掺杂区和所述半导体衬底叠加形成所述PN结二极管。

5.如权利要求4所述的氮化镓功率器件，其特征在于：所述温敏器件的形成区域中，所述温敏器件的顶部的所述金属互连结构仅包括顶层金属层，所述第一掺杂区的顶部直接和顶层金属层接触。

6.如权利要求5所述的氮化镓功率器件，其特征在于：所述氮化镓功率器件的外延层还包括位于所述半导体衬底和所述所述氮化镓沟道层之间的氮化铝籽晶层和铝镓氮缓冲层，所述铝镓氮缓冲层叠加在所述氮化铝籽晶层的表面，所述氮化镓沟道层叠加在所述铝镓氮缓冲层表面。

7.如权利要求6所述的氮化镓功率器件，其特征在于：在所述铝镓氮势垒层顶部形成有栅极结构；

源极金属层和所述栅极结构的第一侧面具有间距且和所述二维电子气形成欧姆接触；

漏极金属层和所述栅极结构的第二侧面具有间距且和所述二维电子气形成欧姆接触；

所述栅极结构、所述源极金属层和所述漏极金属层的顶部形成有所述金属互连结构，所述金属互连结构包括多层金属层，各层金属层之间通过通孔连接以及通过层间膜隔离。

8.如权利要求7所述的氮化镓功率器件，其特征在于：所述氮化镓功率器件为耗尽型氮化镓功率器件；

或者，所述氮化镓功率器件为增强型氮化镓功率器件，所述栅极结构包括P型氮化镓层和栅极金属层的叠加结构。

9.一种氮化镓功率器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成氮化镓功率器件的多层外延层；所述氮化镓功率器件的外延层包括氮化镓沟道层和铝镓氮势垒层，在所述氮化镓沟道层和所述铝镓氮势垒层形成的异质结界面处形成有二维电子气；

步骤二、将温敏器件的形成区域中的所述氮化镓功率器件的多层外延层都去除，所述氮化镓功率器件的多层外延层仅保留在所述氮化镓功率器件的形成区域中；

所述温敏器件设置在所述氮化镓功率器件的旁侧或周侧并用于测试所述氮化镓功率器件的结温；

步骤三、在所述温敏器件的形成区域的所述半导体衬底中形成所述温敏器件；所述温敏器件设置在所述氮化镓功率器件的旁侧或周侧并用于测试所述氮化镓功率器件的结温；

步骤四、在所述氮化镓功率器件的形成区域中完成所述氮化镓功率器件的顶部工艺；

步骤五、形成金属互连结构，所述氮化镓功率器件通过所述金属互连结构引出，所述温敏器件的顶部直接通过金属互连结构引出。

10.如权利要求9所述的氮化镓功率器件的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底的材料包括Si，SiC。

11.如权利要求12所述的氮化镓功率器件的制造方法，其特征在于：所述温敏器件采用PN结二极管。