[发明专利]高击穿电压和低导通电阻的常开HFET器件及其制备方法

权利要求书

1.高击穿电压和低导通电阻的常开HFET器件，其特征在于，包括：

衬底；

缓冲层和势垒层，依次层叠于衬底上；

间断极化复合结构，位于势垒层上，所述间断极化复合结构包括第一极化复合结构和第二极化复合结构，第一极化复合结构和第二极化复合结构之间具有间隙，所述第一极化复合结构具有第一i型GaN帽层和位于其上的第一p型GaN帽层，所述第二极化复合结构具有第二i型GaN帽层和位于其上的第二p型GaN帽层，其中，第二i型GaN帽层的宽度大于第二p型GaN帽层的宽度；

源电极，位于所述势垒层上，延伸至所述势垒层一定深度，靠近所述第一极化复合结构；

漏电极，位于所述势垒层上，延伸至所述势垒层一定深度，靠近所述第二极化复合结构；

栅电极，位于所述势垒层上，邻接所述第一极化复合结构朝向所述源电极的一侧；

基电极，包含第一基电极和第二基电极，所述第一基电极位于第一p型GaN帽层上，所述第二基电极位于第二p型GaN帽层上。

2.根据权利要求1所述的常开HFET器件，其特征在于，所述第一极化复合结构靠近所述源电极，所述第二i型GaN帽层延伸靠近所述漏电极。

3.根据权利要求1或2所述的常开HFET器件，其特征在于，所述间断极化复合结构还包括第三极化复合结构，所述第三极化复合结构位于所述第一极化复合结构和所述第二极化复合结构之间，所述第三极化复合结构与第一和第二极化复合结构之间具有间隙；

所述基电极还包含第三基电极，所述第三基电极位于第三p型GaN帽层上。

4.根据权利要求3所述的常开HFET器件，其特征在于，所述势垒层为AlGaN层，所述缓冲层为i型GaN层，所述势垒层中AlGaN的Al组分比例为0.1-0.35。

5.根据权利要求3所述的常开HFET器件，其特征在于，所述第三i型GaN帽层的厚度等于第一或第二i型GaN帽层的厚度，所述第三p型GaN帽层的厚度等于第一或第二p型GaN帽层的厚度。

6.根据权利要求1、2或4所述的常开HFET器件，其特征在于，所述栅电极为肖特基接触，所述源电极、漏电极和基电极为欧姆接触。

7.根据权利要求3的所述常开HFET器件，其特征在于，所述衬底选用Si、SiC、蓝宝石、GaN、金刚石中的一种。

8.高击穿电压和低导通电阻的常开HFET器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在衬底上依次外延生长缓冲层、势垒层、i型GaN帽层和p型GaN帽层；

刻蚀所述p型GaN帽层形成极化复合结构中的第一p型GaN帽层区域和第二p型GaN帽层区域的浅台阶；

刻蚀所述i型GaN帽层形成极化复合结构中的第一i型GaN帽层区域和第二i型GaN帽层区域的浅台阶，从而形成具有间隙的第一极化复合结构和第二极化复合结构，其中第二i型GaN帽层区域的宽度大于第二p型GaN帽层区域；

刻蚀所述势垒层至一定深度，形成源电极和漏电极区域；

沉积金属层形成源电极和漏电极；

在邻接所述第一极化复合结构朝向源电极一侧形成栅电极区域、在第一和第二p型GaN帽层上形成第一和第二基电极区域；

沉积金属层形成栅电极、第一基电极和第二基电极；

其中，所述第一极化复合结构靠近所述源电极，所述第二i型GaN帽层延伸靠近所述漏电极。

9.根据权利要求8的所述制备方法，其特征在于，所述势垒层为AlGaN层，所述缓冲层为i型GaN层；所述势垒层中AlGaN的Al组分比例为0.1-0.35。

10.根据权利要求8或9的所述制备方法，其特征在于，还包括，刻蚀所述p型GaN帽层形成极化复合结构中的第三p型GaN帽层区域的浅台阶；

刻蚀所述i型GaN帽层形成极化复合结构中的第三i型GaN帽层区域的浅台阶，从而形成位于第一和第二极化复合结构之间、与第一和第二极化复合结构之间具有间隙的第三极化复合结构；

在第三p型GaN帽层上形成第三基电极区域，沉积金属层形成第三基电极。