[发明专利]一种垂直GaN基沟槽场效应晶体管的制备方法

权利要求书

1.一种垂直GaN基沟槽场效应晶体管的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

在双面抛光的n型高掺杂自支撑GaN衬底上生长异质外延薄膜；

在外延薄膜上进行刻蚀，形成垂直沟槽和垂直台面结构，并在垂直沟槽内蒸镀金属膜形成p体层电极；

在垂直沟槽中的p体层电极区域以外的器件表面制备Al₂O₃薄膜作为栅极，酸洗钝化后在Al₂O₃薄膜表面蒸镀金属薄膜，退火形成欧姆接触电极；

在p体层电极表面蒸镀S，并在欧姆接触电极的金属薄膜上沉积钝化层隔离台面，以及采用场板端接的方法消除隔离台面周围PN结边缘聚集的峰值电场。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在双面抛光的n型高掺杂自支撑GaN衬底上生长异质外延薄膜，包括：

在n-型GaN衬底上生长厚度为10～15μm，轻掺杂载流子浓度约为5.0×10¹⁵cm^-3～9.0×10¹⁵cm^-3的n型轻Si掺杂的n-型GaN作为漂移层；

在n-型GaN衬底上生长厚度为200～300nm，重掺杂形成的p型AlGaN，其中，掩埋层p型AlGaN的Al的含量从7％到0％的线性梯度，储存为通道区域；

在p型AlGaN上生长厚度为0.1～0.3μm的重掺杂n+型GaN作为源级接触层，其中，掺杂密度为2×10¹⁸cm^-3到5×10¹⁸cm^-3。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在外延薄膜上进行刻蚀，包括：采用Cl₂流量15-50sccm，功率50-100W对外延薄膜进行离子刻蚀。

4.据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在外延薄膜上进行刻蚀，包括：采用Cl₂的流量40～60sccm，功率10～30W对外延薄膜进行感应耦合等离子体对外延薄膜进行刻蚀。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，垂直沟槽的宽度为0.1～0.3μm。

6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，垂直台面的高度为1.5～2μm。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在制备栅极时，采用电子束蒸发工艺蒸发金属结构为Ni/Au的合金。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，钝化隔离台面为SiO₂薄膜或SiN₄薄膜。

9.根据权利要求1或8所述的制备方法，其特征在于，钝化隔离台面的厚度为200～600nm。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，栅极和p体层电极分别为Ti/Au和Pd。