【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，具体为一种纵向常关型gan复合型jfet器件及其制备方法。
技术介绍
1、gan作为宽禁带半导体器件的代表之一，其hemt器件结构具备低驱动损耗、低导通电阻、高工作频率的特点，但是相比于其他宽禁带半导体器件，其横向结构限制了其在高压领域的应用，难以兼具600v以上耐压和低导通损耗、低驱动损耗、高开关频率的特点。
2、现有技术中提到了一种纵向导通的gan常关型misfet器件及其制作方法，器件从源极提供的电子从需要穿过异质结势垒层的厚度进入二维电子气区域续流，再穿过非掺杂gan层到达n型gan层，在穿过异质结势垒层和非掺杂gan层时有较大的阻抗。
3、而本专利技术中的源极直接与二维电子气接触，电子从源极直接与二维电子气相连，沿二维电子气路径将电子传输到n型gan，器件导通电阻小。从改变gan器件横向耐压结构的角度出发，采用纵向器件结构来提高器件的耐压，保证了二维电子气的低开启电压和高开关速度的特点，并提高gan开关型器件的耐压。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种纵向常关型gan复合型jfet器件及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种纵向常关型gan复合型jfet器件，包括漏极金属，所述漏极金属位于该器件的最底端，所述漏极金属的上方设置有n型sic衬底，所述n型sic衬底的上方设置有n型gan，所述n型gan的上方设置有第一p型gan；>
3、所述第一p型gan的上方设置有gan沟道层，所述gan沟道层的底端设置有沟槽，所述gan沟道层的上方设置有algan势垒层，所述algan势垒层的上方设置有第二p型gan，所述第二p型gan的上方设置有栅极金属；
4、所述栅极金属和第二p型gan的两侧均设置有隔离介质，所述隔离介质位于algan势垒层的上方，所述隔离介质、algan势垒层以及gan沟道层的两侧均设置有源极金属，所述源极金属位于第一p型gan的上方。
5、进一步优化本技术方案，所述第一p型gan的上方设置有凹槽，所述凹槽对应gan沟道层的沟槽的位置，使得gan沟道层的沟槽嵌入在凹槽中，所述gan沟道层的沟槽的倾斜角度设置在60°至90°的范围内。
6、进一步优化本技术方案，所述n型sic衬底的厚度为2μm，所述n型gan的厚度为10μm，第一p型gan的厚度为500nm，所述gan沟道层的厚度为100nm，所述algan势垒层的厚度为20nm，所述第二p型gan层的厚度为100nm，所述栅极金属的厚度为100nm。
7、进一步优化本技术方案，所述n型sic衬底的掺杂浓度为6×1018cm-3，所述n型gan的掺杂浓度为6×1016cm-3，所述第一p型gan的掺杂浓度为1×1018cm-3，所述第二p型gan层的掺杂浓度为1×1017cm-3。
8、进一步优化本技术方案，所述gan沟道层为本征gan，所述algan势垒层中al和gan的比例在2:8至5:5的范围内。
9、进一步优化本技术方案，所述algan势垒层和gan沟道层的界面中形成二维电子气。
10、进一步优化本技术方案，该器件的耐压等级≥900v，该器件的导通电阻率≤5×10-4ω·cm。
11、进一步优化本技术方案，所述源极金属与第一p型gan直接欧姆接触，所述第一p型gan与n型gan形成pn结导电，形成寄生体二极管。
12、一种纵向常关型gan复合型jfet器件的制备方法，基于所述的纵向常关型gan复合型jfet器件进行制备，包括以下步骤：
13、s1、在带有漏极金属的n型sic衬底上外延生长一层n型gan；
14、s2、在n型gan上淀积一层p型gan，形成第一p型gan；
15、s3、在第一p型gan上淀积一层阻挡层，刻蚀出gan沟道层沟槽的通孔，刻蚀形成gan沟道层的沟槽，该沟槽的倾斜度为60°至90°；
16、s4、去除步骤s3中形成的阻挡层，在第一p型gan上淀积一层新的阻挡层，刻蚀出gan沟道层的通孔，淀积gan沟道层；
17、s5、去除步骤s4中形成的阻挡层，在gan沟道层上淀积一层新的阻挡层，刻蚀出algan势垒层的通孔，淀积algan势垒层；
18、s6、去除步骤s5中形成的阻挡层，在algan势垒层上淀积一层新的阻挡层，刻蚀出第二p型gan的通孔，淀积一层p型gan，形成第二p型gan；
19、s7、去除步骤s6中形成的阻挡层，在第二p型gan层上淀积一层新的阻挡层，刻蚀出栅极金属的通孔，淀积栅极金属；
20、s8、去除步骤s7中形成的阻挡层，在栅极金属上淀积一层新的阻挡层，刻蚀出隔离介质的通孔，淀积隔离介质；
21、s9、去除步骤s8中形成的阻挡层，在栅极金属上淀积一层新的阻挡层，刻蚀出源极金属的通孔，淀积源极金属。
22、与现有技术相比，本专利技术提供了一种纵向常关型gan复合型jfet器件及其制备方法，具备以下有益效果：
23、该纵向常关型gan复合型jfet器件及其制备方法，通过采用纵向结构实现了高耐压特性，超过传统横向gan hemt器件，器件在正常导通时，通过algan和gan界面的二维电子气及n型gan中电子的共同导电，确保了低导通电阻和优异的电流续流能力；此外，器件的通断控制依赖于二维电子气的形成，通过栅极电压控制二维电子气的产生，实现低驱动损耗和快速的开关速度，不仅提高了电源应用的效率，还具备优良的电学特性，适合高性能电子设备使用。
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1.一种纵向常关型GaN复合型JFET器件，其特征在于，包括漏极金属，所述漏极金属位于该器件的最底端，所述漏极金属的上方设置有n型SiC衬底，所述n型SiC衬底的上方设置有n型GaN，所述n型GaN的上方设置有第一p型GaN；
2.根据权利要求1所述的一种纵向常关型GaN复合型JFET器件，其特征在于，所述第一p型GaN的上方设置有凹槽，所述凹槽对应GaN沟道层的沟槽的位置，使得GaN沟道层的沟槽嵌入在凹槽中，所述GaN沟道层的沟槽的倾斜角度设置在60°至90°的范围内。
3.根据权利要求1所述的一种纵向常关型GaN复合型JFET器件，其特征在于，所述n型SiC衬底的厚度为2μm，所述n型GaN的厚度为10μm，第一p型GaN的厚度为500nm，所述GaN沟道层的厚度为100nm，所述AlGaN势垒层的厚度为20nm，所述第二p型GaN层的厚度为100nm，所述栅极金属的厚度为100nm。
4.根据权利要求1所述的一种纵向常关型GaN复合型JFET器件，其特征在于，所述n型SiC衬底的掺杂浓度为6×1018cm-3，所述n型GaN的掺杂浓度为6
5.根据权利要求1所述的一种纵向常关型GaN复合型JFET器件，其特征在于，所述GaN沟道层为本征GaN，所述AlGaN势垒层中Al和GaN的比例在2:8至5:5的范围内。
6.根据权利要求1所述的一种纵向常关型GaN复合型JFET器件，其特征在于，所述AlGaN势垒层和GaN沟道层的界面中形成二维电子气。
7.根据权利要求1所述的一种纵向常关型GaN复合型JFET器件，其特征在于，该器件的耐压等级≥900V，该器件的导通电阻率≤5×10-4Ω·cm。
8.根据权利要求1所述的一种纵向常关型GaN复合型JFET器件，其特征在于，所述源极金属与第一p型GaN直接欧姆接触，所述第一p型GaN与n型GaN形成pn结导电，形成寄生体二极管。
9.一种纵向常关型GaN复合型JFET器件的制备方法，基于权利要求1-8任一项所述的纵向常关型GaN复合型JFET器件进行制备，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种纵向常关型gan复合型jfet器件，其特征在于，包括漏极金属，所述漏极金属位于该器件的最底端，所述漏极金属的上方设置有n型sic衬底，所述n型sic衬底的上方设置有n型gan，所述n型gan的上方设置有第一p型gan；
2.根据权利要求1所述的一种纵向常关型gan复合型jfet器件，其特征在于，所述第一p型gan的上方设置有凹槽，所述凹槽对应gan沟道层的沟槽的位置，使得gan沟道层的沟槽嵌入在凹槽中，所述gan沟道层的沟槽的倾斜角度设置在60°至90°的范围内。
3.根据权利要求1所述的一种纵向常关型gan复合型jfet器件，其特征在于，所述n型sic衬底的厚度为2μm，所述n型gan的厚度为10μm，第一p型gan的厚度为500nm，所述gan沟道层的厚度为100nm，所述algan势垒层的厚度为20nm，所述第二p型gan层的厚度为100nm，所述栅极金属的厚度为100nm。
4.根据权利要求1所述的一种纵向常关型gan复合型jfet器件，其特征在于，所述n型sic衬底的掺杂浓度为6×1018cm-3，所述n型gan的掺杂浓度...
【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，李成兵，
申请(专利权)人：深圳市港祥辉电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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