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申请/专利权人：乐山希尔电子股份有限公司;江苏希尔半导体有限公司;乐山嘉洋科技发展有限公司

摘要：本发明公开了一种全垂直型氮化镓积累型功率器件及其制备方法，属于半导体器件技术领域。该全垂直型氮化镓积累型功率器件的关键创新点在于在栅极电极的两侧单独构建了边缘电场优化结构，以及将漏极电极设置在与源极电极相对应的衬底层下表面。基于关键创新点的相互配合，一方面，本发明不仅能有效缓解位于两端的栅极沟槽边角所形成的边缘尖峰电场，还大幅缩短了电流通过路径，达到了在提高击穿电压的同时降低比导通电阻的目的。另一方面，本发明能够避免在漏极电极边缘出现电流集边效应，使得功率器件不容易被热击穿。再一方面，本发明还能够增加元胞在芯片中的密度，进而增大了整个芯片的面积利用率，相应地达到了提高总电流密度的目的。

主权项：1.一种全垂直型氮化镓积累型功率器件，包括从下至上依次设置的漏极电极1.15、衬底层1.1、缓冲层1.2、重掺杂GaN下传输层1.3和轻掺杂GaN漂移层1.4，其特征在于：所述轻掺杂GaN漂移层1.4的上表面分别设有重掺杂GaN上传输层1.10、终止环1.18和保护层，重掺杂GaN上传输层1.10位于轻掺杂GaN漂移层1.4的中部，终止环1.18对称设置在轻掺杂GaN漂移层1.4的两端，保护层对称设置在终止环1.18与重掺杂GaN上传输层1.10之间；且自重掺杂GaN上传输层1.10的上表面向下均匀开设有多个延伸至轻掺杂GaN漂移层1.4的沟槽，所有沟槽的宽度及深度均相同，相邻沟槽之间的间距相同；所述沟槽包括栅极沟槽1.12、源极沟槽1.19和电场优化沟槽1.13，栅极沟槽1.12均位于源极沟槽1.19之间，源极沟槽1.19均位于电场优化沟槽1.13之间；栅极沟槽1.12内通过氧化层包裹有栅极电极1.9，源极沟槽1.19内设有覆盖槽底和槽壁的氧化层，电场优化沟槽1.13内完全填充有电场优化层1.8；所述重掺杂GaN上传输层1.10的上方设有源极电极1.11，源极电极1.11包括源极板1.20和伸入源极沟槽1.19内的源极电极头1.21，源极板1.20与重掺杂GaN上传输层1.10形成欧姆接触，并通过保护层与终止环1.18连接，源极板1.20的下部同时覆盖重掺杂GaN上传输层1.10、电场优化层1.8及氧化层，源极板1.20的上部分别向两侧延伸并形成部分覆盖保护层的场板结构；所述漏极电极1.15包括漏极板1.22和设置在漏极板1.22上的漏极电极头1.23，漏极板1.22固定在衬底层1.1上，电极漏极头向上穿过衬底层1.1和缓冲层1.2后与重掺杂GaN下传输层1.3的下表面形成欧姆接触。

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