本發明屬于微電子技術領域，涉及半導體器件，特別是基于阻擋層調制結構的電流孔徑功率晶體管，可用于電力電子系統。

技術背景

功率半導體器件是電力電子技術的核心元件，隨著能源和環境問題的日益突出，研發新型高性能、低損耗功率器件就成為提高電能利用率、節約能源、緩解能源危機的有效途徑之一。而在功率器件研究中，高速、高壓與低導通電阻之間存在著嚴重的制約關系，合理、有效地改進這種制約關系是提高器件整體性能的關鍵。隨著微電子技術的發展，傳統第一代si半導體和第二代gaas半導體功率器件性能已接近其材料本身決定的理論極限。為了能進一步減少芯片面積、提高工作頻率、提高工作溫度、降低導通電阻、提高擊穿電壓、降低整機體積、提高整機效率，以gan為代表的寬禁帶半導體材料，憑借其更大的禁帶寬度、更高的臨界擊穿電場和更高的電子飽和漂移速度，且化學性能穩定、耐高溫、抗輻射等突出優點，在制備高性能功率器件方面脫穎而出，應用潛力巨大。特別是采用gan基異質結結構的橫向高電子遷移率晶體管，即橫向gan基高電子遷移率晶體管hemt器件，更是因其低導通電阻、高擊穿電壓、高工作頻率等特性，成為了國內外研究和應用的熱點、焦點。

然而，在橫向gan基hemt器件中，為了獲得更高的擊穿電壓，需要增加柵漏間距，這會增大器件尺寸和導通電阻，減小單位芯片面積上的有效電流密度和芯片性能，從而導致芯片面積和研制成本的增加。此外，在橫向gan基hemt器件中，由高電場和表面態所引起的電流崩塌問題較為嚴重，盡管當前已有眾多抑制措施，但電流崩塌問題依然沒有得到徹底解決。為了解決上述問題，研究者們提出了垂直型gan基電流孔徑異質結場效應器件，也是一種電流孔徑功率晶體管，參見algan/gancurrentapertureverticalelectrontransistors,ieeedeviceresearchconference,pp.31-32,2002。gan基電流孔徑異質結場效應器件可通過增加漂移層厚度提高擊穿電壓，避免了犧牲器件尺寸和導通電阻的問題，因此可以實現高功率密度芯片。而且在gan基電流孔徑異質結場效應器件中，高電場區域位于半導體材料體內，這可以徹底地消除電流崩塌問題。2004年，ilanben-yaacov等人利用刻蝕后mocvd再生長溝道技術研制出algan/gan電流孔徑異質結場效應器件，該器件未采用鈍化層，最大輸出電流為750ma/mm，跨導為120ms/mm，兩端柵擊穿電壓為65v，且電流崩塌效應得到顯著抑制，參見algan/gancurrentapertureverticalelectrontransistorswithregrownchannels,journalofappliedphysics,vol.95,no.4,pp.2073-2078,2004。2012年，srabantichowdhury等人利用mg離子注入電流阻擋層結合等離子輔助mbe再生長algan/gan異質結的技術，研制出基于gan襯底的電流孔徑異質結場效應器件，該器件采用3μm漂移區，最大輸出電流為4ka·cm^-2，導通電阻為2.2mω·cm²，擊穿電壓為250v，且抑制電流崩塌效果好，參見cavetonbulkgansubstratesachievedwithmbe-regrownalgan/ganlayerstosuppressdispersion,ieeeelectrondeviceletters,vol.33,no.1,pp.41-43,2012。同年，由masahirosugimoto等人提出的一種增強型gan基電流孔徑異質結場效應器件獲得授權，參見transistor,us8188514b2,2012。此外，2014年，huinie等人基于gan襯底研制出一種增強型gan基電流孔徑異質結場效應器件，該器件閾值電壓為0.5v，飽和電流大于2.3a，擊穿電壓為1.5kv，導通電阻為2.2mω·cm²，參見1.5-kvand2.2-mω-cm²verticalgantransistorsonbulk-gansubstrates,ieeeelectrondeviceletters,vol.35,no.9,pp.939-941,2014。

傳統gan基電流孔徑異質結場效應器件是基于gan基寬禁帶半導體異質結結構，其包括：襯底1、漂移層2、電流孔徑層3、左、右兩個對稱的電流阻擋層4、孔徑5、溝道層6、勢壘層7和鈍化層12，勢壘層7上面的兩側淀積有源極9，源極9下方通過注入形成兩個注入區8，源極9之間的勢壘層7上面淀積有柵極10，襯底1下面淀積有漏極11，鈍化層12完全包裹除了漏極底部以外的所有區域，如圖1所示。

經過十多年的理論和實驗研究，研究者們發現，上述傳統gan基電流孔徑異質結場效應器件結構上存在固有缺陷，會導致器件中電場強度分布極不均勻，尤其是在電流阻擋層與孔徑區域交界面下方附近的半導體材料中存在極高的電場峰值，從而引起器件過早擊穿。這使得實際工藝中很難實現通過增加n型gan漂移層的厚度來持續提高器件的擊穿電壓。因此，傳統結構gan基電流孔徑異質結場效應器件的擊穿電壓普遍不高。為了獲得更高的器件擊穿電壓，并可以通過增加n型gan漂移層的厚度來持續提高器件的擊穿電壓，2013年，zhongdali等人利用數值仿真技術研究了一種基于超結的增強型gan基電流孔徑異質結場效應器件，研究結果表明超結結構可以有效調制器件內部的電場分布，使處于關態時器件內部各處電場強度趨于均勻分布，因此器件擊穿電壓可達5～20kv，且采用3μm半柱寬時擊穿電壓為12.4kv，而導通電阻為4.2mω·cm²，參見designandsimulationof5-20-kvganenhancement-modeverticalsuperjunctionhemt,ieeetransactionsonelectrondecices,vol.60,no.10,pp.3230-3237,2013。采用超結的gan基電流孔徑異質結場效應器件從理論上可以獲得高擊穿電壓，且可實現擊穿電壓隨n型gan漂移層厚度的增加而持續提高，是目前國內外已報道文獻中擊穿電壓最高的一種非常有效的大功率器件結構。然而，在采用超結結構的gan基電流孔徑異質結場效應器件中，當器件導通時超結附近會產生額外的導通電阻，且該導通電阻會隨著漂移層厚度的增加而不斷增加，因此雖然器件的擊穿電壓隨著漂移層厚度的增加而提高，但是器件的導通電阻也會相應的增加，器件中擊穿電壓與導通電阻之間的矛盾并沒有徹底解決。因此，探索和研發擊穿電壓高、導通電阻小的新型gan基電流孔徑異質結場效應器件，非常必要、迫切，具有重要的現實意義。

技術實現要素：

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提供一種基于阻擋層調制結構的電流孔徑功率晶體管及其制作方法，以減小器件的導通電阻，提高器件的擊穿電壓，并實現擊穿電壓的可持續增加，顯著緩解器件擊穿電壓與導通電阻之間的矛盾，改善器件的擊穿特性和可靠性。

為實現上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一、器件結構

一種基于阻擋層調制結構的電流孔徑功率晶體管，包括:襯底1、漂移層2、電流孔徑層3、兩個對稱的電流阻擋層4、溝道層6、勢壘層7和鈍化層12，勢壘層上淀積有柵極10，勢壘層上的兩側淀積有兩個源極9，每個源極的下方設有注入區8，襯底下面淀積有漏極11，兩個對稱的電流阻擋層之間形成孔徑5，鈍化層完全包裹在除漏極底部以外的所有區域外面，其特征在于：

所述電流孔徑層，是由自下而上的第一孔徑層至第m孔徑層所構成的多層結構；

所述電流阻擋層，是由自下而上的第一阻擋層至第m阻擋層所構成的m級階梯結構，且第一阻擋層的厚度與第一孔徑層的厚度相同，第二阻擋層的厚度與第二孔徑層的厚度相同，第m阻擋層的厚度與第m孔徑層的厚度相同。

二、制作方法

本發明制作基于阻擋層調制結構的電流孔徑功率晶體管的方法，包括如下過程：

a.在采用n⁺型gan的襯底1上外延n^-型gan半導體材料，形成厚度為3～10μm、摻雜濃度為1×10¹⁵～1×10¹⁸cm^-3的漂移層2；

b.在漂移層2上外延n型gan半導體材料，形成摻雜濃度為1×10¹⁵～1×10¹⁸cm^-3的第一孔徑層31；

c.在第一孔徑層31上制作一次掩模，利用該掩模在第一孔徑層內的兩側位置注入劑量為1×10¹⁵～1×10¹⁶cm^-2的p型雜質，制作兩個第一阻擋層41；

d.制作第二孔徑層32至第m孔徑層3m和第二阻擋層42至第m阻擋層4m：

d1)在第一孔徑層31和左右兩個第一阻擋層41上外延n型gan半導體材料，形成摻雜濃度為1×10¹⁵～1×10¹⁸cm^-3的第二孔徑層32；

d2)在第二孔徑層32上制作掩模，并利用該掩模在第二孔徑層32內的兩側位置注入劑量為1×10¹⁵～1×10¹⁶cm^-2的p型雜質，制作左、右兩個對稱的第二阻擋層42；

d3)在第二孔徑層32和左右兩個第二阻擋層42上外延n型gan半導體材料，形成摻雜濃度為1×10¹⁵～1×10¹⁸cm^-3第三孔徑層33；

d4)在第三孔徑層33上制作掩模，并利用該掩模在第三孔徑層33內的兩側位置注入劑量為1×10¹⁵～1×10¹⁶cm^-2的p型雜質，制作左、右兩個對稱的第三阻擋層43；

依次類推，直至形成第m孔徑層3m和左、右兩個對稱的第m阻擋層4m，m根據器件實際使用要求確定，取值為大于等于2的整數；

該第一孔徑層31至第m孔徑層3m構成電流孔徑層3，該左、右對稱的兩個第一阻擋層41至左、右對稱的兩個第m阻擋層4m構成左、右兩個對稱的階梯結構電流阻擋層4，兩個電流阻擋層4之間形成孔徑5；第一阻擋層41至第m阻擋層4m的p型雜質注入劑量，依次增大或均相同；

e.在兩個電流阻擋層4和孔徑5上部外延gan半導體材料，形成厚度為0.04～0.2μm的溝道層6；

f.在溝道層6上部外延gan基寬禁帶半導體材料，形成厚度為5～50nm的勢壘層7；

g.在勢壘層7上部制作掩模，利用該掩模在勢壘層內兩側注入劑量為1×10¹⁵～1×10¹⁶cm^-2的n型雜質，以制作注入區8，其中，兩個注入區的深度均大于勢壘層厚度，且小于溝道層6與勢壘層兩者的總厚度；

h.在兩個注入區8上部和勢壘層7上部制作掩模，利用該掩模在兩個注入區上部淀積金屬，以制作源極9；

i.在源極9上部和勢壘層7上部制作掩模，利用該掩模在勢壘層上淀積金屬，以制作柵極10，柵極10與兩個電流阻擋層4在水平方向上的交疊長度大于0μm；

j.在襯底1的背面淀積金屬，以制作漏極11；

k.在除了漏極11底部以外的其他所有區域淀積絕緣介質材料，形成包裹的鈍化層12。

本發明器件與傳統gan基電流孔徑異質結場效應器件比較，具有以下優點：

1.實現擊穿電壓持續增加。

本發明采用多級階梯形式的電流阻擋層，使器件內部的各級阻擋層與孔徑層交界面下方附近均會產生一個電場峰值，且通過調整各級阻擋層的厚度、寬度和摻雜濃度，可以使得各級阻擋層與孔徑層交界面下方附近的電場峰值近似相等，且小于gan基寬禁帶半導體材料的擊穿電場，從而提高了器件的擊穿電壓；此外，通過增加電流阻擋層的階梯數目可實現擊穿電壓的持續增加。

2.在提高器件擊穿電壓的同時，器件導通電阻會進一步減小。

本發明通過采用多級階梯形式的電流阻擋層結構來提高器件擊穿電壓，由于第一阻擋層至第m阻擋層距漂移層中心的水平距離依次減小，當器件導通時，在器件漂移層中除了第m阻擋層所產生的耗盡區會對電流的輸運有一定影響，產生一定導通電阻外，其余各級阻擋層所產生的耗盡區由于遠離孔徑中心，即電流通路，所以幾乎不會影響器件的導通電阻。通過調整本發明器件中各級阻擋層的厚度、寬度和摻雜濃度，還可以進一步減小器件的導通電阻。因此，隨著電流阻擋層階梯數目的增加，器件的擊穿電壓持續增加，而導通電阻會進一步減小。

以下結合附圖和實施例進一步說明本發明的技術內容和效果。

附圖說明

圖1是傳統gan基電流孔徑異質結場效應器件的結構圖；

圖2是本發明基于阻擋層調制結構的電流孔徑功率晶體管的結構圖；

圖3是本發明制作基于阻擋層調制結構的電流孔徑功率晶體管的流程圖；

圖4是對傳統器件及本發明器件仿真所得的擊穿曲線圖；

圖5是對傳統器件和本發明器件仿真所得正向導通情況下的輸出電流圖。

具體實施方式

參照圖2，本發明基于阻擋層調制結構的電流孔徑功率晶體管是基于gan基寬禁帶半導體異質結結構，其包括：襯底1、漂移層2、電流孔徑層3、電流孔徑層3內有左右兩個對稱的電流阻擋層4、孔徑5、溝道層6、勢壘層7和鈍化層12，該勢壘層7上面兩側淀積有源極9，兩個源極9下方有通過離子注入形成的兩個注入區8，兩個源極9之間的勢壘層上淀積有柵極10，襯底下面淀積有漏極11，鈍化層12完全包裹除了漏極底部以外的所有區域。其中：

所述漂移層2，位于襯底1上部，其厚度為3～10μm；

所述電流孔徑層3，是由自下而上的第一孔徑層31至第m孔徑層3m所構成的多層結構，且各孔徑層摻雜濃度均為1×10¹⁵～1×10¹⁸cm^-3，m是根據器件實際使用要求確定，其值為大于等于2的整數，第一孔徑層31位于漂移層2上部；

所述電流阻擋層4，是由自下而上的第一阻擋層41至第m阻擋層4m所構成的m級階梯結構，m是根據器件實際使用要求確定，其值為大于等于2的整數；且第一阻擋層41的厚度與第一孔徑層31的厚度相同，第二阻擋層42的厚度與第二孔徑層32的厚度相同，依次類推，第m阻擋層4m的厚度與第m孔徑層3m的厚度相同，其中：第一阻擋層41的厚度為t1，t1為1～3μm，第一阻擋層41的寬度為s1，s1為0.5～1μm；第二阻擋層42至第m阻擋層4m的厚度為ti，寬度為si，且自下而上滿足關系式：t2≥...≥ti≥...≥tm，s2≤...≤si≤…≤sm，t1≥t2，s1≤s2，i為整數且m≥i≥2；各層阻擋層均采用p型摻雜，且第一阻擋層41至第m阻擋層4m的p型雜質的注入劑量，依次增大或均相同；兩個對稱的m級階梯結構的電流阻擋層4之間形成孔徑5；

所述溝道層6，位于兩個電流阻擋層4和電流孔徑層3上部，其厚度為0.04～0.2μm；

所述勢壘層7，位于溝道層6上部，其由若干層相同或不同的gan基寬禁帶半導體材料組成，厚度為5～50nm；

所述注入區8，其雜質注入深度大于勢壘層7的厚度，但小于勢壘層7和溝道層6的總厚度；

所述柵極10，其與兩個電流阻擋層4在水平方向上的交疊長度大于0μm；

所述鈍化層12，采用sio2、sin、al2o3、sc2o3、hfo2、tio2中的任意一種或其它絕緣介質材料；

參照圖3，本發明制作基于阻擋層調制結構的電流孔徑功率晶體管的過程，給出如下三種實施例：

實施例一：制作鈍化層為sin且電流阻擋層階梯級數m為2的電流孔徑功率晶體管。

步驟1.在襯底1上外延n^-型gan，形成漂移層2，如圖3a。

采用n⁺型gan做襯底1，使用金屬有機物化學氣相淀積技術，在襯底1上外延厚度為3μm、摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3的n^-型gan材料，形成漂移層2，其中：

外延采用的工藝條件為：溫度為950℃，壓強為40torr，以sih4為摻雜源，氫氣流量為4000sccm，氨氣流量為4000sccm，鎵源流量為100μmol/min。

步驟2.在漂移層2上外延n型gan，形成第一孔徑層31，如圖3b。

使用金屬有機物化學氣相淀積技術，在漂移層2上外延厚度為1μm、摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3的n型gan材料，形成孔徑層3，其中：

外延采用的工藝條件為：溫度為950℃，壓強為40torr，以sih4為摻雜源，氫氣流量為4000sccm，氨氣流量為4000sccm，鎵源流量為100μmol/min。

步驟3.制作第一阻擋層41，如圖3c。

先在第一孔徑層31上制作一次掩模；

再使用離子注入技術，在第一孔徑層31內的兩側位置注入劑量為1×10¹⁵cm^-2的p型雜質mg，制作厚度t1為1μm，寬度s1為0.5μm的兩個第一阻擋層41。

步驟4.制作第二孔徑層32和第二阻擋層42，完成電流阻擋層4和孔徑5的制作，如圖3d。

使用金屬有機物化學氣相淀積技術，在兩個第一阻擋層41和第一孔徑層31上外延厚度為1μm、摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3的n型gan材料，形成第二孔徑層32；

再在第二孔徑層32上制作一次掩模，使用離子注入技術在第二孔徑層內的兩側位置注入劑量為1×10¹⁵cm^-2的p型雜質mg，形成厚度t2為1μm，寬度s2為1.5μm的兩個第二阻擋層42；

第一孔徑層31和第二孔徑層32構成電流孔徑層3，第一阻擋層41和第二阻擋層42構成二級階梯結構的電流阻擋層4，兩個對稱的電流阻擋層4之間形成孔徑5，其中：

外延采用的工藝條件是：溫度為950℃，壓強為40torr，以sih4為摻雜源，氫氣流量為4000sccm，氨氣流量為4000sccm，鎵源流量為100μmol/min。

步驟5.外延gan材料制作溝道層6，如圖3e。

使用分子束外延技術，在兩個第二阻擋層42和孔徑5的上部外延厚度為0.04μm的gan材料，形成溝道層6；

所述分子束外延技術，其工藝條件為：真空度小于等于1.0×10^-10mbar，射頻功率為400w，反應劑采用n2、高純ga源。

步驟6.外延al0.5ga0.5n，制作勢壘層7，如圖3f。

使用分子束外延技術在溝道層6上外延厚度為5nm的al0.5ga0.5n材料，形成勢壘層7，其中：

分子束外延的工藝條件為：真空度小于等于1.0×10^-10mbar，射頻功率為400w，反應劑采用n2、高純ga源、高純al源。

步驟7.制作左、右兩個注入區8，如圖3g。

先在勢壘層7上部制作掩模；

再使用離子注入技術，在勢壘層內的兩側注入劑量為1×10¹⁵cm^-2的n型雜質si，形成深度為0.01μm的注入區8；

然后，在1200℃溫度下進行快速熱退火。

步驟8.制作源極9，如圖3h。

先在兩個注入區8上部和勢壘層7上部制作掩模；

再使用電子束蒸發技術，在兩個注入區上部淀積ti/au/ni組合金屬，形成源極9，其中：自下而上，ti的厚度為0.02μm、au的厚度為0.3μm、ni的厚度為0.05μm；

電子束蒸發的工藝條件為：真空度小于1.8×10^-3pa，功率范圍為200～1000w，蒸發速率小于

步驟9.制作柵極10，如圖3i。

先在源極9上部和勢壘層7上部制作掩模；

再使用電子束蒸發技術，在勢壘層7上淀積ni/au/ni組合金屬，形成柵極10，柵極10與兩個電流阻擋層4在水平方向上的交疊長度為0.4μm，其中：所淀積的金屬自下而上，ni的厚度為0.02μm、au的厚度為0.2μm、ni的厚度為0.04μm；

電子束蒸發的工藝條件為：真空度小于1.8×10^-3pa，功率范圍為200～1000w，蒸發速率小于

步驟10.制作漏極11，如圖3j。

使用電子束蒸發技術，在整個襯底1的背面上依次淀積金屬ti、au、ni，形成漏極11，其中：所淀積的金屬，ti的厚度為0.02μm，au的厚度為0.7μm，ni的厚度為0.05μm；

淀積金屬所采用的工藝條件為：真空度小于1.8×10^-3pa，功率范圍為200～1000w，蒸發速率小于

步驟11.淀積sin絕緣介質材料，形成包裹的鈍化層12，如圖3k。

使用等離子體增強化學氣相淀積技術，在除了漏極11底部以外的其他所有區域淀積sin絕緣介質材料，形成包裹的鈍化層12，其中：

淀積鈍化層的工藝條件是：氣體為nh3、n2及sih4，氣體流量分別為2.5sccm、950sccm和250sccm，溫度、射頻功率和壓強分別為300℃、25w和950mtorr。

實施例二：制作鈍化層為sio2且電流阻擋層階梯級數m為2的電流孔徑功率晶體管。

第一步.在襯底上外延n^-型gan，形成漂移層2，如圖3a。

在溫度為1000℃，壓強為45torr，以sih4為摻雜源，氫氣流量為4400sccm，氨氣流量為4400sccm，鎵源流量為110μmol/min的工藝條件下，采用n⁺型gan做襯底1，使用金屬有機物化學氣相淀積技術，在襯底1上外延厚度為5μm、摻雜濃度為5×10¹⁶cm^-3的n^-型gan材料，完成漂移層2的制作。

第二步.在漂移層上外延n型gan，形成孔徑層3，如圖3b。

在溫度為1000℃，壓強為45torr，以sih4為摻雜源，氫氣流量為4400sccm，氨氣流量為4400sccm，鎵源流量為110μmol/min的工藝條件下，使用金屬有機物化學氣相淀積技術，在漂移層2上外延厚度為2μm、摻雜濃度為5×10¹⁶cm^-3的n型gan材料，完成孔徑層3的制作。

第三步.制作第一阻擋層41，如圖3c。

3.1)在第一孔徑層31上制作一次掩模；

3.2)使用離子注入技術，在第一孔徑層31內的兩側位置注入劑量為4.5×10¹⁵cm^-2的p型雜質mg，制作厚度t1為2μm，寬度s1為0.8μm的兩個第一阻擋層41。

第四步.制作第二孔徑層32和第二阻擋層42，完成電流阻擋層4和孔徑5的制作，如圖3d。

4.1)在以sih4為摻雜、氫氣流量為4000sccm、氨氣流量為4000sccm、鎵源流量為100μmol/min、溫度為950℃、壓強為40torr的工藝條件下，使用金屬有機物化學氣相淀積技術，在兩個第一阻擋層41和第一孔徑層31上外延厚度為1.5μm、摻雜濃度為5×10¹⁶cm^-3的n型gan材料，形成第二孔徑層32；

4.2)在第二孔徑層32上制作一次掩模；

4.3)使用離子注入技術在第二孔徑層內的兩側位置注入劑量為5×10¹⁵cm^-2的p型雜質mg，形成厚度t2為1.5μm，寬度s2為1.6μm的兩個第二阻擋層42；

第一孔徑層31和第二孔徑層32構成孔徑層3，第一阻擋層41和第二阻擋層42構成二級階梯結構的電流阻擋層4，兩個對稱的電流阻擋層4之間形成孔徑5。

第五步.外延gan材料，制作溝道層6，如圖3e。

在真空度小于等于1.0×10^-10mbar，射頻功率為400w，反應劑采用n2、高純ga源的工藝條件下，使用分子束外延技術，在兩個第二阻擋層42和孔徑5的上部，外延厚度為0.1μm的gan材料，完成溝道層6的制作。

第六步.外延al0.3ga0.7n，制作勢壘層7，如圖3f。

在真空度小于等于1.0×10^-10mbar，射頻功率為400w，反應劑采用n2、高純ga源、高純al源的工藝條件下，使用分子束外延技術，在溝道層6上外延厚度為35nm的al0.3ga0.7n材料，完成勢壘層7的制作。

第七步.制作左、右兩個注入區8，如圖3g。

7.1)在勢壘層7上部制作掩模；

7.2)使用離子注入技術，在勢壘層內的兩側注入劑量為5×10¹⁵cm^-2的n型雜質si，形成深度為0.05μm的注入區8；

7.3)在1200℃溫度下進行快速熱退火。

第八步.制作源極9，如圖3h。

8.1)在兩個注入區8上部和勢壘層7上部制作掩模；

8.2)在真空度小于1.8×10^-3pa，功率范圍為200～1000w，蒸發速率小于的工藝條件下，使用電子束蒸發技術，在兩個注入區上部淀積ti/au/ni組合金屬，形成源極9，其中：自下而上，ti的厚度為0.02μm、au的厚度為0.3μm、ni的厚度為0.05μm。

第九步.制作柵極10，如圖3i。

9.1)在源極9上部和勢壘層7上部制作掩模；

9.2)在真空度小于1.8×10^-3pa，功率范圍為200～1000w，蒸發速率小于的工藝條件下，使用電子束蒸發技術，在勢壘層7上淀積ni/au/ni組合金屬，形成柵極10，柵極10與兩個電流阻擋層4在水平方向上的交疊長度為0.5μm，其中：所淀積的金屬自下而上，ni的厚度為0.02μm、au的厚度為0.2μm、ni的厚度為0.04μm。

第十步.制作漏極11，如圖3j。

10.1)在襯底1的背面制作掩模；

10.2)在真空度小于1.8×10^-3pa，功率范圍為200～1000w，蒸發速率小于的工藝條件下，使用電子束蒸發技術，在整個襯底1的背面上依次淀積金屬ti、au、ni，形成漏極11，其中：所淀積的金屬，ti的厚度為0.02μm，au的厚度為0.7μm，ni的厚度為0.05μm。

第十一步.淀積sio2絕緣介質材料，形成包裹的鈍化層12，如圖3k。

在n2o流量為850sccm，sih4流量為200sccm，溫度為250℃，射頻功率為25w，壓力為1100mtorr的工藝條件下，使用等離子體增強化學氣相淀積技術，在除了漏極11底部以外的其他所有區域淀積sio2絕緣介質材料，形成包裹的鈍化層12，并完成整個器件的制作。

實施例三：制作鈍化層為sio2，且電流阻擋層階梯級數m為4的電流孔徑功率晶體管。

步驟a.采用溫度為950℃，壓強為40torr，以sih4為摻雜源，氫氣流量為4000sccm，氨氣流量為4000sccm，鎵源流量為100μmol/min的工藝條件，采用n⁺型gan做襯底1，使用金屬有機物化學氣相淀積技術，在襯底上外延厚度為10μm、摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3的n^-型gan材料，制作漂移層2，如圖3a。

步驟b.采用溫度為950℃，壓強為40torr，以sih4為摻雜源，氫氣流量為4000sccm，氨氣流量為4000sccm，鎵源流量為100μmol/min的工藝條件，使用金屬有機物化學氣相淀積技術，在漂移層2上外延厚度為3μm、摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3的n型gan材料，制作第一孔徑層31，如圖3b。

步驟c.在第一孔徑層31上制作一次掩模，再使用離子注入技術，在第一孔徑層內的兩側位置注入劑量為1×10¹⁶cm^-2的p型雜質mg，形成厚度t1為3μm，寬度s1為1μm的兩個第一阻擋層41，如圖3c。

步驟d.制作第二孔徑層32至第四孔徑層34和第二阻擋層42至第四阻擋層44，完成電流阻擋層4和孔徑5的制作，如圖3d。

d1)采用溫度為950℃，壓強為40torr，以sih4為摻雜源，氫氣流量為4000sccm，氨氣流量為4000sccm，鎵源流量為100μmol/min的工藝條件，使用金屬有機物化學氣相淀積技術，在兩個第一阻擋層41和第一孔徑層31上外延厚度為2μm、摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3的n型gan材料，形成第二孔徑層32；

d2)在第二孔徑層32上制作一次掩模，再使用離子注入技術，在第二孔徑層內的兩側位置注入劑量為1×10¹⁶cm^-2的p型雜質mg，形成厚度t2為2μm，寬度s2為3μm的兩個第二阻擋層42；

d3)采用溫度為950℃，壓強為40torr，以sih4為摻雜源，氫氣流量為4000sccm，氨氣流量為4000sccm，鎵源流量為100μmol/min的工藝條件，使用金屬有機物化學氣相淀積技術，在兩個第二阻擋層42和第二孔徑層32上外延厚度為1.5μm、摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3的n型gan材料，形成第三孔徑層33；

d4)在第三孔徑層33上制作一次掩模，再使用離子注入技術，在第三孔徑層內的兩側位置注入劑量為1×10¹⁶cm^-2的p型雜質mg，形成厚度t3為1.5μm，寬度s3為4μm的兩個第三阻擋層43；

d5)采用溫度為950℃，壓強為40torr，以sih4為摻雜源，氫氣流量為4000sccm，氨氣流量為4000sccm，鎵源流量為100μmol/min的工藝條件，使用金屬有機物化學氣相淀積技術，在兩個第三阻擋層43和第三孔徑層33上外延厚度為1.2μm、摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3的n型gan材料，形成第四孔徑層34；

d6)在第四孔徑層34上制作一次掩模，再使用離子注入技術，在第四孔徑層內的兩側位置注入劑量為1×10¹⁶cm^-2的p型雜質mg，形成厚度t4為1.2μm，寬度s4為4.6μm的兩個第四阻擋層44；

第一孔徑層31至第四孔徑層34構成電流孔徑層3，第一阻擋層41至第四阻擋層44構成四級階梯結構的電流阻擋層4，兩個對稱的電流阻擋層4之間形成孔徑5。

步驟e.采用真空度小于等于1.0×10^-10mbar，射頻功率為400w，反應劑采用n2、高純ga源的工藝條件，使用分子束外延技術，在兩個第四阻擋層44和孔徑5的上部，外延厚度為0.2μm的gan材料，完成溝道層6的制作如圖3e。

步驟f.采用真空度小于等于1.0×10^-10mbar，射頻功率為400w，反應劑采用n2、高純ga源、高純al源的工藝條件，使用分子束外延技術，在溝道層6上外延厚度為50nm的al0.1ga0.9n材質的勢壘層7，如圖3f。

步驟g.在勢壘層7上部制作掩模，再使用離子注入技術，在勢壘層內的兩側注入劑量為1×10¹⁶cm^-2的n型雜質si，形成深度為0.06μm的注入區8，最后在1200℃溫度下進行快速熱退火，如圖3g。

步驟h.采用真空度小于1.8×10^-3pa，功率范圍為200～1000w，蒸發速率小于的工藝條件，使用電子束蒸發技術，在兩個注入區上部淀積ti/au/ni組合金屬，形成源極9，其中：自下而上，ti的厚度為0.02μm、au的厚度為0.3μm、ni的厚度為0.05μm，如圖3h。

步驟i.采用真空度小于1.8×10^-3pa，功率范圍為200～1000w，蒸發速率小于的工藝條件，使用電子束蒸發技術，在勢壘層7上淀積ni/au/ni組合金屬，形成柵極10，柵極10與兩個電流阻擋層4在水平方向上的交疊長度為0.55μm，其中：所淀積的金屬自下而上，ni的厚度為0.02μm、au的厚度為0.2μm、ni的厚度為0.04μm，如圖3i。

步驟j.采用真空度小于1.8×10^-3pa，功率范圍為200～1000w，蒸發速率小于的工藝條件，使用電子束蒸發技術在整個襯底1的背面上依次淀積金屬ti、au、ni，形成漏極11，其中：所淀積的金屬，ti的厚度為0.02μm，au的厚度為0.7μm，ni的厚度為0.05μm，如圖3j。

步驟k.采用n2o流量為850sccm，sih4流量為200sccm，溫度為250℃，射頻功率為25w，壓力為1100mtorr的工藝條件，使用等離子體增強化學氣相淀積技術，在除了漏極11底部以外的其他所有區域淀積sio2絕緣介質材料，形成包裹的鈍化層12，并完成整個器件的制作，如圖3k。

本發明的效果可通過以下仿真進一步說明：

仿真1：對傳統gan基電流孔徑異質結場效應器件與本發明器件的擊穿特性進行仿真，結果如圖4。

由圖4可以看出，傳統gan基電流孔徑異質結場效應器件發生擊穿，即漏源電流迅速增加，時的漏源電壓大約在690v，而本發明器件發生擊穿時的漏源電壓大約在2915v，證明本發明器件的擊穿電壓遠遠大于傳統gan基電流孔徑異質結場效應器件的擊穿電壓。

仿真2：對傳統gan基電流孔徑異質結場效應器件和本發明器件在正向導通情況下的輸出電流進行仿真，結果如圖5，其中本發明器件采用了5級階梯結構的電流阻擋層。

由圖5可以看出，正向導通情況下，本發明器件輸出電流曲線在線性區的斜率大于傳統器件輸出電流曲線在線性區的斜率，說明本發明器件的導通電阻小于傳統器件的導通電阻。

以上描述僅是本發明的幾個具體實施例，并不構成對本發明的限制，顯然對于本領域的專業人員來說，在了解了本發明內容和原理后，能夠在不背離本發明的原理和范圍的情況下，根據本發明的方法進行形式和細節上的各種修正和改變，但是這些基于本發明的修正和改變仍在本發明的權利要求保護范圍之內。