技术特征：
1.一种多路控制复合功能器件，自下而上包括：衬底(1)、过渡层(2)、沟道层(3)和势垒层(4)，其特征在于：所述沟道层(3)和势垒层(4)内部设有隔离深槽(5)，该隔离深槽(5)由m个大小相同且前、后分布的深槽构成，相邻两个深槽之间的距离相等，m＞1；所述隔离深槽(5)将沟道层(3)和势垒层(4)分成m+1个条状结构，在每个条状结构上，从左至右依次设置有左电极(10)、左p型块(6)、左凹槽(13)、节点(12)，右p型块(7)、右凹槽(14)、右电极(11)；所述左p型块(6)与右p型块(7)均位于势垒层(4)上部，其上侧分别设有左介质块(8)与右介质块(9)；所述左凹槽(13)与右凹槽(14)均由n个矩形槽构成，这n个矩形槽为等间距平行排列，其下侧均位于沟道层(3)中；所述左凹槽(13)中设有第一电极(15)，右凹槽(14)中设有第二电极(16)，该第一电极与第二电极均由n个大小相同的t型金属块构成，这些t型金属块的垂直部分下侧均位于沟道层(3)内部，水平部分的下侧位于势垒层(4)上表面，n＞1；所述左介质块(8)与右介质块(9)上部分别设有左栅极(17)与右栅极(18)。2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述势垒层(4)的al组分为0.1～0.4，其厚度a为1nm～40nm。3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述左p型块(6)与右p型块(7)采用p-gan或cuo或nio材料，其厚度为5nm～500nm，掺杂浓度均为5
×
10
15
cm-3
～1
×
10
22
cm-3
。4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述左介质块(8)与右介质块(9)采用al2o3或hfo2或si3n4，其厚度为5nm～100nm。5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述每个条状结构上的左凹槽(13)与右凹槽(14)中的n个矩形槽的深度均为h，h>a，其中a为势垒层4的厚度。6.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：在每个条状结构上，第一电极(15)与第二电极(16)各自包含的n个t型金属块中，第一个t型金属块与第二个t型金属块之间的距离为t1，第二个t型金属块与第三个t型金属块之间的距离为t2，
…
，第(n-1)个t型金属块与第n个t型金属块之间的距离为t
n-1
，且满足t1＝t2＝
…
＝t
n-1
，每个t型金属块的垂直部分下侧与势垒层上表面之间的距离均为h；每个第一电极(15)中的t型金属块的水平部分左端与左p型块(6)右端之间的距离为x1，水平部分右端与节点(12)之间的距离为u1；每个第二电极(16)中的t型金属块的水平部分左端与右p型块(7)右端之间的距离为x2，水平部分右端与右电极(11)之间的距离为u2；且满足x1＝x2＝x，u1＝u2＝u，其中x远小于u，u>1μm。7.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述左栅极(17)、右栅极(18)均小于其所对应的左介质块(8)、右介质块(9)的长度。8.根据权利要求1所述的器件，其特征在于：所述左电极(10)、右电极(11)和节点(12)均与势垒层(4)为欧姆接触；所述第一电极(15)分别与势垒层(4)和沟道层(3)之间形成肖特基接触；所述第二电极(16)分别与势垒层(4)和沟道层(3)之间形成肖特基接触。
9.一种制作权利要求1多路控制复合功能器件的方法，其特征在于，包括如下步骤：a)在衬底(1)上外延gan基宽禁带半导体材料，形成过渡层(2)；b)在过渡层(2)上外延gan材料，形成沟道层(3)；c)在沟道层(3)上外延gan基宽禁带半导体材料，形成厚度为a的势垒层(4)；d)在势垒层(4)上外延p型半导体材料，形成厚度为5nm～500nm、掺杂浓度为5
×
10
15
～1
×
10
22
cm-3
的p型层；e)在p型层上外延介质材料，形成厚度为5nm～100nm的介质层；f)在该介质层上第一次制作掩膜，利用该掩膜对介质层、p型层、势垒层(4)、沟道层(3)依次进行刻蚀，刻蚀至沟道层(3)内部为止，形成m个大小相同且等间距平行排列的深槽，这m个深槽共同组成了隔离深槽(5)；这m个深槽将沟道层(3)和势垒层(4)分成m+1个条状结构；g)刻蚀形成左p型块(6)、右p型块(7)、左介质块(8)与右介质块(9)：g1)在刻蚀后的介质层、p型层、沟道层(3)、势垒层(4)与隔离深槽(5)上第二次制作掩膜，利用该掩膜对刻蚀后的介质层再次进行刻蚀，刻蚀至p型层的上表面为止，形成左介质块(8)与右介质块(9)；g2)再次利用该掩膜，对p型层进行刻蚀，刻蚀至势垒层(4)的上表面为止，形成左p型块(6)与右p型块(7)；h)在沟道层(3)、势垒层(4)、隔离深槽(5)、左介质块(8)与右介质块(9)上第三次制作掩膜，利用该掩膜在势垒层(4)上部的左、右两侧以及中部分别淀积多层金属，并在n2气氛中进行快速热退火，形成左电极(10)、右电极(11)与节点(12)；i)制作第一电极(15)与第二电极(16)：i1)在沟道层(3)、势垒层(4)、隔离深槽(5)、左介质块(8)、右介质块(9)、左电极(10)、右电极(11)与节点(12)上第四次制作掩膜，利用该掩膜对左p型块(6)右侧与右p型块(7)右侧的势垒层(4)与沟道层(3)依次进行刻蚀，刻蚀总深度为h，在每个左p型块(6)右侧与每个右p型块(7)右侧均形成n个大小相同的矩形槽，n个矩形槽中相邻两个矩形槽之间的距离分别为t1、t2、
…
、t
n-1
，且t1＝t2＝
…
＝t
n-1
；每个左p型块(6)右侧n个矩形槽构成左凹槽(13)，每个右p型块(7)右侧n个矩形槽构成右凹槽(14)；i2)在沟道层(3)、势垒层(4)、隔离深槽(5)、左介质块(8)、右介质块(9)、左电极(10)、右电极(11)、节点(12)、左凹槽(13)与右凹槽(14)上第五次制作掩模，利用该掩膜在每个左凹槽(13)内部、左凹槽(13)两侧的势垒层(4)上部淀积金属，形成第一电极(15)；在每个右凹槽(14)内部、右凹槽(14)两侧的势垒层(4)上部淀积金属，形成第二电极(16)；j)在沟道层(3)、势垒层(4)、隔离深槽(5)、左介质块(8)、右介质块(9)、左电极(10)、右电极(11)、节点(12)、第一电极(15)与第二电极(16)上第六次制作掩膜，利用该掩膜在左介质块(8)与右介质块(9)上部淀积金属，分别形成左栅极(17)与右栅极(18)，完成整个器件的制作。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤a)、b)、c)、d)、e)中使用的外延技术，包括：金属有机物化学气相淀积技术、等离子体增强化学气相淀积技术、原子层淀积技术、磁控溅射技术。步骤h)、i)、j)中使用的金属淀积工艺，包括：电子束蒸发工艺、溅射工艺。
技术总结
本发明公开了一种多路控制复合功能器件，主要解决现有氮化镓基功率晶体管只能单向阻断的问题。其自下而上包括：衬底、过渡层、沟道层和势垒层，沟道层和势垒层通过内部的隔离深槽分成多个条状结构；每个条状结构从左至右依次设置有左电极、左P型块、左凹槽、节点，右P型块、右凹槽、右电极；势垒层上部的左、右P型块上分别为左、右介质块；左、右介质块上部分别为左、右栅极；左、右凹槽均由n个等间距平行排列的矩形槽构成，其下侧均位于沟道层中；左、右凹槽内部与其凹槽两侧的势垒层上分别设有第一电极和第二电极，这两个电极均由n个大小相同的T型金属块构成。本发明能实现双向阻断，芯片面积利用率高，可用作电力电子系统。可用作电力电子系统。可用作电力电子系统。
技术研发人员：毛维 裴晨 杨翠 杜鸣 马佩军 张金风 张进成 郝跃
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2022.05.23
技术公布日：2022/9/2