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TWI473265B - 帶有改良型終止結構的氮化鎵半導體裝置 - Google Patents

帶有改良型終止結構的氮化鎵半導體裝置 Download PDF

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TWI473265B
TWI473265B TW99136913A TW99136913A TWI473265B TW I473265 B TWI473265 B TW I473265B TW 99136913 A TW99136913 A TW 99136913A TW 99136913 A TW99136913 A TW 99136913A TW I473265 B TWI473265 B TW I473265B
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Inventor
Tinggang Zhu
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Alpha & Omega Semiconductor
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Description

帶有改良型終止結構的氮化鎵半導體裝置
本發明主要涉及半導體功率裝置的結構和製備方法。更確切地說，本發明涉及一種用新型裝置結構和製備方法製成的基於氮化鎵的裝置，用通過外延生長方法製成的保護環，提供可靠的、高品質的終止結構。
肖特基二極體等基於氮化鎵(GaN)的裝置，利用一個小半導體晶片，在維持較低的導通電阻的同時，獲得高閉鎖電壓，這比矽裝置更有優勢。然而，要將包括肖特基二極體在內的基於氮化鎵(GaN)的裝置，配置和製造成為一個整流裝置或用於其他功能的裝置的傳統方法，缺乏對生產過程的控制，難以保證製造出可靠的終止結構，仍然受到這些技術局限的挑戰。在半導體晶片的棱角處，具有高電場，因此需要終止結構確保擊穿發生在裝置的主要部分中，而不是邊緣處(即終止區)。由於氮化物半導體的寬頻隙特點，利用基於矽的半導體中通常使用的傳統的植入和擴散工藝，並不能方便地製備P-型保護環等可靠的保護環。
在題為《用於半導體裝置的非啟動保護環》的美國專利US7229866中，提出了一種帶有保護環的半導體裝置。第1圖表示橫向傳導的肖特基二極體100。該肖特基二極體包括一個電絕緣襯底102以及一個緩衝結構104。一個高摻雜的半導體層106設置在緩衝結構104上方。一個半導體接觸層108和一個較低摻雜的半導體層，設置在一部分較高摻雜的半導體層106上方。一個肖特基金屬接頭110位於半導體接觸層108的上方，並同半導體層108一起構成一個金屬-至-半導體的整流結。一個較厚的焊盤金屬層112設置在肖特基金屬接頭110上方。保護環120形成在半導體層108中，位於臺面結構的邊緣或邊緣附近。保護環120用於降低肖特基金屬接頭邊緣處的高電場，以及當裝置反向偏置時，降低產生的漏電流。 一個歐姆金屬接頭116設置在一部分較高摻雜層106的上方，並且一個較厚的焊盤金屬層118設置在歐姆金屬接頭116上方。鈍化層114至少可以形成在，由歐姆金屬接頭116、焊盤層118形成的堆疊結構，與由半導體層108、肖特基金屬接頭110和焊盤金屬層112形成的堆疊結構之間。通過在半導體接觸層中進行離子植入形成如圖所示的保護環，無需對半導體接觸層完全退火，就能形成高阻抗區。保護環可以設置在層的邊緣處，或者可選擇設置在遠離層的邊緣處。肖特基金屬接頭形成在層的上方，肖特基接頭的邊緣設置在保護環上方。
然而，對於氮化物半導體裝置而言，如第1圖所示的帶有保護環120的邊緣終止結構，當通過離子植入、以及熱啟動或者即使不用熱啟動或擴散製備時，無需形成真正的P-型半導體區，但是該邊緣終止結構經常變成高阻抗或半絕緣，而非用於保護環功能的專用的P-型半導體材料。另外，通過植入工藝形成的高阻抗的邊緣終止結構，帶有來自氮化鎵半導體的缺陷，這會使可靠性變差或非箝位元感應開關(UIS)性能變差。
尤其對於基於氮化鎵的肖特基二極體而言，迫切需要克服這些局限。在比如開關電源(SMPS)裝置應用等開關模式下的能量損耗，肖特基二極體作為整流器，對於儘量減少開關損耗的應用十分理想，當開關電源裝置帶有基於GaN的肖特基二極體時，能夠用較小的開關損耗和高閉鎖電壓，提供更加高效的功率利用率。然而，一個可靠的終止結構，例如在陽極電極附近的裝置邊緣周圍形成的P-型保護環，必須保證高性能可靠的應用。但是，如上所述，對於本領域的技術人員而言，可靠高效的P-型保護環很難在基於GaN的裝置中實現。傳統的離子植入和擴散工藝，並不適用於製備具有高品質和可靠性的保護環。
鑒於上述原因，對於基於GaN的裝置，有必要提出在終止區中形成高品質、可靠的保護環的裝置結構和製備方法，從而解決上述困難和局限。
因此，本發明的一個方面在於，提出一種新型改良的終止結構，通過在溝槽中利用外延生長工藝，形成保護環，在裝置的邊緣附近 形成P-型保護環。所形成的保護環具有可控的摻雜分佈(即均勻的濃度和改進的裝置完整性)、較小的電阻以及可靠的運行特性。從而解決了製備終止結構的傳統方法中遇到的局限和困難。
本發明的另一方面在於，通過將改良的、可靠的P-型保護環用作終止結構，提出了一種基於GaN的半導體裝置的新型裝置結構和製備方法。因此，這個可靠的保護環能夠降低位於肖特基金屬接頭邊緣處的高電場，以及當裝置反向偏置時，減小產生的漏電流。
本發明的另一方面在於，提出了一種基於GaN的半導體裝置的新型裝置結構和製備方法，該半導體裝置帶有改良的、可靠的保護環以及通過在肖特基陽極電極下面的溝槽中生長p-型外延GaN半導體，形成的結勢壘肖特基結構。裝置的擊穿特性也進一步得到提高。
在本發明的一個較佳實施例中，主要提出了一種基於氮化鎵的半導體功率裝置。該基於GaN的半導體功率裝置包括一個設置在半導體功率裝置週邊區域的終止區，半導體功率裝置含有一個至少帶有一個保護環終止結構，終止結構設置在P-摻雜的基於鎵的外延層填充的溝槽中。在另一個實施例中，基於氮化鎵的半導體功率裝置還包括一個設置在半導體裝置的主區域中的肖特基二極體。在另一個實施例中，基於氮化鎵的半導體功率裝置還包括一個設置在N++GaN層上方的N-型GaN層，其中陽極電連接到N型GaN層，陰極電連接到N++GaN層，作為一個基於鎵的二極體，其中終止結構是由設置在N-型GaN層週邊區域的P-型GaN層填充的溝槽構成的。在另一個實施例中，基於氮化鎵的半導體功率裝置還包括一個設置在N++GaN層上方的N-型GaN層，肖特基金屬層設置在N型GaN層上方，陰極電連接到N++GaN層上。並且，該半導體功率裝置還包括多個在肖特基金屬層下面的溝槽，在基於鎵的P-型外延層填充的GaN型層中開口，從而作為一個基於鎵的結勢壘肖特基(JBS，Junction barrier Schottky)二極體，其中終止結構設置在N型GaN層的週邊區域。在另一個實施例中，終止結構還包括一個設置在保護環上方的場板。在另一個實施例中，基於氮化鎵的半導體功率裝置還包括一個具有第一摻雜濃度的基於鎵的第一半導體層，設置在具有不同摻雜濃度的基於鎵的第二半導體層上方，其陽極電連接到基於鎵的第一半導體層上，陰極電連接到基於鎵的第二半導體層 上，作為一個基於鎵的肖特基二極體，其中終止結構是由一個P-型基於鎵的半導體層填充的溝槽構成的，設置在基於鎵的第一半導體層的週邊區域。在另一個實施例中，基於氮化鎵的半導體功率裝置還包括一個具有第一摻雜濃度的基於鎵的第一半導體層，設置在具有不同摻雜濃度的基於鎵的第二半導體層上方，肖特基金屬層設置在基於鎵的第一半導體層上方，陰極電連接到基於鎵的第二半導體層上。並且，基於GaN的半導體功率裝置還包括多個在肖特基金屬層下面的溝槽，在基於P-型鎵的外延層填充的基於鎵的第一半導體層中開口，從而作為一個基於鎵的結勢壘肖特基(JBS)二極體，其中終止結構設置在基於鎵的第一半導體層的週邊區域。
閱讀以下詳細說明並參照附圖之後，本發明的這些和其他的特點和優勢，對於本領域的技術人員而言，無疑將顯而易見。
200‧‧‧肖特基二極體裝置
200'‧‧‧肖特基二極體
210‧‧‧N++GaN半導體層
220‧‧‧N-型GaN層
230‧‧‧陰極電極
240‧‧‧陽極電極
260‧‧‧p-型區
150‧‧‧半導體裝置
160‧‧‧N-型氮化鎵層
165‧‧‧再生掩膜
170‧‧‧p-型保護環
171‧‧‧外延生長
200"‧‧‧肖特基二極體
215‧‧‧再生掩膜層
225‧‧‧掩膜
230‧‧‧陰極電極
250‧‧‧多重保護環
250-T‧‧‧保護環溝槽
270‧‧‧場板
第1圖表示傳統的基於GaN的二極體的剖面圖。
第2圖表示本發明所述的帶有保護環的基於GaN的半導體裝置的剖面圖。
第2A圖表示帶有保護環的第2圖所示裝置的剖面圖。
第3圖表示一種基於GaN的肖特基二極體的剖面圖，該二極體帶有改良的終止結構，通過在裝置邊緣附近的溝槽中外延生長P-型GaN半導體，形成保護環。
第4圖表示一種基於GaN的結勢壘肖特基二極體的剖面圖，該二極體帶有改良的終止結構，通過在溝槽中外延生長P-型GaN半導體，形成保護環和JBS結構。
第5圖表示一種基於GaN的二極體的剖面圖，該二極體帶有改良的終止結構，通過在陽極電極附近的溝槽中外延生長P-型GaN半導體，以及在陽極旁邊形成場板，形成保護環，陽極位於裝置邊緣附近的P-型 保護環上方。
第6A至6F圖的一系列剖面圖，表示如第3圖所示的肖特基二極體的製備過程。
參照第2圖和第2A圖所示的半導體裝置150的剖面圖。裝置150的詳細結構並沒有在此特別指出。半導體裝置150含有一個N-型氮化鎵層160。半導體裝置150還包括通過選擇性外延生長171形成的帶有p-型保護環170的終止結構。外延生長171如第2圖所示，而完整的p-型保護環如第2A圖所示。通過外延生長P-型GaN，所形成的P-型保護環170具有高品質和真實的P-型。正如下文將要提到的那樣，通過利用一個再生掩膜165在GaN層160中打開溝槽，形成p-型保護環。然後，通過在這些溝槽中外延生長171，並除去再生掩膜165，形成保護環170，並用化學機械平整化(CMP)工藝平整p-型保護環170，完成製備帶有P-型保護環的終止結構的工藝。通過外延生長過程，可以控制保護環170中P-型摻雜物的摻雜結構。所形成的保護環170的缺陷大幅減少，電阻也更低，從而確保裝置150的耐用性顯著提高。帶有改良保護環的裝置還在整個延長壽命的工作週期中，進一步提高了其非箝位元感應開關(UIS)性能和可靠性。
第3圖表示位於絕緣襯底(圖中沒有表示出)上的一個基於GaN的二極體200的剖面圖。該二極體200含有一個設置在一部分高摻雜的N++GaN半導體層210上方的N-型氮化鎵(GaN)層220。兩個陰極電極230設置在N-型GaN層220附近的N++GaN半導體層210頂面的兩個對邊上。陽極電極240設置在N-型GaN層220的上方。多重保護環250形成在N-型GaN層220的邊緣上。保護環可以具有相同或不同的尺寸，用於降低邊緣處的電場。如第2和2A圖所示，所形成的保護環250帶有外延層，生長在溝槽中，在N-型GaN層220的邊緣處開口。在溝槽中帶有再生外延層的保護環250，對於GaN二極體裝置，具有可控的摻雜結構、較高的層完整性、較低的電阻和耐用性，以及可靠性。
第4圖表示對於帶有如第3圖所示類似結構的二極體裝置，本發明的一個可選實施例的另一種肖特基二極體200'的剖面圖。唯一 的區別在於，帶有多p-型區260的結勢壘肖特基(JBS)二極體結構，形成在肖特基陽極電極240下面，構成JBS P-型結構。這種在陽極電極240下面帶有p-型區260的JBS結構，進一步提高了肖特基二極體裝置200的擊穿性能。憑藉JBS結構，p-型區260在反向偏壓下，使N-型GaN層220的鄰近部分耗盡。從而，大幅減少了肖特基勢壘二極體的洩露，改善了擊穿性能。
第5圖表示對於帶有如第3圖所示類似結構的二極體裝置，本發明的一個可選實施例的另一種肖特基二極體200"的剖面圖。唯一的區別在於，終止區具有不同的結構。終止區包括形成在裝置邊緣處的p-型保護環250，在溝槽中帶有再生外延層。終止區還包括設置在陽極電極240附近的GaN層220上方的場板270，而且部分終止區覆蓋在P-型保護環250上。場板270有助於進一步降低邊緣處的電場擁擠，改善了擊穿性能。
第6A至6F圖為一系列表示如第4圖所示本發明所述的基於GaN的二極體製備工藝的步驟。第6A圖表示生長氮化鎵半導體外延層210的過程，該外延層210在絕緣襯底(沒有表示出)上方，作為一個高摻雜的N++GaN層，在高摻雜層210上方有一個N-型GaN層220。在第6B圖中，使用了一個再生掩膜層215。該掩膜層215可以形成為一層SiOx、SiNx、Al2O3、AIN或自旋玻璃層等。在第6C圖中，利用帶掩膜225的光刻過程，形成保護環圖案。然後，根據GaN層220中的圖案，對保護環溝槽250-T進行刻蝕。如果需要JBS結構，可以在此時，通過與保護環相同的刻蝕過程或者一個單獨的刻蝕過程，在肖特基金屬下方形成JBS p-型結構的JBS溝槽。在第6D圖中，除去用於光刻圖案的掩膜225，利用金屬-有機化學氣相沉積(MOCVD)，在溝槽250-T中生長外延的P-型GaN 250-E，並形成P-型外延層GaN層250。如果製成了JBS結構，那麼可以同時用P-型外延的GaN填充JBS溝槽。在第6E圖中，除去再生掩膜215，利用化學機械平整化(CMP)過程，通過拋光並除去保護環溝槽250-T頂面上溢出的P-型外延層250，使頂面平整。在第6F圖中，利用標準工藝，形成陽極電極240和陰極電極230，完成二極體裝置200的製備過程。陽極電極240可以是一種肖特基金屬，在裝置的主區域中形成一個肖特基二極 體，同時在裝置的週邊形成保護環250。通過刻蝕掉臺面結構周圍一直向下到N++GaN層210的N-型GaN層220，形成N-型GaN層220的臺面結構形狀。該步驟在形成保護環圖案之前或之後進行均可。
依據附圖以及以上說明，本發明還提出了一種用於製備設置在半導體襯底中的基於鎵的半導體功率裝置的方法。該方法包括在半導體功率裝置的週邊區域打開至少一個溝槽，並在溝槽中生長一個基於摻雜的氮化鎵的外延層，起保護環的作用，構成基於鎵的半導體功率裝置的終止結構。在另一個實施例中，該方法還包括在半導體功率裝置的主區域中形成一個肖特基二極體，並在溝槽中生長一個P-型基於氮化鎵的外延層，以便形成保護環，作為P-型保護環。在另一個實施例中，該方法還包括在半導體功率裝置中刻蝕多個結勢壘肖特基(JBS)溝槽，並在JBS溝槽中生長一個基於摻雜的氮化鎵的外延層，起P-型JBS結構的作用。在另一個實施例中，該方法還包括在溝槽中生長基於氮化鎵的外延層之後，平整基於摻雜的氮化鎵的外延層頂面。在另一個實施例中，在溝槽中生長基於摻雜的鎵的外延層還包括，在溝槽中生長一個P-型基於氮化鎵的外延層。在另一個實施例中，該方法還包括在外延生長的N++GaN層上方，生長一個N-型GaN層；將陽極電連接到N型GaN層，陰極電連接到N++GaN層，起基於鎵的二極體的作用；其中在週邊區域中打開溝槽是指，在N-型GaN層的週邊區域中打開溝槽，並用P-型基於氮化鎵的半導體層填充在溝槽中，起基於氮化鎵二極體的保護環的作用。在另一個實施例中，該方法還包括在外延生長的N++GaN層上方，生長一個N-型GaN層；在N型GaN層上方沉積一個肖特基金屬層，並將陰極電連接到N++GaN層，起基於氮化鎵的二極體保護環的作用。在另一個實施例中，該方法還包括在外延生長的N++GaN層上方，外延生長一個N-型GaN層；在N型GaN層上方沉積一個肖特基金屬層，並將陰極電連接到N++GaN層；其中在週邊區域中打開溝槽是指，在N-型GaN層的週邊區域中打開溝槽，並在將要放置肖特基金屬層的位置下面的N型GaN層的中間部分中，打開多個結勢壘肖特基(JBS)溝槽，用P-型基於氮化鎵的半導體層外延填充在溝槽和JBS溝槽中，然後在JBS溝槽上方形成一個肖特基金屬層；其中在肖特基金屬層下面，用P-型基於氮化鎵的半導體層填充的JBS溝槽，起一部分結勢壘肖特 基(JBS)二極體的作用，用基於氮化鎵的半導體層填充的在週邊區域中的溝槽，起JBS二極體的保護環的作用。在另一個實施例中，該方法還包括在終止結構的至少一部分保護環上方，設置一個場板。在另一個實施例中，該方法還包括在一個外延生長的基於鎵的第二半導體層上方，生長一個基於鎵的第一半導體層，基於鎵的第二半導體層的摻雜濃度不同於基於鎵的第一半導體層的摻雜濃度；將陽極電連接到基於鎵的第一半導體層，陰極電連接到基於鎵的第二半導體層，起基於鎵的二極體的作用；其中在週邊區域中打開溝槽是指，在基於鎵的第一半導體層的週邊區域中打開溝槽，並用P-型基於鎵的半導體層填充溝槽，以起到基於鎵的二極體保護環的作用。在另一個實施例中，該方法還包括在外延生長的基於鎵的第二半導體層上方，外延生長一個基於鎵的第一半導體層，基於鎵的第二半導體層的摻雜濃度不同於基於鎵的第一半導體層的摻雜濃度；在基於鎵的第一半導體層上方沉積一個肖特基金屬層，並將陰極電連接到基於鎵的第二半導體層，以起到基於鎵的肖特基二極體的作用；其中在週邊區域中打開溝槽是指，在基於鎵的第一半導體層的週邊區域中打開溝槽，並用P-型基於鎵的半導體層外延填充在溝槽中，以起到基於鎵的二極體保護環的作用。在另一個實施例中，該方法還包括在外延生長的基於鎵的第二半導體層上方，外延生長一個基於鎵的第一半導體層，基於鎵的第二半導體層的摻雜濃度不同於基於鎵的第一半導體層的摻雜濃度；在基於鎵的第一半導體層上方沉積一個肖特基金屬層，並將陰極電連接到基於鎵的第二半導體層，以起到基於鎵的肖特基二極體的作用；其中在週邊區域中打開溝槽是指，在基於鎵的第一半導體層的週邊區域中打開溝槽，並在基於鎵的第一半導體層的中間部分中打開多個結勢壘肖特基(JBS)溝槽，用P-型基於鎵的半導體層填充在溝槽和JBS溝槽中，然後在JBS溝槽上方形成一個肖特基金屬層；其中在肖特基金屬層下面，用P-型基於鎵的半導體層填充的JBS溝槽，起一部分結勢壘肖特基(JBS)二極體的作用，用基於鎵的半導體層填充的在週邊區域中的溝槽，起JBS二極體的保護環的作用。
儘管已經就現有的較佳實施例對本發明做了說明，但應理解這些內容並不應作為局限。閱讀上述說明後，各種變化和修正對於本領域的技術人員而言無疑將顯而易見。因此，所附的申請專利範圍書應看做 是涵蓋本發明真實意圖和範圍內的全部變化和修正。
200‧‧‧肖特基二極體裝置
200'‧‧‧肖特基二極體
210‧‧‧N++GaN半導體層
220‧‧‧N-型GaN層
230‧‧‧陰極電極
240‧‧‧陽極電極
260‧‧‧p-型區

Claims (19)

  1. 一種基於氮化鎵的半導體功率裝置，包括：設置在該半導體功率裝置的週邊區域中的一終止區，其是由具有至少一保護環的一終止結構構成的，該保護環設置在用一基於鎵的P-型外延層填充的一溝槽中；其中該終止結構還包括設置在一部分該保護環上方的一場板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的基於氮化鎵的半導體功率裝置，其中，還包括：一肖特基二極體，設置在該半導體裝置的一主區域中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的基於氮化鎵的半導體功率裝置，其中，還包括：設置在一N++氮化鎵層上方的一N-型氮化鎵層，其陽極電連接到N型氮化鎵層，陰極電連接到該N++氮化鎵層，形成一基於鎵的二極體，其中該終止結構是由設置在該N-型氮化鎵層的週邊區域上的一P-型氮化鎵層填充的一溝槽構成的。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的基於氮化鎵的半導體功率裝置，其中，還包括：設置在一N++氮化鎵層上方的一N-型氮化鎵層，一肖特基金屬層設置在N型氮化鎵層上方，一陰極電連接到該N++氮化鎵層，形成一基於鎵的肖特基二極體，其中該終止結構設置在該N型氮化鎵層的週邊區域上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的基於氮化鎵的半導體功率裝置，其中，還包括： 具有一第一摻雜濃度的一基於鎵的第一半導體層，設置在摻雜濃度不同的一基於鎵的第二半導體層上方，一陽極電連接到該基於鎵的第一半導體層，一陰極電連接到該基於鎵的第二半導體層，形成一基於鎵的二極體，其中該終止結構是由設置在該基於鎵的第一半導體層的週邊區域上，用一基於鎵的P-型半導體層填充的一溝槽構成的。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的基於氮化鎵的半導體功率裝置，其中，還包括：具有一第一摻雜濃度的一基於鎵的第一半導體層，設置在摻雜濃度不同的一基於鎵的第二半導體層上方，一肖特基金屬層設置在該基於鎵的第一半導體層上方，一陰極電連接到該基於鎵的第二半導體層，形成一基於鎵的肖特基二極體，其中該終止結構是由設置在該基於鎵的第一半導體層的週邊區域上，用一基於鎵的P-型半導體層填充的一溝槽構成。
  7. 一種基於氮化鎵的半導體功率裝置，包括：設置在該半導體功率裝置的週邊區域中的一終止區，其是由具有至少一保護環的一終止結構構成的，該保護環設置在用一基於鎵的P-型外延層填充的一溝槽中；設置在一N++氮化鎵層上方的一N-型氮化鎵層，一肖特基金屬層設置在該N型氮化鎵層上方，一陰極電連接到該N++氮化鎵層；以及開在該氮化鎵型層中在該肖特基金屬層下面的多個溝槽，該多個溝槽用一基於鎵的P-型外延層填充，形成一基於鎵的結勢壘肖特基二極體，其中該終止結構設置在該N型氮化鎵層的週邊區域上。
  8. 一種基於氮化鎵的半導體功率裝置，包括： 設置在該半導體功率裝置的週邊區域中的一終止區，其是由具有至少一保護環的一終止結構構成的，該保護環設置在用一基於鎵的P-型外延層填充的一溝槽中；具有一第一摻雜濃度的一基於鎵的第一半導體層，設置在摻雜濃度不同的一基於鎵的第二半導體層上方，一肖特基金屬層設置在該基於鎵的第一半導體層上方，一陰極電連接到該基於鎵的第二半導體層；以及開在該基於鎵的第一半導體層中在該肖特基金屬層下面的多個溝槽，用一基於鎵的P-型外延層填充，形成一基於鎵的結勢壘肖特基二極體，其中該終止結構設置在該基於鎵的第一半導體層的週邊區域上。
  9. 一種用於製備設置在半導體襯底中的基於氮化鎵的半導體功率裝置的方法，包括：在一半導體功率裝置的週邊區域打開至少一溝槽，並在該溝槽中生長一基於氮化鎵的摻雜外延層，起保護環的作用，構成一基於鎵的半導體功率裝置的一終止結構；以及在該終止結構的至少一部分保護環上方，設置一場板。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中，還包括：在該半導體功率裝置的主區域中形成一肖特基二極體，並在該溝槽中生長一基於氮化鎵的P-型外延層，形成一P-型保護環。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中，還包括：在該半導體功率裝置中蝕刻多個結勢壘肖特基溝槽，並在該多個結勢壘肖特基溝槽中生長一基於氮化鎵的摻雜的外延層，起一結勢壘肖特基P-型結構的作用。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中，還包括：在該溝槽中生長該基於氮化鎵的外延層之後，平整該基於氮化鎵的摻雜外延層的頂面。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中，還包括：所述的在該溝槽中生長該基於鎵的摻雜的外延層包括，在該溝槽中生長一基於氮化鎵的P-型外延層。
  14. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中，還包括：在外延生長的一N++氮化鎵層上方，生長一N-型氮化鎵層；以及將一陽極電連接到N型氮化鎵層，一陰極電連接到該N++氮化鎵層，形成一基於鎵的二極體；其中在週邊區域中打開該溝槽的步驟是在該N-型氮化鎵層的週邊區域中打開該溝槽，並用一基於氮化鎵的P-型半導體層填充在該溝槽中，形成該基於氮化鎵二極體的一保護環。
  15. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中，還包括：在外延生長的一N++氮化鎵層上方，外延生長一N-型氮化鎵層；以及在N型氮化鎵層上方沉積一肖特基金屬層，並將一陰極電連接到該N++氮化鎵層，形成一基於氮化鎵的二極體保護環；其中在週邊區域中打開該溝槽的步驟是在該肖特基區域周圍的該N-型氮化鎵層的週邊區域中打開該溝槽，並用一基於氮化鎵的P-型半導體外延層填充在該溝槽中，形成該基於氮化鎵的二極體保護環。
  16. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中，還包括： 在外延生長的一基於鎵的第二半導體層上方，外延生長一基於鎵的第一半導體層，該基於鎵的第二半導體層的摻雜濃度不同於該基於鎵的第一半導體層的摻雜濃度；將一陽極電連接到該基於鎵的第一半導體層，一陰極電連接到該基於鎵的第二半導體層，形成一基於鎵的二極體；其中在週邊區域中打開該溝槽的步驟是在該基於鎵的第一半導體層的週邊區域中打開該溝槽，並用一基於鎵的P-型半導體層填充該溝槽，以形成一基於鎵的二極體保護環。
  17. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中，還包括：在外延生長的一基於鎵的第二半導體層上方，外延生長一基於鎵的第一半導體層，該基於鎵的第二半導體層的摻雜濃度不同於該基於鎵的第一半導體層的摻雜濃度；在該基於鎵的第一半導體層上方沉積一肖特基金屬層，並將一陰極電連接到該基於鎵的第二半導體層，以形成一基於鎵的肖特基二極體；其中在週邊區域中打開該溝槽的步驟是在該基於鎵的第一半導體層的週邊區域中打開該溝槽，並用一基於鎵的P-型半導體層外延填充在該溝槽中，以形成一基於鎵的二極體保護環。
  18. 一種用於製備設置在半導體襯底中的基於氮化鎵的半導體功率裝置的方法，包括：在該半導體功率裝置的週邊區域打開至少一溝槽，並在該溝槽中生長一基於氮化鎵的摻雜外延層，起保護環的作用，構成基於鎵的半導體功率裝置的一終止結構； 在外延生長的一N++氮化鎵層上方，外延生長一N-型氮化鎵層；以及在N型氮化鎵層上方沉積一肖特基金屬層，並將一陰極電連接到該N++氮化鎵層；其中在週邊區域中打開該溝槽的步驟是在該N-型氮化鎵層的週邊區域中打開該溝槽，並在將要設置該肖特基金屬層的位置的下面的該N型氮化鎵層的中間部分中，打開多個結勢壘肖特基溝槽，用一基於氮化鎵的P-型半導體層外延填充在該溝槽和該結勢壘肖特基溝槽中，然後在該結勢壘肖特基溝槽上方形成一肖特基金屬層；該肖特基金屬層下面，用該基於氮化鎵的P-型半導體層填充的該結勢壘肖特基溝槽形成一結勢壘肖特基二極體的一部分，用該基於氮化鎵的半導體層填充的在週邊區域中該溝槽，形成該結勢壘肖特基二極體的保護環。
  19. 一種用於製備設置在半導體襯底中的基於氮化鎵的半導體功率裝置的方法，包括：在該半導體功率裝置的週邊區域打開至少一溝槽，並在該溝槽中生長一基於氮化鎵的摻雜外延層，起保護環的作用，構成基於鎵的半導體功率裝置的一終止結構；在外延生長的一基於鎵的第二半導體層上方，外延生長一基於鎵的第一半導體層，該基於鎵的第二半導體層的摻雜濃度不同於該基於鎵的第一半導體層的摻雜濃度；以及在該基於鎵的第一半導體層上方沉積一肖特基金屬層，並將一陰極電連接到該基於鎵的第二半導體層，以形成一基於鎵的肖特基二極體；其中 在週邊區域中打開該溝槽的步驟是在該基於鎵的第一半導體層的週邊區域中打開該溝槽，並在該基於鎵的第一半導體層的中間部分中打開多個結勢壘肖特基溝槽，用一基於鎵的P-型半導體層填充在該溝槽和該結勢壘肖特基溝槽中，然後在該結勢壘肖特基溝槽上方形成一肖特基金屬層；其中在該肖特基金屬層下面，用該基於鎵的P-型半導體層填充的該結勢壘肖特基溝槽，形成一結勢壘肖特基二極體的一部分，用該基於鎵的半導體層填充的在週邊區域中該溝槽，形成該結勢壘肖特基二極體的保護環。
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