CN112582470B - 一种常闭型高电子迁移率晶体管及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种常闭型高电子迁移率晶体管及制造方法。本发明通过两次选区外延的方法，对栅极位置的栅极AlGaN层和P型层，以及栅极之外区域的AlGaN势垒层可以单独进行设计和生长，组分，厚度等可精确控制，从而实现阈值电压、导通时栅极下方的二维电子气浓度和导通时栅极之外导电沟道的二维电子气浓度的最优化设计，互不干扰，同时整个制造过程中没有涉及干法刻蚀，而是代之以湿法选择性腐蚀，最大程度的保护了晶体管表面质量，避免了干法刻蚀带来的不利后果。基于本发明制造方法获得的常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，其高阈值电压、阈值电压一致性、低导通电阻、高稳定性等性能可以兼得。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种常闭型高电子迁移率晶体管及制造方法。
背景技术
相比于第一、二代半导体材料，第三代半导体GaN材料具有禁带宽度大、击穿场强高、电子迁移率大、抗辐射能力强等优点，GaN基高电子迁移率晶体管在无线通信基站、雷达、汽车电子等高频大功率领域具有极大的发展潜力。AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(AlGaN/GaN HEMT)结构的出现是基于1975年T.Mimura等人以及1994年M.A.Khan等人所描述的现象：在AlGaN和GaN异质结构界面区域显示出异常高的电子迁移率，通常被称为二维电子气(2DEG)。AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管通常有常开型和常闭型两种，其中常开型容易获得，可以用在低压、高频场合，而在大功率开关转换应用场合，为了安全和栅极控制电路简单起见，通常需要常闭型结构，且希望阈值电压较高。相比于常开型结构，常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制作难度较大。要获得常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，需要在不加栅极偏压的情况下使栅极下方的二维电子气耗尽。使栅极下方的二维电子气耗尽有很多方法，一种方法是降低AlGaN势垒层的Al组分，然而这种方法在耗尽栅极下方二维电子气的同时，也会使其他区域的二维电子气浓度下降，从而造成导通电阻的增加；第二种方法是在栅极下方注入带负电荷的F离子来耗尽二维电子气，这种方法会引起阈值电压的漂移，带来不稳定性，同时会造成导通电阻一定程度的升高；第三种方法是将栅极下方的AlGaN势垒层刻蚀去除，代之以一定厚度的绝缘层，从而形成MIS型常闭结构，这种方法形成的阈值电压较低，同时会造成导通电阻一定程度的升高；第四种方法是在栅极和AlGaN势垒层之间插入一层P型层(P-GaN或者P-AlGaN，且仅存在于栅极下方)，通过提升AlGaN势垒层的导带高度使栅极下方的二维电子气耗尽。
第四种方法，即在栅极和AlGaN势垒层之间插入一层P型层的方法，是目前制作常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的最主流的方法。在这种方法中，为了能尽可能的提升栅极之外导电沟道的二维电子气浓度，AlGaN势垒层通常具有较高的Al组分和较大的厚度，但当这样的AlGaN势垒层存在于栅极下方时，获得的阈值电压较低，同时还需要干法刻蚀掉栅极之外区域的P型层，以确保P型层不影响栅极之外导电沟道的二维电子气浓度，然而干法刻蚀很难保证恰好停止在P型层和AlGaN势垒层的界面，要么剩余一些P型层，要么刻蚀掉一些AlGaN势垒层，还会在刻蚀表面形成损伤层影响性能，而且片内(这里片内指在晶体管制造过程中的晶圆片，下同)不同区域、不同批次之间的刻蚀均匀性均无法有效保证，不利于获得稳定性能的常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管。为了能在保证导电沟道二维电子气浓度较高的前提下进一步提升阈值电压，科研人员想到了一些办法：
(1)在生长P型层前，通过干法刻蚀减薄栅极区域的AlGaN势垒层，然后再生长P型层，这样就能获得栅极区域AlGaN势垒层较薄的结构，可有效提升阈值电压。然而这种方法依然有干法刻蚀的固有缺点，片内不同区域和不同批次之间获得的栅极下方的AlGaN势垒层厚度不均匀，从而造成阈值电压在较大范围内变化，不利于获得一致性较好的器件。同时，这种方案也未解决干法刻蚀栅极之外区域的P型层所带来的问题。
(2)在生长P型层前，先干法刻蚀掉需制作栅极区域的全部AlGaN势垒层，然后再生长一层较薄的AlGaN势垒层，随后生长P型层。这样获得的栅极下方的AlGaN势垒层厚度统一，且Al组分和厚度均可按照提升阈值电压的方式进行选择，获得的阈值电压一致性好，且比较高。然而在栅极之外区域，就会存在两层AlGaN势垒层，总厚度和成分组合不一定对提升栅极之外导电沟道的二维电子气浓度有利。同时，这种方案也未解决干法刻蚀栅极之外区域的P型层所带来的问题。
由此可见，在现有技术中，为了提升常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的阈值电压，会带来其他问题，不利于常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管综合性能的提升。也就是说，高阈值电压、阈值电压一致性、低导通电阻、高稳定性等性能不可兼得。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的制造方法，以及基于本发明制造方法获得的一种常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管。本发明通过两次选区外延的方法，对栅极位置的栅极AlGaN层和P型层，以及栅极之外区域的AlGaN势垒层可以单独进行设计和生长(组分，厚度等可精确控制)，从而实现阈值电压、导通时栅极下方的二维电子气浓度和导通时栅极之外导电沟道的二维电子气浓度的最优化设计，互不干扰，同时整个制造过程中没有涉及干法刻蚀，而是代之以湿法选择性腐蚀，最大程度的保护了晶体管表面质量，避免了干法刻蚀带来的不利后果。基于本发明制造方法获得的常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，其高阈值电压、阈值电压一致性、低导通电阻、高稳定性等性能可以兼得。
本发明的目的是这样实现的：
一种常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制造方法，包括以下步骤：
(1)提供衬底，在所述衬底上依次生长缓冲层、高阻层和GaN沟道层；
(2)在所述GaN沟道层上沉积第一掩膜层，第一掩膜层为SiO2或SiN；
(3)利用光刻腐蚀技术腐蚀掉需要生长栅极AlGaN层之外区域的第一掩膜层；
(4)利用第一掩膜层掩膜进行选区外延，在GaN沟道层上生长AlGaN势垒层，同时会在第一掩膜层上形成第一多晶层；
在AlGaN势垒层生长过程中，AlGaN势垒层的设计和生长仅考虑最大限度地提升栅极之外导电沟道的二维电子气浓度，无需考虑对阈值电压的影响，因为对阈值电压有影响的栅极区域被第一掩膜层覆盖，不会在栅极区域生长AlGaN势垒层，不会对阈值电压造成任何影响。
(5)利用选择腐蚀技术腐蚀掉第一多晶层和第一掩膜层，在AlGaN势垒层之外区域露出GaN沟道层；
在这一步骤中，首先利用H3PO4水溶液、KOH水溶液、NaOH水溶液、TMAH水溶液中的一种腐蚀掉第一多晶层，然后利用含有HF的水溶液腐蚀掉第一掩膜层。在整个腐蚀过程中，由于第一多晶层(多晶AlGaN)与AlGaN势垒层(Ga极性面，本领域技术人员熟知的常识)在H3PO4水溶液、KOH水溶液、NaOH水溶液、TMAH水溶液中具有非常大的选择腐蚀比，第一掩膜层(SiO2或SiN)与AlGaN势垒层、GaN沟道层(Ga极性面，本领域技术人员熟知的常识)在含有HF的水溶液中具有非常大的选择腐蚀比，因此在充分去除第一多晶层和第一掩膜层的过程中，AlGaN势垒层和GaN沟道层均不被腐蚀。这样就保证了各层界面的高质量，以及各层厚度与设计值的一致性，并且在片内和批次间厚度具有很好的一致性，这有利于确保常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的阈值电压一致性、高稳定性等性能。
(6)在AlGaN势垒层和露出的GaN沟道层上沉积第二掩膜层，第二掩膜层为SiO2或SiN；
(7)利用光刻腐蚀技术腐蚀掉AlGaN势垒层之外区域的第二掩膜层，再一次露出GaN沟道层；
(8)利用第二掩膜层掩膜进行选区外延，在露出的GaN沟道层上依次生长栅极AlGaN层和P型层，同时会在第二掩膜层上形成第二多晶层；
在栅极AlGaN层和P型层生长过程中，栅极AlGaN层和P型层的设计和生长仅考虑对阈值电压的提升，无需考虑对栅极之外导电沟道的二维电子气浓度的影响，因为对栅极之外导电沟道的二维电子气浓度有影响的AlGaN势垒层区域被第二掩膜覆盖，不会在AlGaN势垒层区域生长栅极AlGaN层和P型层。
(9)利用选择腐蚀技术腐蚀掉第二多晶层和第二掩膜层，露出AlGaN势垒层；
在这一步骤中，首先利用H3PO4水溶液、KOH水溶液、NaOH水溶液、TMAH水溶液中的一种腐蚀掉第二多晶层，然后利用含有HF的水溶液腐蚀掉第二掩膜层。在整个腐蚀过程中，由于第二多晶层(多晶AlGaN和多晶GaN)与P型层(掺Mg元素的P-GaN或者掺Mg元素的P-AlGaN，Ga极性面，本领域技术人员熟知的常识)在H3PO4水溶液、KOH水溶液、NaOH水溶液、TMAH水溶液中具有非常大的选择腐蚀比，第二掩膜层(SiO2或SiN)与AlGaN势垒层、P型层在含有HF的水溶液中具有非常大的选择腐蚀比，因此在充分去除第二多晶层和第二掩膜层的过程中，AlGaN势垒层和P型层均不被腐蚀。这样就保证了各层界面的高质量，以及各层厚度与设计值的一致性，并且在片内和批次间厚度具有很好的一致性，这有利于确保常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的阈值电压一致性、高稳定性等性能。
(10)在AlGaN势垒层和P型层上沉积钝化层；
(11)利用光刻腐蚀技术腐蚀掉AlGaN势垒层上需制作源极和漏极位置的钝化层，之后利用剥离技术在所述腐蚀掉钝化层的AlGaN势垒层上制作源极和漏极；
(12)利用光刻腐蚀技术腐蚀掉P型层上的钝化层，之后利用剥离技术在P型层上制作栅极。
基于前述常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制造方法，获得一种常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，包括衬底、缓冲层、高阻层、GaN沟道层、AlGaN势垒层、栅极AlGaN层、P型层、钝化层、源极、漏极和栅极，其特征在于：所述源极和漏极设置在AlGaN势垒层上，分别位于AlGaN势垒层两侧；所述P型层和栅极AlGaN层仅存在于栅极下方区域，P型层位于栅极AlGaN层上方，栅极AlGaN层位于GaN沟道层上方，所述钝化层位于AlGaN势垒层上除源极、漏极和P型层之外的区域，所述AlGaN势垒层和栅极AlGaN层具有不同的厚度和Al组分，所述GaN沟道层与AlGaN势垒层之间有二维电子气，所述GaN沟道层与栅极AlGaN层之间的二维电子气被耗尽，成为常闭型结构。
更进一步，所述衬底为硅衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底和氮化铝衬底中的一种。
更进一步，所述高阻层为掺C元素的GaN、掺Fe元素的GaN、掺C元素的AlGaN和掺Fe元素的AlGaN中的一种或者上述高阻层的组合，所述高阻层的厚度为1～10μm，所述GaN沟道层为非故意掺杂的GaN层，厚度为100nm～500nm，所述AlGaN势垒层为AlxGa1-xN层，厚度为10nm～30nm，0.1≤x≤0.5，所述栅极AlGaN层为AlyGa1-yN层，厚度为0nm～20nm，0＜y≤0.5，所述P型层为掺Mg元素的P-GaN或者掺Mg元素的P-AlGaN。
相比于现有技术，本发明有如下有益效果：
与现有常规常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制造方法相比，本发明对栅极位置的栅极AlGaN层和P型层，以及栅极之外区域的AlGaN势垒层分两次选区外延而获得，由此可以避免一次生长所带来的设计和制造过程中参数相互掣肘的问题，可以对栅极位置的栅极AlGaN层、P型层以及栅极之外区域的AlGaN势垒层单独进行设计和生长(包括组分，厚度等可精确控制)，从而实现阈值电压、导通时栅极下方的二维电子气浓度和导通时栅极之外导电沟道的二维电子气浓度的最优化设计。在去除选区外延副产物(第一多晶层和第二多晶层)以及选区外延掩膜(第一掩膜层和第二掩膜层)时，采用了具有高度选择比的湿法选择腐蚀，在充分去除选区外延副产物和选区外延掩膜的同时，最大程度的保护了晶体管表面质量，避免了干法刻蚀所带来的表面损伤、刻蚀不均匀等不利后果。简言之，本发明所提供的一种常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的制造方法，其最大的特征在于：针对一些对常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管不同性能有相反影响的制造过程，通过合理的创造性设计，变成相互之间比较独立、互不影响的制造步骤，从而最大限度地提升常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的各项性能，且互不影响。
基于本发明制造方法获得的常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，其高阈值电压(通过栅极位置AlGaN势垒层和P型层的设计来精确控制)、阈值电压一致性(通过栅极位置AlGaN势垒层和P型层的厚度精确可控来实现)、低导通电阻(通过AlGaN势垒层的优化设计提升导通时栅极之外导电沟道的二维电子气浓度，通过栅极AlGaN层的兼顾设计来提升导通时栅极下方的二维电子气浓度来实现)、高稳定性(通过高度选择比的湿法选择腐蚀最大程度的保护晶体管各层表面质量来实现)等性能可以兼得。
附图说明
图1为本发明一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管截面示意图。
图2为本发明实施例1中一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管制造方法步骤1示意图。
图3为本发明实施例1中一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管制造方法步骤2示意图。
图4为本发明实施例1中一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管制造方法步骤3示意图。
图5为本发明实施例1中一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管制造方法步骤4示意图。
图6为本发明实施例1中一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管制造方法步骤5示意图。
图7为本发明实施例1中一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管制造方法步骤6示意图。
图8为本发明实施例1中一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管制造方法步骤7示意图。
图9为本发明实施例1中一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管制造方法步骤8示意图。
图10为本发明实施例1中一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管制造方法步骤9示意图。
图11为本发明实施例1中一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管制造方法步骤10示意图。
图12为本发明实施例1中一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管制造方法步骤11示意图。
图13为本发明实施例1中一种常闭型AlGaN GaN高电子迁移率晶体管制造方法步骤12示意图。
图示说明：101-衬底，102-缓冲层，103-高阻层，104-GaN沟道层，105-AlGaN势垒层，106-栅极AlGaN层，107-P型层，108-钝化层，109-源极，110-漏极，111-栅极，112-第一掩膜层，113-第一多晶层，114-第二掩膜层，115-第二多晶层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1：
一种常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制造方法，包括以下步骤：
(1)如图2所示，提供衬底101，在所述衬底101上依次生长缓冲层102、高阻层103和GaN沟道层104；
(2)如图3所示，在所述GaN沟道层104上沉积第一掩膜层112，第一掩膜层112为SiO2或SiN；
(3)如图4所示，利用光刻腐蚀技术腐蚀掉需要生长栅极AlGaN层106之外区域的第一掩膜层112；
(4)如图5所示，利用第一掩膜层112掩膜进行选区外延，在GaN沟道层104上生长AlGaN势垒层105，同时会在第一掩膜层112上形成第一多晶层113；
(5)如图6所示，利用选择腐蚀技术腐蚀掉第一多晶层113和第一掩膜层112，在AlGaN势垒层105之外区域露出GaN沟道层104；
在这一步骤中，首先利用H3PO4水溶液、KOH水溶液、NaOH水溶液、TMAH水溶液中的一种腐蚀掉第一多晶层113，然后利用含有HF的水溶液腐蚀掉第一掩膜层112。在整个腐蚀过程中，由于第一多晶层113(多晶AlGaN)与AlGaN势垒层105(Ga极性面，本领域技术人员熟知的常识)在H3PO4水溶液、KOH水溶液、NaOH水溶液、TMAH水溶液中具有非常大的选择腐蚀比，第一掩膜层112(SiO2或SiN)与AlGaN势垒层105、GaN沟道层104(Ga极性面，本领域技术人员熟知的常识)在含有HF的水溶液中具有非常大的选择腐蚀比，因此在充分去除第一多晶层113和第一掩膜层112的过程中，AlGaN势垒层105和GaN沟道层104均不被腐蚀。这样就保证了各层界面的高质量，以及各层厚度与设计值的一致性，并且在片内和批次间厚度具有很好的一致性，这有利于确保常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的阈值电压一致性、高稳定性等性能。
(6)如图7所示，在AlGaN势垒层105和露出的GaN沟道层104上沉积第二掩膜层114，第二掩膜层114为SiO2或SiN；
(7)如图8所示，利用光刻腐蚀技术腐蚀掉AlGaN势垒层105之外区域的第二掩膜层114，再一次露出GaN沟道层104；
(8)如图9所示，利用第二掩膜层114掩膜进行选区外延，在露出的GaN沟道层104上依次生长栅极AlGaN层106和P型层107，同时会在第二掩膜层114上形成第二多晶层115；
(9)如图10所示，利用选择腐蚀技术腐蚀掉第二多晶层115和第二掩膜层114，露出AlGaN势垒层105；
在这一步骤中，首先利用H3PO4水溶液、KOH水溶液、NaOH水溶液、TMAH水溶液中的一种腐蚀掉第二多晶层115，然后利用含有HF的水溶液腐蚀掉第二掩膜层114。在整个腐蚀过程中，由于第二多晶层115(多晶AlGaN和GaN)与P型层107(掺Mg元素的P-GaN或者掺Mg元素的P-AlGaN，Ga极性面，本领域技术人员熟知的常识)在H3PO4水溶液、KOH水溶液、NaOH水溶液、TMAH水溶液中具有非常大的选择腐蚀比，第二掩膜层114(SiO2或SiN)与AlGaN势垒层105、P型层107在含有HF的水溶液中具有非常大的选择腐蚀比，因此在充分去除第二多晶层115和第二掩膜层114的过程中，AlGaN势垒层105和P型层107均不被腐蚀。这样就保证了各层界面的高质量，以及各层厚度与设计值的一致性，并且在片内和批次间厚度具有很好的一致性，这有利于确保常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管的阈值电压一致性、高稳定性等性能。
(10)如图11所示，在AlGaN势垒层105和P型层107上沉积钝化层108；
(11)如图12所示，利用光刻腐蚀技术腐蚀掉AlGaN势垒层105上需制作源极109和漏极110位置的钝化层108，之后利用剥离技术在所述腐蚀掉钝化层108的AlGaN势垒层105上制作源极109和漏极110；
(12)如图13所示，利用光刻腐蚀技术腐蚀掉P型层107上的钝化层108，之后利用剥离技术在P型层107上制作栅极111。
如图1所示，是基于前述常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管制造方法，所获得的一种常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，包括衬底101、缓冲层102、高阻层103、GaN沟道层104、AlGaN势垒层105、栅极AlGaN层106、P型层107、钝化层108、源极109、漏极110和栅极111，其特征在于：所述源极109和漏极110设置在AlGaN势垒层105上，分别位于AlGaN势垒层105两侧；所述P型层107和栅极AlGaN层106仅存在于栅极111下方区域，P型层107位于栅极AlGaN层106上方，栅极AlGaN层106位于GaN沟道层104上方，所述钝化层108位于AlGaN势垒层105上除源极109、漏极110和P型层107之外的区域，所述AlGaN势垒层105和栅极AlGaN层106具有不同的厚度和Al组分，所述GaN沟道层104与AlGaN势垒层105之间有二维电子气，所述GaN沟道层104与栅极AlGaN层106之间的二维电子气被耗尽，成为常闭型结构。
所述衬底101为硅衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底和氮化铝衬底中的一种。
所述高阻层103为掺C元素的GaN、掺Fe元素的GaN、掺C元素的AlGaN和掺Fe元素的AlGaN中的一种或者上述高阻层的组合，所述高阻层103的厚度为1～10μm，所述GaN沟道层104为非故意掺杂的GaN层，厚度为100nm～500nm，所述AlGaN势垒层105为AlxGa1-xN层，厚度为10nm～30nm，0.1≤x≤0.5，所述栅极AlGaN层106为AlyGa1-yN层，厚度为0nm～20nm，0＜y≤0.5，所述P型层107为掺Mg元素的P-GaN或者掺Mg元素的P-AlGaN。
优选地，为提升栅极之外导电沟道的二维电子气浓度，提高阈值电压，栅极AlGaN层106的厚度小于AlGaN势垒层105的厚度，栅极AlGaN层106厚度为5～10nm，AlGaN势垒层105厚度为20～30nm。通过优选设计，小的栅极AlGaN层厚度可以提升常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管阈值电压，大的AlGaN势垒层厚度可以更大限度的提升栅极之外导电沟道的二维电子气浓度，栅极AlGaN层厚度和AlGaN势垒层厚度在制造过程中可单独调控，可实现灵活对栅极之外导电沟道的二维电子气浓度以及阈值电压的调控，互不干扰。
如图1所示本发明一种常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管，其工作原理是：当栅极电压为零或者栅极电压低于阈值电压时，栅极111下方的二维电子气被耗尽，AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管处于关态，表现为典型的常闭型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管特性；当栅极电压大于阈值电压时，栅极111下方恢复二维电子气，恢复的二维电子气连通栅极111两侧的GaN沟道层104与AlGaN势垒层105界面处的二维电子气，此时AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管处于开态。
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (4)
1.一种常闭型高电子迁移率晶体管的制造方法，所述常闭型高电子迁移率晶体管，包括衬底、缓冲层、高阻层、GaN沟道层、AlGaN势垒层、栅极AlGaN层、P型层、钝化层、源极、漏极和栅极，所述源极和漏极设置在AlGaN势垒层上，分别位于AlGaN势垒层两侧；所述P型层和栅极AlGaN层仅存在于栅极下方区域，P型层位于栅极AlGaN层上方，栅极AlGaN层位于GaN沟道层上方，所述钝化层位于AlGaN势垒层上除源极、漏极和P型层之外的区域，所述AlGaN势垒层和栅极AlGaN层具有不同的厚度和Al组分，所述GaN沟道层与AlGaN势垒层之间有二维电子气，所述GaN沟道层与栅极AlGaN层之间的二维电子气被耗尽，成为常闭型结构，其特征在于，制造方法具体步骤如下：
(1)提供衬底，在所述衬底上依次生长缓冲层、高阻层和GaN沟道层；
(2)在所述GaN沟道层上沉积第一掩膜层；
(3)利用光刻腐蚀技术腐蚀掉需要生长栅极AlGaN层之外区域的第一掩膜层；
(4)利用第一掩膜层掩膜进行选区外延，在GaN沟道层上生长AlGaN势垒层，同时会在第一掩膜层上形成第一多晶层；
(5)利用选择腐蚀技术腐蚀掉第一多晶层和第一掩膜层，在AlGaN势垒层之外区域露出GaN沟道层；即首先利用H3PO4水溶液、KOH水溶液、NaOH水溶液、TMAH水溶液中的一种腐蚀掉第一多晶层，然后利用含有HF的水溶液腐蚀掉第一掩膜层；在整个腐蚀过程中，AlGaN势垒层和GaN沟道层均不被腐蚀；
(6)在AlGaN势垒层和露出的GaN沟道层上沉积第二掩膜层；
(7)利用光刻腐蚀技术腐蚀掉AlGaN势垒层之外区域的第二掩膜层，再一次露出GaN沟道层；
(8)利用第二掩膜层掩膜进行选区外延，在露出的GaN沟道层上依次生长栅极AlGaN层和P型层，同时会在第二掩膜层上形成第二多晶层；
(9)利用选择腐蚀技术腐蚀掉第二多晶层和第二掩膜层，露出AlGaN势垒层；即首先利用H3PO4水溶液、KOH水溶液、NaOH水溶液、TMAH水溶液中的一种腐蚀掉第二多晶层，然后利用含有HF的水溶液腐蚀掉第二掩膜层；在整个腐蚀过程中，AlGaN势垒层和P型层均不被腐蚀；
(10)在AlGaN势垒层和P型层上沉积钝化层；
(11)利用光刻腐蚀技术腐蚀掉AlGaN势垒层上需制作源极和漏极位置的钝化层，之后利用剥离技术在腐蚀掉钝化层的AlGaN势垒层上制作源极和漏极；
(12)利用光刻腐蚀技术腐蚀掉P型层上的钝化层，之后利用剥离技术在P型层上制作栅极。
2.如权利要求1所述的一种常闭型高电子迁移率晶体管的制造方法，其特征在于，所述衬底为硅衬底、蓝宝石衬底、碳化硅衬底、氮化镓衬底和氮化铝衬底中的一种。
3.如权利要求1所述的一种常闭型高电子迁移率晶体管的制造方法，其特征在于，所述高阻层为掺C元素的GaN、掺Fe元素的GaN、掺C元素的AlGaN和掺Fe元素的AlGaN中的一种或者上述高阻层的组合，所述高阻层的厚度为1～10μm；所述GaN沟道层为非故意掺杂的GaN层，厚度为100nm～500nm；所述AlGaN势垒层为AlxGa1-xN层，厚度为10nm～30nm，0.1≤x≤0.5；所述栅极AlGaN层为AlyGa1-yN层，厚度为0nm～20nm，0＜y≤0.5，且栅极AlGaN层的厚度小于AlGaN势垒层的厚度；所述P型层为掺Mg元素的P-GaN或者掺Mg元素的P-AlGaN。
4.如权利要求1所述的一种常闭型高电子迁移率晶体管的制造方法，其特征在于，第一掩膜层为SiO2或SiN，第二掩膜层为SiO2或SiN，第一多晶层为多晶AlGaN，第二多晶层为多晶AlGaN和多晶GaN。
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