[實用新型]一種硅基GaN外延結構

有效

• 申請號: 201620035500.3
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN205385025U
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 陳一峰;陳汝欽
• 申請（專利權）人: 成都海威華芯科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 胡川

1.一種硅基GaN外延結構，其特征在于，包括：

P型Si襯底；

成核層，所述成核層位于所述P型Si襯底之上；

N型GaN半導體層，所述N型GaN半導體層位于所述成核層之上；

GaN器件，所述GaN器件位于所述N型GaN半導體層之上，所述GaN器件最底層的材料與所述N型GaN半導體層的材料相同；

其中，所述成核層與所述N型GaN半導體層一起，在與所述P型Si襯底接觸處形成PN結。

2.根據權利要求1所述的硅基GaN外延結構，其特征在于，所述P型Si襯底為P型高阻Si襯底；所述P型Si襯底的厚度為50～1000μm；所述P型Si襯底的外延表面具有多個通孔或多個半通孔，所述孔的形狀包括圓形、橢圓、三角形以及四邊形，所述孔的間距為100nm～500μm。

3.根據權利要求2所述的硅基GaN外延結構，其特征在于，所述GaN器件為高電子遷移率晶體管HEMT、異質結雙極型晶體管HBT、金屬-氧化物半導體場效應晶體管MOSFET或金屬-半導體場效應晶體管MESFET。

4.根據權利要求3所述的硅基GaN外延結構，其特征在于，所述HEMT包括由下自上層疊的GaN溝道層和Al_YGa_1-YN肖特基勢壘層，所述GaN溝道層和所述Al_YGa_1-YN肖特基勢壘層之間形成二維電子氣，所述Al_YGa_1-YN肖特基勢壘層上形成有柵極、源極和漏極，所述GaN溝道層作為所述GaN器件最底層，其中0≤Y≤1。

5.根據權利要求1～4任一所述的硅基GaN外延結構，其特征在于，所述成核層的厚度為10～1000nm，所述成核層的材料為AlN或Al_XGa_1-XN，其中0≤X≤1。

6.根據權利要求1～4任一所述的硅基GaN外延結構，其特征在于，所述N型GaN半導體層的厚度為20～500nm。