[發(fā)明專利]一種GaN基HEMT器件外延結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711443679.1
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108364997A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何佳琦;王書昶;孫智江
• 申請（專利權(quán)）人: 海迪科（南通）光電科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/778
• 代理公司: 北京一格知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

1.一種GaN基HEMT器件外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括自下而上依次設(shè)置的襯底、成核層、緩沖層、雙摻雜GaN層、本征GaN溝道層、AIN隔離層、雙摻雜Al_xGa_1-xN勢壘層和GaN蓋帽層；其中，雙摻雜GaN層包括自上而下依次設(shè)置的n型摻雜GaN外延層、非摻雜GaN外延層和p型摻雜GaN外延層；雙摻雜Al_xGa_1-xN勢壘層包括自下而上依次設(shè)置的n型摻雜Al_xGa_1-xN外延層、非摻雜Al_xGa_1-xN外延層和p型摻雜Al_xGa_1-xN外延層，且雙摻雜Al_xGa_1-xN勢壘層中Al元素的摩爾含量x 滿足0.2 < x < 0.5。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基HEMT器件外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述襯底為可外延生長極性Ⅲ族氮化物材料的常用襯底材料、極性氮化鎵或極性氮化鋁中的任一種，且所述常用襯底材料為藍(lán)寶石、硅、碳化硅或氧化鋅中的任一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基HEMT器件外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述成核層為550-700℃的溫度條件下生長在襯底上的極性AlN或GaN島狀結(jié)構(gòu)，其厚度為5 ～20nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基HEMT器件外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述緩沖層為1100-1300℃的溫度條件下生長在成核層上的極性AlN或GaN層狀結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基HEMT器件外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述n型摻雜GaN外延層的厚度為10 ～50nm、非摻雜GaN外延層的厚度為50～5000nm以及p型摻雜GaN外延層的厚度為10～50nm ；且n型摻雜GaN外延層利用Si、S或Se進(jìn)行摻雜，電子濃度為1×1⁰¹⁵ ~ 1×1⁰²⁰ c^m-3；p型摻雜GaN外延層利用Mg、Be或Zn進(jìn)行摻雜，空穴濃度為1×1⁰¹⁵ ~ 1×1⁰¹⁹ c^m-3。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基HEMT器件外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述本征GaN溝道層，為生長在雙摻雜GaN層上的極性高阻GaN，其厚度為5～50nm，極性高阻GaN再與AlN隔離層的界面處形成高濃度二維電子氣的溝道。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基HEMT器件外延結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述AlN隔離層，為生長在本征GaN溝道層上的厚度為1～5nm的極性AlN材料。