一种具有GaN:C/GaN超晶格高阻层的HEMT结构制造技术

技术编号：15465386 阅读：108 留言：0更新日期：2017-06-01 08:48

本实用新型专利技术公开了一种具有GaN:C/GaN超晶格高阻层的HEMT结构。该HEMT结构自下而上依次包括衬底、GaN成核层、GaN缓冲层、GaN:C/GaN超晶格高阻层和AlGaN势垒层；其中高阻层由多层GaN：C故意碳掺杂层和非故意掺杂GaN层交替连接组成；单层GaN：C故意碳掺杂层的厚度为5‑500nm；单层非故意掺杂GaN层的厚度为5‑500nm。GaN:C/GaN超晶格可以提高氮化镓材料的电阻同时不降低其晶体质量，可以提高GaN/AlGaN异质结HEMT器件的耐高压特性、可靠性和寿命等特性。

A HEMT structure with high resistivity layer in GaN:C/GaN superlattice

The utility model discloses a HEMT structure with a GaN:C/GaN superlattice and a high resistivity layer. The HEMT structure includes a substrate, followed by bottom-up GaN nucleation layer and GaN buffer layer, GaN:C/GaN superlattice high resistance layer and AlGaN barrier layer; the high resistance layer by layer GaN:C deliberately carbon doped and undoped GaN layers are alternately connected; single GaN:C deliberately doped carbon layer with a thickness of 5 500nm single; intentionally doped GaN layer thickness of 5 500nm. GaN:C/GaN superlattice can improve the resistance of GaN material and not reduce its crystal quality. It can improve the high voltage resistance, reliability and life of GaN/AlGaN heterojunction HEMT devices.

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【技术实现步骤摘要】
一种具有GaN:C/GaN超晶格高阻层的HEMT结构
本技术涉及一种氮化镓基HEMT外延结构，特别是涉及一种一种具有GaN:C/GaN超晶格高阻层的HEMT结构，属于半导体微电子

技术介绍
氮化镓材料和硅、砷化镓等半导体材料相比，具有更强的临界击穿电场、更大的电子饱和漂移速度、更高的禁带宽度及热导率等特性，在高压高频电子器件领域具有很大优势。三族氮化物材料还具有很大的自发和压电极化系数，利用此特性可以制备高电子迁移率晶体管器件，可以用于高压大功率开关器件和高频微波器件领域。图1为现有技术GaN基HEMT外延结构示意图，GaN/AlGaN异质结高电子迁移率晶体管(HEMT)的常规外延结构由依次连接的衬底1、GaN成核层2、GaN缓冲层3、高阻层4和势垒层5和帽层6组成。其中，高阻层4为非故意掺杂的氮化镓高阻层，存在较高的缺陷密度，显示N型导电特性，在HEMT器件截至状态下，存在较大的漏电流，增加器件能耗。中国技术专利申请201480015652.0公开了一种制造半导体器件的方法，是一种原位碳掺杂技术，该方法在反应器中形成III-N半导体层以及把烃前体注入反应器中，由此碳掺杂III-N半导体层并使III-N半导体层绝缘或半绝缘。得到半导体器件包括衬底以及衬底上的碳掺杂绝缘或半绝缘III-N半导体层。III-N半导体层中的碳掺杂密度大于5×1018cm-3且III-N半导体层中的位错密度小于2×109cm-2；该方法提高氮化镓的电阻，减小漏电，但是该方法碳掺杂会明显降低氮化镓材料的晶体质量，降低器件可靠性和寿命。
技术实现思路
本技术针对现有氮化镓基HEMT漏...
一种具有GaN:C/GaN超晶格高阻层的HEMT结构

【技术保护点】
一种具有GaN:C/GaN超晶格高阻层的HEMT结构，其特征在于，该HEMT结构自下而上依次包括衬底、GaN成核层、GaN缓冲层、GaN:C/GaN超晶格高阻层和AlGaN势垒层；其中高阻层由多层GaN：C故意碳掺杂层和非故意掺杂GaN层交替连接组成；单层GaN：C故意碳掺杂层的厚度为5‑500nm；单层非故意掺杂GaN层的厚度为5‑500nm。

【技术特征摘要】
1.一种具有GaN:C/GaN超晶格高阻层的HEMT结构，其特征在于，该HEMT结构自下而上依次包括衬底、GaN成核层、GaN缓冲层、GaN:C/GaN超晶格高阻层和AlGaN势垒层；其中高阻层由多层GaN：C故意碳掺杂层和非故意掺杂GaN层交替连接组成；单层GaN：C故意碳掺杂层的厚度为5-500nm；单层非故意掺杂GaN层的厚度为5-500nm。2.根据权利要求1所述的一种具有GaN:C/GaN超晶格高阻层的HEMT结构，其特征在于，所述GaN成核层的厚度为20-40nm；所述GaN缓冲层的厚度为1.5-2.5um。3.根据权利要求1所述的一种具有GaN:C/GaN超晶格高阻层的HEMT结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐明升，王洪，周泉斌，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44

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