一种提高氮化镓器件电子迁移率的结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种提高氮化镓器件电子迁移率的结构，要解决的是现有氮化镓器件外延层电子迁移率不高的问题。本产品包括衬底、c‑GaN层、i‑GaN层和AlGaN barrier层，所述衬底位于最底层，衬底的上部设置有AIN缓冲层，AIN缓冲层的上部设置有AlGaN缓冲层，AlGaN缓冲层位于c‑GaN层的下方，i‑GaN层位于c‑GaN层的上方，AlGaN barrier层位于i‑GaN层的上部，i‑GaN层和AlGaN barrier层之间设置有AlN spacer层，AlGaN barrier层的上部设置有P‑AlInGaN层。

A structure for improving electron mobility of Gan devices

【技术实现步骤摘要】
一种提高氮化镓器件电子迁移率的结构
本技术涉及一种氮化镓器件领域，具体是一种提高氮化镓器件电子迁移率的结构。
技术介绍
氮化镓器件内部结构中的氮化镓的天然结构为”纤锌矿”六方结构,这种晶体结构使得氮化镓材料具有压电特性,与其半导体材料相比,氮化镓晶体管具有非常高的导电能力。氮化镓的压电效应主要是由晶格中带电離子的位移形成的,如果晶格受到应变,变形将引起晶格中原子的微小移动,这将会产生电场,应变越强,电场越大。通过在氮化镓晶体之上生长氮化铝镓薄层,可以在界面处产生应变,这种应变将感应出二维电子气,当施加电压时,这种二维电子气可以有效传导电子,这种具有高浓度,高迁移率的电子是氮化镓高电子迁移率晶体管的基础。但随着技术的发展，GaN（氮化镓）通道质量要求日益增高，现有技术的解决方案已经难以满足需求，人们也在进行相关方面的研究。
技术实现思路
本技术实施例的目的在于提供一种提高氮化镓器件电子迁移率的结构，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：一种提高氮化镓器件电子迁移率的结构，包括衬底、c-GaN（碳掺杂氮化镓）层、i-GaN（本征氮化镓）层和AlGaNbarrier（氮化铝镓势垒）层，所述衬底位于最底层，衬底的上部设置有AIN（氮化铝）缓冲层，AIN缓冲层的上部设置有AlGaN（氮化铝镓）缓冲层，AlGaN缓冲层位于c-GaN层的下方，i-GaN层位于c-GaN层的上方，AlGaNbarrier层位于i-GaN层的上部，i-GaN层和AlGaNbarrier层之间设置有AlNspacer层（氮化铝阻挡层），AlGaNbarrier层的上部设置有P-AlInGaN（P型氮化铝铟镓）层。作为本技术实施例进一步的方案：衬底采用Si（硅）层或SiC（碳化硅）层，技术成熟，使用效果好。作为本技术实施例进一步的方案：衬底的表面设置有至少一条凹下或者凸起的条状图形。作为本技术实施例进一步的方案：P-AlInGaN层的厚度为1-100nm。作为本技术实施例进一步的方案：AlNspacer层的厚度为1-5nm。作为本技术实施例进一步的方案：AlGaNbarrier层中Al的质量分数为15-30%。作为本技术实施例进一步的方案：AlGaNbarrier层的厚度为15-30nm。所述提高氮化镓器件电子迁移率的结构的制备方法，具体步骤如下：步骤一，在衬底上成长AlN缓冲层；步骤二，在AlN缓冲层成长完毕后，在AlN缓冲层上方成长AlGaN缓冲层；步骤三，在AlGaN缓冲层上方成长c-GaN层；步骤四，在c-GaN层上方成长i-GaN层；步骤五，在i-GaN层上方成长AlNspacer层；步骤六，在AlNspacer层上方成长AlGaNbarrier层；步骤七，在AlGaNbarrier层上方成长P-AlInGaN层，Al、In和Ga的质量分数均在0-100%之间，并且Al、In和Ga的质量分数之和为100%，即形成氮化镓外延结构层。与现有技术相比，本技术实施例的有益效果是：本产品设计合理，通过利用衬底在AlGaN与GaN间插入一适当AlNspacer层,因其具有较大的禁带宽度,从而得到更佳量子井效果,有效提高电子迁移率，可以提供更有效的缓冲，从而达成高质量GaN通道层的需求。附图说明图1为提高氮化镓器件电子迁移率的结构的结构示意图。其中：1-衬底，2-AIN缓冲层，3-AlGaN缓冲层，4-c-GaN层，5-i-GaN层，6-AlNspacer层，7-AlGaNbarrier层，8-P-AlInGaN层。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种提高氮化镓器件电子迁移率的结构，制作步骤如下：步骤一，先在平面Si衬底1上成长AlN缓冲层2；步骤二，在AlN缓冲层2成长完毕后，在AlN缓冲层2上方成长AlGaN缓冲层3；步骤三，在AlGaN缓冲层3上方成长c-GaN层4；步骤四，在c-GaN层4上方成长i-GaN层5；步骤五，在i-GaN层5上方成长AlNspacer层6，AlNspacer层6的厚度为3nm；步骤六，在AlNspacer层6上方成长AlGaNbarrier层7，AlGaNbarrier层7中Al的质量分数为19%，AlGaNbarrier层7的厚度为24nm；步骤七，在AlGaNbarrier层7上方成长P-AlInGaN层8，P-AlInGaN层8的厚度为44nm，即形成氮化镓外延结构层。实施例2一种提高氮化镓器件电子迁移率的结构，制作步骤如下：步骤一，在图形化的SiC衬底1上成长AlN缓冲层2，图形化指衬底1表面有至少一条以上的凹下或凸起的条状图形；步骤二，在AlN缓冲层2成长完毕后，在AlN缓冲层2上方成长AlGaN缓冲层3；步骤三，在AlGaN缓冲层3上方成长c-GaN层4；步骤四，在c-GaN层4上方成长i-GaN层5；步骤五，在i-GaN层5上方成长AlNspacer层6，AlNspacer层6的厚度为4.2nm；步骤六，在AlNspacer层6上方成长AlGaNbarrier层7，AlGaNbarrier层7中Al的质量分数为26%，AlGaNbarrier层7的厚度为20nm；步骤七，在AlGaNbarrier层7上方成长P-AlInGaN层8，P-AlInGaN层8的厚度为86nm，即形成氮化镓外延结构层。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高氮化镓器件电子迁移率的结构，包括衬底（1）、c-GaN层（4）、i-GaN层（5）和AlGaN barrier层（7），所述衬底（1）位于最底层，衬底（1）的上部设置有AIN缓冲层（2），AIN缓冲层（2）的上部设置有AlGaN缓冲层（3），AlGaN缓冲层（3）位于c-GaN层（4）的下方，i-GaN层（5）位于c-GaN层（4）的上方，AlGaN barrier层（7）位于i-GaN层（5）的上部，其特征在于，i-GaN层（5）和AlGaN barrier层（7）之间设置有AlN spacer层（6），AlGaN barrier层（7）的上部设置有P-AlInGaN层（8）。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高氮化镓器件电子迁移率的结构，包括衬底（1）、c-GaN层（4）、i-GaN层（5）和AlGaNbarrier层（7），所述衬底（1）位于最底层，衬底（1）的上部设置有AIN缓冲层（2），AIN缓冲层（2）的上部设置有AlGaN缓冲层（3），AlGaN缓冲层（3）位于c-GaN层（4）的下方，i-GaN层（5）位于c-GaN层（4）的上方，AlGaNbarrier层（7）位于i-GaN层（5）的上部，其特征在于，i-GaN层（5）和AlGaNbarrier层（7）之间设置有AlNspacer层（6），AlGaNbarrier层（7）的上部设置有P-AlInGaN层（8）。


2.根据权利要求1所述的提高氮化镓器件电...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖宸梓，王柏钧，陈宪冠，叶顺闵，
申请(专利权)人：聚力成半导体重庆有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50