碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构及其制作方法技术

本公开提供了一种碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构及其制作方法，其碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构沿外延生长方向依次包括：衬底、成核层、缓冲层、沟道层、插入层和势垒层；所述成核层外延生长在所述衬底上；所述缓冲层外延生长在所述成核层上；所述缓冲层的碳杂质浓度大于或等于10

【技术实现步骤摘要】
碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构及其制作方法
本公开涉及半导体领域，尤其涉及一种碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构及其制作方法。
技术介绍
氮化镓(GaN)基材料具有禁带宽、击穿电压高、电子迁移率高的优点，成为半导体领域的研究热点。尤其是在微波通信领域有良好的应用前景，可广泛应用于5G通信、毫米波雷达等方面。但是由于GaN与异质衬底之间存在晶格失配和热失配，如GaN与蓝宝石衬底之间的晶格失配为16％，与硅衬底之间的晶格失配为17％、热失配为54％，与碳化硅(SiC)之间的晶格失配为3.4％。失配的存在限制了异质外延生长的GaN的晶体质量，使得GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)的缓冲层中存在穿透位错，穿透位错形成纵向漏电通道，导致缓冲层电阻率下降，极大地影响了GaN基HEMT的性能。然而，如果采用引入额外的掺杂源的方式对缓冲层进行掺杂来提高缓冲层电阻率，残留在反应室的掺杂源可能会影响后续沟道层的生长，使得沟道层迁移率下降，也会降低器件性能。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开提供了一种碳掺杂调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构，所述外延结构沿外延生长方向依次包括：衬底、成核层、缓冲层、沟道层、插入层和势垒层；/n所述成核层外延生长在所述衬底上；/n所述缓冲层外延生长在所述成核层上；所述缓冲层的碳杂质浓度大于或等于10

【技术特征摘要】
1.一种碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构，所述外延结构沿外延生长方向依次包括：衬底、成核层、缓冲层、沟道层、插入层和势垒层；
所述成核层外延生长在所述衬底上；
所述缓冲层外延生长在所述成核层上；所述缓冲层的碳杂质浓度大于或等于1017cm-3；
所述沟道层外延生长在所述缓冲层上；所述沟道层的碳杂质浓度小于或等于1017cm-3；
所述插入层外延生长在所述沟道层上；
所述势垒层外延生长在所述插入层上。


2.根据权利要求1所述的碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构，其中，所述外延生长方向为外延氮化物的[0001]方向，所述外延生长方向所对应的晶面为极性面(0001)面。


3.一种碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构的制作方法，包括：
在衬底上沿外延生长方向生长成核层；
在所述成核层上沿外延生长方向生长缓冲层，其中，反应室压力为30-100Torr；所述缓冲层的碳杂质浓度大于或等于1017cm-3；
在所述缓冲层上沿外延生长方向生长沟道层；其中，反应室压力为100-300Torr，所述沟道层的碳杂质浓度小于或等于1017cm-3；
在所述沟道层上沿外延生长方向生长插入层；
在所述插入层上沿外延生长方向生长势垒层。


4.根据权利要求3所述的碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构的制作方法，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王柏斌，赵德刚，梁锋，杨静，刘宗顺，陈平，朱建军，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11