一种外延片、外延片生长方法及高电子迁移率晶体管技术

本发明专利技术提供一种外延片、外延片生长方法及高电子迁移率晶体管，该外延片包括依次层叠设置的Si衬底、AlN成核层、高阻缓冲层、沟道层、AlN插入层、AlGaN势垒层及GaN盖帽层，所述高阻缓冲层包括依次层叠设置的AlN/AlGaN超晶格层、AlGaN块状层、AlN/GaN超晶格层以及GaN块状层，所述AlN/AlGaN超晶格层设置在靠近所述AlN成核层一侧；其中，所述AlN/AlGaN超晶格层中的AlGaN子层和所述AlN/GaN超晶格层中的GaN子层均掺杂有低浓度的Fe，且所述GaN子层的掺杂浓度高于所述AlGaN子层的掺杂浓度。与现有技术相比，本发明专利技术提出的外延片既能实现高阻又具有很高的晶体质量。很高的晶体质量。很高的晶体质量。

【技术实现步骤摘要】
一种外延片、外延片生长方法及高电子迁移率晶体管


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种外延片、外延片生长方法及高电子迁移率晶体管。

技术介绍

[0002]作为第三代半导体材料，GaN基材料由于具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度大、化学稳定好、抗辐射耐高温、易形成异质结等优势，成为了制造高温、高频、大功率、抗辐射的高电子迁移率晶体管(HEMT)结构的首选材料。另一方面，由于GaN基异质结构具有很高的载流子浓度和电子迁移率，其导通电阻小，并且禁带宽度大的优势使得其能够承受很高的工作电压。因此，GaN基的高电子迁移率晶体管也适用于高温高频大功率器件、低损耗率开关器件等应用领域。
[0003]在上述领域中生长GaN薄膜的常用衬底为蓝宝石(Al2O3)、碳化硅(SiC)和硅(Si)，其中蓝宝石和SiC衬底外延生长GaN薄膜已经非常成熟，但其价格偏贵，特别是SiC价格昂贵，大大增加了生产成本高，而且蓝宝石本身散热效果不好，很难实现大尺寸外延生长。因此，通常采用Si衬底外延生长GaN薄膜，其导热性好，可实现大尺寸外延，特别是6寸、8寸和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外延片，其特征在于，包括依次层叠设置的Si衬底、AlN成核层、高阻缓冲层、沟道层、AlN插入层、AlGaN势垒层及GaN盖帽层，所述高阻缓冲层包括依次层叠设置的AlN/AlGaN超晶格层、AlGaN块状层、AlN/GaN超晶格层以及GaN块状层，所述AlN/AlGaN超晶格层设置在靠近所述AlN成核层一侧；其中，所述AlN/AlGaN超晶格层中的AlGaN子层和所述AlN/GaN超晶格层中的GaN子层均掺杂有低浓度的Fe，且所述GaN子层的掺杂浓度高于所述AlGaN子层的掺杂浓度。2.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述AlN/AlGaN超晶格层中AlGaN中的Al组分为0.50～0.80，所述AlGaN子层的掺杂浓度为5*10
16
cm
‑3‑
5*10
18
cm
‑3，所述AlN/GaN超晶格层中GaN子层的掺杂浓度为5*10
16
cm
‑3‑
5*10
18
cm
‑3。3.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述AlGaN块状层中AlGaN的Al组分为0.20～0.50，所述AlGaN块状层和所述GaN块状层中均掺杂有高浓度的Fe，掺杂浓度为5*10
19
cm
‑3‑
5*10
20
cm
‑3。4.根据权利要求3所述的外延片，其特征在于，所述GaN块状层的掺杂浓度高于所述AlGaN块状层的掺杂浓度。5.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述AlN/AlGaN超晶格层的厚度为100～500nm，所述AlN/AlGaN超晶格层中单个周期内AlN子层厚度为1.0～3.0nm，单个所述AlGaN子层厚度为5.0～10.0nm，所述AlGaN块状层的厚度为0.5～1.5μm，所述AlN/GaN超晶格层的厚度为0.5～1.5μm，所述AlN/Ga...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡加辉，刘春杨，金从龙，顾伟，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：