基于ScAlN数字合金的极化可调HEMT及其制备方法技术

本发明专利技术提供的一种基于ScAlN数字合金的极化可调HEMT及其制备方法，使用MOCVD工艺AlN插入层3上以10个Al(Sc)N双层为周期通过调整ScN层和AlN层组合顺序或/和各自层数生长ScN层和AlN层，形成具有不同极化强度或/和不同组分的ScAlN数字合金势垒层4，本发明专利技术通过调整ScN层和AlN层组合顺序以在ScAlN/GaN异质结界面处产生不同浓度的二维电子气，以使得ScAlN材料在同组分下具有不同的极化强度；同时用过同质外延GaN沟道层的方式降低异质外延产生的位错等缺陷，减小漏电。减小漏电。减小漏电。

【技术实现步骤摘要】
基于ScAlN数字合金的极化可调HEMT及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体
，具体涉及一种基于ScAlN数字合金的极化可调HEMT及其制备方法。

技术介绍

[0002]6G通信使用太赫兹频段信号，在超高频率、超大功率等方面对新一代通信器件提出了更高的要求。目前，以GaN为代表的第三代半导体发展迅速，GaN基异质结由于良好的耐高温特性以及极化产生高浓度、高电子迁移率的二维电子气而在高温、高频、大功率器件中具有广阔的应用前景，GaN基HEMT因较大的禁带宽度、较高的击穿场强以及较大的电子迁移率而成为有望实现6G通信技术的高频、大功率电子器件，拥有巨大的市场应用价值。
[0003]参考图1，现有技术中使用Sc含量在15％至20％之间的ScAlN材料作为势垒层的ScAlN/GaN高电子迁移率晶体管，自下而上，包括衬底、成核层、GaN沟道层、AlN插入层、势垒层，其中势垒层采用Sc组分y在15％
ꢀ‑
20％之间、厚度为1nm
‑
30nm的ScyAl1
‑
yN材料。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ScAlN数字合金的极化可调HEMT的制备方法，其特征在于，包括：步骤一：获取GaN衬底(1)；步骤二：使用MOCVD工艺在GaN衬底(1)上同质外延生长GaN沟道层(2)；步骤三：使用MOCVD工艺在GaN沟道层(2)上淀积AlN插入层(3)；步骤四：使用MOCVD工艺AlN插入层(3)上以10个Al(Sc)N层为周期通过调整ScN层和AlN层组合顺序或/和各自层数生长ScN层和AlN层，形成具有不同极化强度或/和不同组分的ScAlN数字合金势垒层(4)；其中，所述AlN层个数与ScN层个数的倍数决定ScAlN数字合金势垒层(4)中Sc组分大小，组合顺序中ScN层之间的距离决定ScAlN数字合金势垒层(4)的极化强度；步骤五：使用MOCVD工艺在ScAlN数字合金势垒层(4)上生长GaN帽层(5)；步骤六：使用ALD工艺在GaN帽层(5)上生长SiN钝化层(6)；步骤七：在SiN钝化层(6)上制作掩膜，使用电子束蒸发技术在绝缘栅介质上生长金属Wu作为栅电极(10)；步骤八：在SiN钝化层(6)上制作掩膜，使用RIE干法刻蚀技术分别去除左右边缘向内的SiN钝化层(6)，并使用离子注入技术向去除SiN钝化层(6)的两个欧姆接触区域注入Si离子，形成源极欧姆接触(7)和漏极欧姆接触(8)；步骤九：使用电子束蒸发技术在两个欧姆接触正上方分别淀积Ti/Al/Ni/Au金属组合作为源极(9)和漏极(11)。2.根据权利要求1所述的极化可调HEMT的制备方法，其特征在于，在步骤四中Sc组分的范围为10％
‑
40％。3.根据权利要求1所述的极化可调HEMT的制备方法，其特征在于，所述GaN沟道层(2)，厚度为30
‑
300nm；所述AlN插入层(3)的厚度为1
‑
4nm；所述ScAlN数字合...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱家铎，尚蔚，许晟瑞，张雅超，张金风，张进成，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：