一种GaN基HEMT外延结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种GaN基HEMT外延结构及其制备方法，包括衬底基板，所述衬底基板上表面外延生长缓冲层；所述缓冲层上表面外延生长沟道层，所述沟道层上表面外延生长势垒层；所述势垒层上表面外延生长故意掺杂p型氮化镓层，所述故意掺杂p型氮化镓层为周期性结构，所述故意掺杂p型氮化镓层由自下而上的故意掺杂二茂镁GaN层、铺二茂镁层和未掺杂GaN层依次循环生长，通过利用镁原子的扩散效应与记忆效应，实现镁原子在故意掺杂p型氮化镓层中的均匀分布，减少镁原子在结构中的团簇现象，能有效增加p型层的空穴浓度，并且不使得GaN晶圆的外观与p型层的晶体质量变差，也不影响后续器件制作过程中的欧姆接触。作过程中的欧姆接触。作过程中的欧姆接触。

【技术实现步骤摘要】
一种GaN基HEMT外延结构及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体器件
，尤其涉及一种GaN基HEMT外延结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]GaN作为第三代化合物半导体材料，因其具备较宽的禁带宽度与击穿场强，以及其直接带隙的特征，在微电子与光电子领域得到了广泛的应用；在当前能源紧张与环保压力重的国际国内形势下，GaN的成功商业化应用为节能减排、实现双碳任务作出了突出的贡献，具有广阔的市场前景。
[0003]作为GaN重要应用领域之一的HEMT(High Electron Mobility Transition高电子迁移率器件)包含衬底、缓冲层、沟道层、势垒层、p型氮化镓层，然而，高电子迁移率器件在工艺制备过程中会比较难得到空穴浓度较高的p型材料，传统的高电子迁移率器件制备方法是采用二茂镁作为p型材料的掺杂剂，再外延生长出体结构的p型层，专利技术人认为，单一提高二茂镁的摩尔浓度会导致GaN晶圆的外观性能变差，比如变得粗糙而影响良率；并且单一提高掺杂剂浓度不能得到更高浓度的空穴浓度，当空穴浓度达到极限值后反而会随着二茂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GaN基HEMT外延结构，包括衬底基板(1)，其特征在于：所述衬底基板(1)上表面外延生长缓冲层(2)；所述缓冲层(2)上表面外延生长沟道层(3)，所述沟道层(3)上表面外延生长势垒层(4)；所述势垒层(4)上表面外延生长故意掺杂p型氮化镓层(5)，所述故意掺杂p型氮化镓层(5)为周期性结构，所述故意掺杂p型氮化镓层(5)由自下而上的故意掺杂二茂镁GaN层(51)、铺二茂镁层(52)和未掺杂GaN层(53)依次循环生长。2.根据权利要求1所述的GaN基HEMT外延结构，其特征在于，所述衬底基板(1)为硅衬底或碳化硅衬底或蓝宝石衬底。3.根据权利要求1所述的GaN基HEMT外延结构，其特征在于，所述缓冲层(2)为AlN/AlGaN复合结构。4.根据权利要求1所述的GaN基HEMT外延结构，其特征在于，所述缓冲层(2)厚度为100～300nm。5.根据权利要求1所述的GaN基HEMT外延结构，其特征在于，所述沟道层(3)为非故意掺杂GaN层，所述沟道层厚度为1000～2000nm。6.根据权利要求1所述的GaN基HEMT外延结构，其特征在于，所述势垒层(4)厚度为15～20nm。7.根据权利要求1所述的GaN基HEMT外延结构，其特征在于，所述故意掺杂二茂镁GaN层(51)厚度为2.5～3.0nm，铺二茂镁层(52)厚度为0.6～0.8nm，未掺杂GaN层(53)的厚度为1.5～2.0nm。8.根据权利要求1所述的GaN基HEMT外延结构，其特征在于，所述故意掺杂p型氮化镓层(5)的总周期数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，
申请(专利权)人：徐州金沙江半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：