【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体材料与器件，尤其是涉及一种gan高电子迁移率晶体管结构及制作方法。
技术介绍
1、氮化镓(gan)作为第三代半导体材料的代表，具有宽带隙、高击穿电场和高载流子速度等特点。algan/gan高电子迁移率晶体管(hemt)已被广泛应用于无线通讯、雷达探测、电子对抗等领域。在现有技术中，通常使用金属有机化合物气相沉积(mocvd)技术在异质衬底上外延生长gan基结构材料。由于异质衬底与gan的晶格常数和热膨胀系数均有不同程度的差异，传统作法是采用mocvd技术在异质衬底上生长低温gan缓冲层，来提高外延层的晶体质量，但是gan缓冲层仍然是异质外延，无法有效抑制位错等缺陷，影响hemt结构材料的晶体质量。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种gan高电子迁移率晶体管结构及制作方法，有效解决了在异质衬底上外延gan基hemt结构无法抑制位错等缺陷，质量较差的问题。
2、本专利技术采用的技术方案是：一种gan高电子迁移率晶体管结构，包括异质衬底和设置在所述异质衬底上方的aln薄层，所述aln薄层上方依次设有gan高阻层、gan高迁层、aln插入层、algan势垒层和gan盖帽层。
3、进一步，所述aln薄层的厚度为20-200nm。
4、进一步，所述gan高阻层的厚度为1-5μm，所述gan高迁层的厚度为20-200nm，所述aln插入层的厚度为1-2nm，所述algan势垒层的厚度为5-30nm，所述gan盖帽层的厚
5、本专利技术还提供一种gan高电子迁移率晶体管结构的制作方法，包括以下步骤：
6、在异质衬底上采用ald沉积法生长ain薄层形成复合衬底；
7、在所述复合衬底上生长gan高阻层；
8、在所述gan高阻层上生长gan高迁层；
9、在所述gan高迁层上生长aln插入层；
10、在所述aln插入层上生长algan势垒层；
11、在所述algan势垒层上生长gan盖帽层。
12、进一步，在所述步骤在异质衬底上采用ald沉积法生长ain薄层形成复合衬底中，沉积温度为100-300℃，反应腔室的压力为5-20torr,气体前驱体为al源和nh3,优选的al源为三甲基铝，载气是n2、ar中的一种或者组合。
13、进一步，所述nh3的离化功率为200-2000w,所述nh3的流量为50-500sccm，所述nh3的载气流量为50-500sccm，脉冲时间为5-40s，吹扫时间为10-20s。
14、进一步，所述al源的载气流量为50-200sccm,脉冲时间为0.1-0.2s,吹扫时间为5-20s。
15、进一步，所述gan高阻层和gan高迁层的生长温度为1000-1200℃，所述gan高阻层的生长压力为50-200torr，所述gan高迁层的生长压力为200-500torr。
16、进一步，所述aln插入层、algan势垒层和gan盖帽层的生长温度为900-1100℃，生长压力为50-200torr。
17、本专利技术具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，通过采用原子层沉积ald法在异质衬底上制备aln薄层，再基于异质衬底/ald-aln的复合衬底上采用mocvd外延生长gan基结构材料，从而提升了异质外延gan基hemt结构材料的质量。
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1.一种GaN高电子迁移率晶体管结构，其特征在于：包括异质衬底和设置在所述异质衬底上方的AlN薄层，所述AlN薄层上方依次设有GaN高阻层、GaN高迁层、AlN插入层、AlGaN势垒层和GaN盖帽层。
2.根据权利要求1所述的一种GaN高电子迁移率晶体管结构，其特征在于：所述AlN薄层的厚度为20-200nm。
3.根据权利要求1或2所述的一种GaN高电子迁移率晶体管结构，其特征在于：所述GaN高阻层的厚度为1-5μm，所述GaN高迁层的厚度为20-200nm，所述AlN插入层的厚度为1-2nm，所述AlGaN势垒层的厚度为5-30nm，所述GaN盖帽层的厚度为1-2nm。
4.一种GaN高电子迁移率晶体管结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种GaN高电子迁移率晶体管结构的制作方法，其特征在于：在所述步骤在异质衬底上采用ALD沉积法生长AIN薄层形成复合衬底中，沉积温度为100-300℃，反应腔室的压力为5-20torr,气体前驱体为Al源和NH3,优选的Al源为三甲基铝，载气是N2、Ar中的一种或
6.根据权利要求5所述的一种GaN高电子迁移率晶体管结构的制作方法，其特征在于：所述NH3的离化功率为200-2000W,所述NH3的流量为50-500sccm，所述NH3的载气流量为50-500sccm，脉冲时间为5-40s，吹扫时间为10-20s。
7.根据权利要求6所述的一种GaN高电子迁移率晶体管结构的制作方法，其特征在于：所述Al源的载气流量为50-200sccm,脉冲时间为0.1-0.2s,吹扫时间为5-20s。
8.根据权利要求4-7任一所述的一种GaN高电子迁移率晶体管结构的制作方法，其特征在于：所述GaN高阻层和GaN高迁层的生长温度为1000-1200℃，所述GaN高阻层的生长压力为50-200torr，所述GaN高迁层的生长压力为200-500torr。
9.根据权利要求8所述的一种GaN高电子迁移率晶体管结构的制作方法，其特征在于：所述AlN插入层、AlGaN势垒层和GaN盖帽层的生长温度为900-1100℃，生长压力为50-200torr。
...【技术特征摘要】
1.一种gan高电子迁移率晶体管结构，其特征在于：包括异质衬底和设置在所述异质衬底上方的aln薄层，所述aln薄层上方依次设有gan高阻层、gan高迁层、aln插入层、algan势垒层和gan盖帽层。
2.根据权利要求1所述的一种gan高电子迁移率晶体管结构，其特征在于：所述aln薄层的厚度为20-200nm。
3.根据权利要求1或2所述的一种gan高电子迁移率晶体管结构，其特征在于：所述gan高阻层的厚度为1-5μm，所述gan高迁层的厚度为20-200nm，所述aln插入层的厚度为1-2nm，所述algan势垒层的厚度为5-30nm，所述gan盖帽层的厚度为1-2nm。
4.一种gan高电子迁移率晶体管结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种gan高电子迁移率晶体管结构的制作方法，其特征在于：在所述步骤在异质衬底上采用ald沉积法生长ain薄层形成复合衬底中，沉积温度为100-300℃，反应腔室的压力为5-20torr,气体前驱体为al源和nh3,优选的al源为三甲基铝...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘新宇，殷海波，海宇，李素文，王鑫华，王大海，李敏，
申请(专利权)人：天津市滨海新区微电子研究院，
类型：发明
国别省市：
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