一种基于GaN材料的HEMT外延结构及其生长方法和应用技术

本发明专利技术属于新型半导体技术领域，具体公开一种基于GaN材料的HEMT外延结构及其生长方法。本发明专利技术提供的外延结构，包括由下到上依次层叠的基底、InN层、缓冲层、第一帽层、插入层、势垒层和第二帽层；其中，所述缓冲层为Inx1GaN层、Inx2GaN/GaN超晶格层或Inx3GaN/InN超晶格层中至少一层。本发明专利技术通过在基底上外延InN层和特定的缓冲层，可明显的提高HEMT器件的载流子浓度和迁移率，并降低器件的位错密度；特定的外延结构减少了异质界面的缺陷，提高了外延层的质量，使制备的器件具有优异的性能，还在一定程度上简化了生长工艺，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新型半导体，特别涉及一种基于gan材料的hemt外延结构及其生长方法。

技术介绍

1、作为第三代半导体的典型代表，氮化镓材料由于具有宽的禁带宽度，高电子速度等特点，氮化镓基器件在微波、毫米波频段广泛应用于无线通信、雷达等电子系统，在光电子和微电子领域发展前景十分广阔。

2、传统的氮化镓外延材料是在异质衬底如蓝宝石、碳化硅、氮化铝或硅基衬底等上外延生长获得。但是，受限于氮化镓材料与衬底之间大的晶格失配和热膨胀失配等问题(如其与蓝宝石失配为16％，与碳化硅失配为3.4％，与硅基失配为17％)，氮化镓外延材料存在大量的位错和缺陷，缺陷密度高达108～1010cm-2，严重影响了氮化镓基器件的使用寿命和使用效率。因此，在氮化镓同质衬底上外延hemt材料，可有效避免晶格失配和热失配等问题，大大提高氮化镓外延材料的晶体质量，有利于提高氮化镓基器件的使用寿命和使用效率，还有利于gan hemt的快速发展。然而，目前，在氮化镓基底上上外延hemt材料还存在很多问题，比如：(1)gan表面存在不饱和键，极易吸附c、o和si等杂质，这些杂质在gan表本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于GaN材料的HEMT外延结构，其特征在于，所述HEMT外延结构包括由下到上依次层叠的基底、InN层、缓冲层、第一帽层、插入层、势垒层和第二帽层；

2.如权利要求1所述的基于GaN材料的HEMT外延结构，其特征在于，所述基底为GaN基底；和/或

3.如权利要求1或2任一项所述的基于GaN材料的HEMT外延结构，其特征在于，所述Inx2GaN/GaN超晶格层中Inx2GaN层的厚度为0.5nm-10nm，GaN层的厚度为0.5nm-10nm；和/或

4.如权利要求1所述的基于GaN材料的HEMT外延结构，其特征在于，所述第一帽层的厚度为1nm-...

【技术特征摘要】

1.一种基于gan材料的hemt外延结构，其特征在于，所述hemt外延结构包括由下到上依次层叠的基底、inn层、缓冲层、第一帽层、插入层、势垒层和第二帽层；

2.如权利要求1所述的基于gan材料的hemt外延结构，其特征在于，所述基底为gan基底；和/或

3.如权利要求1或2任一项所述的基于gan材料的hemt外延结构，其特征在于，所述inx2gan/gan超晶格层中inx2gan层的厚度为0.5nm-10nm，gan层的厚度为0.5nm-10nm；和/或

4.如权利要求1所述的基于gan材料的hemt外延结构，其特征在于，所述第一帽层的厚度为1nm-20nm；和/或

5.一种权利要求1-4任一项所述的基于gan材料的hemt外延结构的生长方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.如权利要求5所述的基于gan材料的hemt外延结构的生长方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志荣，于斌，高楠，王波，房玉龙，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：