[发明专利]基于硅衬底的HEMT器件及其制造方法

权利要求书

1.一种基于硅衬底的HEMT器件，其特征在于，包括：

硅衬底；

形成于所述硅衬底上的GaN外延层、第一Al_xGa_(1-x)N层以及第二Al_zGa_(1-z)N层；

形成于所述第一Al_xGa_(1-x)N层与第二Al_zGa_(1-z)N层之间的第三Al_yGa_(1-y)N层；

形成于所述第二Al_zGa_(1-z)N层上的栅极、源极和漏极；

其中，y<x，0.07≤x<0.1，0.05≤y<0.1，0.2≤z≤0.3。

2.如权利要求1所述的基于硅衬底的HEMT器件，其特征在于，所述栅极嵌入所述第二Al_zGa_(1-z)N层中。

3.如权利要求1所述的基于硅衬底的HEMT器件，其特征在于，所述GaN外延层的厚度是100nm～500nm，所述第一Al_xGa_(1-x)N层的厚度是1μm～5μm，所述第二Al_zGa_(1-z)N层的厚度是15nm～40nm，所述第三Al_yGa_(1-y)N层的厚度是100nm～400nm。

4.如权利要求1所述的基于硅衬底的HEMT器件，其特征在于，还包括形成于所述硅衬底和GaN外延层之间的成核层，所述成核层为AlN层，所述成核层的厚度为80nm～120nm。

5.如权利要求1所述的基于硅衬底的HEMT器件，其特征在于，还包括形成于所述硅衬底和GaN外延层之间的第一缓冲层，所述第一缓冲层为多层Al_kGa_(1-k)N层，其中，所述多层Al_kGa_(1-k)N层的Al组分k逐层下降，和/或，所述多层Al_kGa_(1-k)N层的生长厚度逐层增加。

6.如权利要求1所述的基于硅衬底的HEMT器件，其特征在于，还包括形成于所述GaN外延层与第一Al_xGa_(1-x)N层之间的超晶格层，所述超晶格层为5～15个周期的Al_mGa_(1-m)N/GaN层，其中，0.05≤m<1，所述超晶格层的厚度为80nm～240nm。

7.如权利要求1所述的基于硅衬底的HEMT器件，其特征在于，还包括第二缓冲层，所述第二缓冲层为AlN层，所述第二缓冲层的厚度为2nm～10nm，所述第二缓冲层形成于所述第一Al_xGa_(1-x)N层与第三Al_yGa_(1-y)N层之间，或者，所述第二缓冲层分两次形成并插入到所述第一Al_xGa_(1-x)N层中。

8.如权利要求1所述的基于硅衬底的HEMT器件，其特征在于，还包括：

暴露出部分所述第一Al_xGa_(1-x)N层的台面；

覆盖所述第二Al_zGa_(1-z)N层以及所述台面暴露出的第一Al_xGa_(1-x)N层的第一钝化层；

贯穿所述第一钝化层和第二Al_zGa_(1-z)N层的栅极开口；

贯穿所述第一钝化层的源极开口和漏极开口。