[发明专利]一种GaN基HEMT器件外延结构及其生长方法

权利要求书

1.一种GaN基HEMT器件外延结构的生长方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

S1：提供一Si衬底，在其表面制作出多个凹坑；

S2：在所述Si衬底表面上形成AlN薄膜，使所述AlN薄膜填充满所述凹坑；

S3：对所述AlN薄膜进行高温退火处理后，在所述AlN薄膜表面上生长AlGaN过渡层，所述AlGaN过渡层的厚度为600-1200 nm；

S4：在所述AlGaN过渡层表面上生长GaN耐压层，生长方法包括：第一阶段：高压高温生长，生长温度为1000-1050℃，反应室压力为400-500 torr，生长速率为1-1.5 μm/h，生长厚度为300-500 nm；第二阶段：中压低温生长，生长温度为900-1000℃，反应室压力为200-250torr，生长速率为2.5-3.5 μm/h，生长厚度为1-4 μm；第三阶段：低压高温生长，生长温度为1000-1050℃，反应室压力为100-200 torr，生长速率为0.5-1 μm/h，生长厚度为300-500nm；

S5：在所述GaN耐压层表面上生长AlN插入层；

S6：在所述AlN插入层表面上生长InAlN势垒层，生长所述InAlN势垒层按照生长周期进行生长，生长周期的个数为15-20，单个生长周期内依次生长第一AlN层、InN层和第二AlN层；

S7：在所述InAlN势垒层表面上生长GaN盖层。

2.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件外延结构的生长方法，其特征在于：所述凹坑将所述Si衬底分割为若干介质柱。

3.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件外延结构的生长方法，其特征在于，在步骤S2中，形成所述AlN薄膜的温度为800-1000℃，所述AlN薄膜的厚度为1.2-1.5 μm。

4.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件外延结构的生长方法，其特征在于，在步骤S5中，生长所述AlN插入层的的条件为：温度为1000-1100℃，反应室压力为50-100 torr，生长速率为1-3 nm/min；

和/或，所述AlN插入层的厚度1-1.5 nm。

5.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件外延结构的生长方法，其特征在于，在步骤S6中，还包括以下一项或者多项特征：

1）单个生长周期内生长第一AlN层的条件：温度为950-1000℃，厚度为4-5 Å；

2）单个生长周期内生长InN层的条件：温度为650-700℃，厚度为3-4 Å；

3）单个生长周期内生长第二AlN层的条件为：温度为650-700℃，厚度为3-4 Å；

4）所述InAlN势垒层的厚度为20-25 nm。

6.根据权利要求1所述的GaN基HEMT器件外延结构的生长方法，其特征在于，在步骤S7中，生长所述GaN盖层的条件为：温度为950-1000℃，反应室压力为100-200 torr；所述GaN盖层的厚度为1-2 nm。

7.一种如权利要求1至6任一所述的GaN基HEMT器件外延结构的生长方法获得的GaN基HEMT器件外延结构。