[实用新型]一种与Si-CMOS工艺兼容的AlGaN/GaN异质结HEMT器件

权利要求书

1.一种与Si-CMOS工艺兼容的AlGaN/GaN异质结HEMT器件，其特征在于，包括AlGaN/GaN异质结外延层、钝化层、栅介质层、无金栅电极、无金源漏电极；所述AlGaN/GaN异质结外延层从下往上依次包括衬底、氮化物成核层、氮化物缓冲层、GaN沟道层、AlGaN本征势垒层和AlGaN重掺杂层，AlGaN重掺杂层通过电离施主产生电荷以补偿半导体的表面受主能级从而抑制电流崩塌，同时经低温退火与无金源漏电极形成欧姆接触。

2.根据权利要求1所述的一种与Si-CMOS工艺兼容的AlGaN/GaN异质结HEMT器件，其特征在于，AlGaN/GaN异质结外延层的衬底的材质为蓝宝石、硅、碳化硅或同质外延的GaN，氮化物成核层材质为GaN或 AlN，氮化物缓冲层为GaN、AlGaN、渐变组分AlGaN中的一种或两种以上的组合，GaN沟道层和AlGaN本征势垒层之间具有二维电子气。

3.根据权利要求1所述的一种与Si-CMOS工艺兼容的AlGaN/GaN异质结HEMT器件，其特征在于，AlGaN本征势垒层的Al元素的摩尔含量在为0.2~0.3，厚度为10~15nm，并且外延生长该AlGaN本征势垒层时，不做掺杂。

4.根据权利要求1所述的一种与Si-CMOS工艺兼容的AlGaN/GaN异质结HEMT器件，其特征在于，AlGaN重掺杂层的Al元素的摩尔含量为0.1~0.2，厚度为5~10nm，施主杂质的掺杂浓度为1x10¹⁸cm^-3至1x10²⁰cm^-3。

5.根据权利要求1所述的一种与Si-CMOS工艺兼容的AlGaN/GaN异质结HEMT器件，其特征在于，钝化层覆盖在AlGaN重掺杂层上，材质为SiN、SiO₂、SiON中的一种，或者是其组合而成的多层结构，厚度为100nm~200nm。

6.根据权利要求1所述的一种与Si-CMOS工艺兼容的AlGaN/GaN异质结HEMT器件，其特征在于，栅介质层覆盖在钝化层上，材质为SiN、SiO₂、SiON、Ga₂O₃、Al₂O₃、AlN、HfO₂中的一种，或者是其组合而成多层结构，厚度为20nm~30nm。

7.根据权利要求1所述的一种与Si-CMOS工艺兼容的AlGaN/GaN异质结HEMT器件，其特征在于，无金栅电极下方的钝化层被去除，无金栅电极底部与栅介质层接触，无金栅电极与AlGaN重掺杂层之间是栅介质层；同时，栅电极下方对应的AlGaN重掺杂层全部或部分被氧化成氧化物。

8.根据权利要求1所述的一种与Si-CMOS工艺兼容的AlGaN/GaN异质结HEMT器件，其特征在于，无金栅电极的材料为多层金属，其中底层金属为Ni，表层为W、TiW或TiN在空气中稳定和不易氧化的金属，形成Ni/W，或Ni/TiW，或Ni/TiN多层金属体系。

9.根据权利要求1所述的一种与Si-CMOS工艺兼容的AlGaN/GaN异质结HEMT器件，其特征在于，无金源漏电极下方的栅介质层和钝化层被去除，无金源漏电极底部与AlGaN重掺杂层接触。

10.根据权利要求1所述的一种与Si-CMOS工艺兼容的AlGaN/GaN异质结HEMT器件，其特征在于，无金源漏电极的材料为多层金属，其中底层金属为Ti/Al多层金属，表层为W、TiW或TiN，形成Ti/Al/Ti/W，或Ti/Al/TiW，或Ti/Al/Ti/TiN多层金属体系，并通过低温退火工艺与AlGaN重掺杂层形成欧姆接触。