[发明专利]一种增强型GaNHEMT集成结构及其制备方法

权利要求书

1.一种增强型GaN HEMT集成结构，包括：

衬底(1)；

其特征在于，所述HEMT集成结构还包括形成于所述衬底(1)上的AlN成核层(2)、形成于所述AlN成核层(2)上的GaN缓冲层(3)、形成于所述GaN缓冲层(3)上的AlN插入层(4)、形成于所述AlN插入层(4)上的Al_xGa_1-xN势垒层(5)、形成于所述Al_xGa_1-xN势垒层(5)上的GaN盖帽层(6)以及形成于所述GaN盖帽层(6)上的电子接收层(7)；

还包括：形成在所述GaN缓冲层(3)上的源极(8)和漏极(9)、形成在所述电子接收层(7)上的栅极(10)；其中，源极(8)和漏极(9)形成欧姆接触；

其中，所述电子接收层(7)的功函数大于Al_xGa_1-xN势垒层(5)的功函数，电子能够从Al_xGa_1-xN/GaN界面二维沟道转移至电子接收层(7)，耗尽二维电子气沟道，实现常关型特性；

其中，所述电子接收层(7)的材料为MoO₃、WO₃、V₂O₅、Nb₂O₅或CrO₃。

2.根据权利要求1所述的一种增强型GaN HEMT集成结构，其特征在于，所述电子接收层(7)的材料是功函数大于Al_xGa_1-xN势垒层(5)的氧化物；

所述电子接收层(7)的厚度为1～50nm。

3.根据权利要求1所述的一种增强型GaN HEMT集成结构，其特征在于，所述AlN成核层(2)厚度为2～5nm，所述GaN缓冲层(3)厚度为1～5μm，所述Al_xGa_1-xN势垒层(5)厚度为2～30nm。

4.根据权利要求1所述的一种增强型GaN HEMT集成结构，其特征在于，所述AlN插入层(4)厚度为0～5nm；所述GaN盖帽层(6)厚度为0～2nm。

5.根据权利要求1所述的一种增强型GaN HEMT集成结构，其特征在于，所述源极(8)、漏极(9)的材料为Ti、Al、Ni、Au、Zr、W、Pt和Pd中的一种或多种；所述栅极(10)的材料为Ni、Au、Pt、Ir、TiN、NiN、Cu、ITO和多晶硅中的一种或多种。

6.一种权利要求1所述的增强型GaN HEMT集成结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在衬底(1)上分别依次外延AlN成核层(2)、GaN缓冲层(3)、AlN插入层(4)、Al_xGa_1-xN势垒层(5)和GaN盖帽层(6)，获得GaN HEMT外延结构；

步骤2，在步骤1获得的GaN HEMT外延结构上光刻、刻蚀形成台面结构；所述台面结构包括GaN缓冲层(3)、AlN插入层(4)、Al_xGa_1-xN势垒层(5)和GaN盖帽层(6)；

步骤3，在台面结构的GaN缓冲层(3)表面沉积材料形成源极(8)和漏极(9)，并退火形成欧姆接触；

步骤4，在台面结构的GaN盖帽层(6)表面沉积材料形成电子接收层(7)和栅极(10)，完成制备；

其中，所述电子接收层(7)的功函数大于Al_xGa_1-xN势垒层(5)的功函数，电子能够从Al_xGa_1-xN/GaN界面二维沟道转移至电子接收层(7)，导致二维电子气沟道的耗尽，器件表现出增强型特性。