[发明专利]一种基于氮化镓异质结外延的长关型HEMT器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于氮化镓异质结外延的长关型HEMT器件，其特征在于，包括最底层的高阻Si衬底以及依次从下到上堆叠的AlGaN\AlN缓冲层、GaN外延层、AlN插入层、AlInGaN势垒层、GaN帽层和顶层的栅电极、源漏电极。

2.如权利要求1所述的一种基于氮化镓异质结外延的长关型HEMT器件，其特征在于，源漏电极材料为Ni或者Ti或者Au、或者Al。

3.如权利要求2所述的一种基于氮化镓异质结外延的长关型HEMT器件，其特征在于，栅电极材料为Au或者Ni；栅电极与GaN帽层之间为肖特基接触。

4.一种基于氮化镓异质结外延的长关型HEMT器件的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

(a)选取高阻Si衬底；

(b)在所述Si衬底表面生长AlGaN-AlN缓冲层；

(c)在所述缓冲层表面生长GaN外延层；

(d)在所述外延层表面生长AlN插入层；

(e)在所述插入层表面生长AlInGaN势垒层；

(f)在所述势垒层表面生长GaN帽层；

(g)在所述帽层表面使用第二掩模板生长源漏电极；

(h)在所述帽层表面使用第一掩模版生长栅电极；

(i)在所述样品表面生长SiO₂钝化层，最终完成基于氮化镓异质结外延的长关型HEMT器件。

5.如权利要求4所述的一种基于氮化镓异质结外延的长关型HEMT器件的制备方法，其特征在于，

所述步骤(b)中，采用化学气相沉积法生长AlGaN\AlN缓冲层；所述步骤(c)中采用化学气相沉积法生长GaN外延层；所述步骤(d)中采用反应磁控溅射法在所述GaN外延层上生长的AlN薄膜形成AlN插入层；所述步骤(e)中采用化学气相沉积法生长AlInGaN势垒层。

6.如权利要求5所述的一种基于氮化镓异质结外延的长关型HEMT器件的制备方法，其特征在于，步骤(g)中源漏电极的生长方式为：在生长完AlInGaN势垒层的样品上进行普通光刻，标记出源漏电极生长区域，然后采用RIE对所述SiN钝化层进行刻蚀，刻蚀结束后在对应区域完成金属淀积源漏，最后进行金属剥离。

7.如权利要求6所述的一种基于氮化镓异质结外延的长关型HEMT器件的制备方法，其特征在于，步骤(h)中采用电子束光刻完成栅电极的标记，通过金属淀积以及剥离完成栅金属的生长工艺，采用电子束蒸镀法实现栅电极淀积。

8.如权利要求7所述的一种基于氮化镓异质结外延的长关型HEMT器件的制备方法，其特征在于，采用PECVD工艺在样品表面生长SiO₂钝化层，在所述SiO₂钝化层上光刻标记处源漏栅电极图形，并采用RIE设备刻蚀开窗口。