[发明专利]一种P-GaN增强型HEMT器件及其制备方法

权利要求书

1.一种P-GaN增强型HEMT器件，其特征在于，包括从下至上依次排布的衬底（101）、ALN成核层（102）、ALGaN缓冲层（103）、GaN沟道层（104）、ALN插入层（105）、ALGaN势垒层（106）、低温饱和P型GaN（107）、P-GaN（108）以及栅极（112），P-GaN（108）的两侧还设有钝化层（109），钝化层（109）分别设有源极（110）和漏极（111），GaN沟道层（104）与ALN插入层（105）之间还形成有二维电子气沟道，低温P型GaN中mg处于过饱和状态。

2.一种根据权利要求1所述的P-GaN增强型HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在衬底（101）生长成核层ALN（102），厚度为80-150nm；

（2）在前述步骤上生长ALGaN缓冲层（103），厚度为500-1200nm；

（3）在前述步骤上生长GaN沟道层（104），厚度为1-3um；

（4）在前述步骤上生长ALN插入层（105），厚度为1-3nm；

（5）在前述步骤上生长ALGaN势垒层（106），厚度为15-20nm；

（6）在前述步骤上生长低温饱和P型GaN（107），厚度为20-40nm；

（7）在前述步骤上生长P-GAN（108），厚度为30-150nm；

（8）在前述步骤基础上采用电子束蒸镀技术进行金属沉积，依次沉积Ti/Al/Ti/Au金属，形成源极（110）和漏极（111），并进行退火处理形成欧姆接触；

（9）在前述步骤上采用电子束蒸镀技术进行金属沉积，依次沉积Ni/Au，形成栅极（112）；

（10）在前述步骤上使用蚀刻技术将除栅极（112）下方的P-GaN（108）和低温饱和P型GaN（107）的部分去除，只保留栅极（112）下方才有的P-GaN层（108）和低温饱和P型GaN（107）；

（11）在前述步骤上利用PECVD的方法沉积钝化层（109）。

3.根据权利要求2所述的一种P-GaN增强型HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述衬底（101）为蓝宝石、SiC、Si其中任何一种材料，尺寸为2-8inch。

4.根据权利要求2所述的一种P-GaN增强型HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述ALN成核层（102）、ALGaN缓冲层（103）、GaN沟道层（104）厚度依次为100nm、600nm、2um。

5.根据权利要求2所述的一种P-GaN增强型HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述步骤（7）中Ti、Al、Ti、Au金属的厚度分别为20nm、100nm、30nm、120nm。

6.根据权利要求2所述的一种P-GaN增强型HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述步骤（8）中栅极（112）中Ni、Au的厚度分别为45nm和100nm。

7.根据权利要求2所述的一种P-GaN增强型HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述钝化层（109）为Si₃N₄钝化层。

8.根据权利要求7所述的一种P-GaN增强型HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述步骤（11）中沉积钝化层的工艺参数为：气体流量比为SiH4：NH3=2：1，压强为600mTorr，温度为280℃，功率22W，厚度为250nm。