[发明专利]碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构及其制作方法

权利要求书

1.一种碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构，所述外延结构沿外延生长方向依次包括：衬底、成核层、缓冲层、沟道层、插入层和势垒层；

所述成核层外延生长在所述衬底上；

所述缓冲层外延生长在所述成核层上；所述缓冲层的碳杂质浓度大于或等于10¹⁷cm^-3；

所述沟道层外延生长在所述缓冲层上；所述沟道层的碳杂质浓度小于或等于10¹⁷cm^-3；

所述插入层外延生长在所述沟道层上；

所述势垒层外延生长在所述插入层上。

2.根据权利要求1所述的碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构，其中，所述外延生长方向为外延氮化物的[0001]方向，所述外延生长方向所对应的晶面为极性面(0001)面。

3.一种碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构的制作方法，包括：

在衬底上沿外延生长方向生长成核层；

在所述成核层上沿外延生长方向生长缓冲层，其中，反应室压力为30-100Torr；所述缓冲层的碳杂质浓度大于或等于10¹⁷cm^-3；

在所述缓冲层上沿外延生长方向生长沟道层；其中，反应室压力为100-300Torr，所述沟道层的碳杂质浓度小于或等于10¹⁷cm^-3；

在所述沟道层上沿外延生长方向生长插入层；

在所述插入层上沿外延生长方向生长势垒层。

4.根据权利要求3所述的碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构的制作方法，其中，所述外延生长方向为外延氮化物的[0001]方向，所述外延生长方向所对应的晶面为极性面(0001)面。

5.根据权利要求3所述的碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构的制作方法，其中，所述缓冲层材料为GaN，所述缓冲层的生长温度为1000-1100℃，所述缓冲层的生长厚度为1-3μm。

6.根据权利要求3所述的碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构的制作方法，其中，所述沟道层材料为GaN，所述沟道层的生长温度为1000-1100℃，所述沟道层的生长厚度为0.01-0.03μm。

7.根据权利要求3所述的碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构的制作方法，其中，所述衬底材料为蓝宝石、SiC和GaN中一种或多种。

8.根据权利要求3所述的碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构的制作方法，其中，所述成核层材料为GaN、AlGaN和AlN中一种或多种；所述成核层的生长厚度为0.01-0.04μm。

9.根据权利要求3所述的碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构的制作方法，其中，所述插入层材料为AlN；所述插入层的生长厚度为1-5nm。

10.根据权利要求3所述的碳掺杂调控的GaN基HEMT外延结构的制作方法，其中，所述势垒层材料为Al_xGa_1-xN，其中0≤x≤0.4；所述势垒层的生长厚度为0.01-0.03μm。