[发明专利]高击穿的AlN AlGaN高电子迁移率晶体管及制备方法

说明书

本发明公开了一种高击穿的AlN AlGaN高电子迁移率晶体管及制备方法，该高电子迁移率晶体管包括：AlN层(2)；两部分衬底层(1)，所述两部分衬底层(1)分别位于所述AlN层(2)的下表面的两端；Al_xGa_1‑xN势垒层(3)，所述Al_xGa_1‑xN势垒层(3)位于所述两部分衬底层(1)之间；源极(4)，所述源极(4)位于处于所述Al_xGa_1‑xN势垒层(3)一端的所述衬底层(1)的下表面；漏极(5)，所述漏极(5)位于处于所述Al_xGa_1‑xN势垒层(3)另一端的所述衬底层(1)的下表面；栅极(6)，所述栅极(6)位于所述Al_xGa_1‑xN势垒层(3)的下表面。本发明所提供的低欧姆接触电阻的Al_xGa_1‑xN基高电子迁移率晶体管，采用了AlN和AlGaN材料来实现AlN/Al_xGa_1‑xN异质结，保证了晶体管具有较高的电子迁移率。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种高击穿的AlN AlGaN高电子迁移率晶体管及制备方法。

背景技术

高电子迁移率晶体管(HEMT，High Electron Mobility Transistor)是一种异质结场效应晶体管，和硅基器件相比具有很多优势。由第三代宽禁带半导体材料氮化物构成的HEMT器件，凭着其在直接带隙、高温、高频、大功率等方面的明显优势，在发光二极管、激光器、移动通信、雷达系统、电力电子、微波功率、航空航天等领域得到了广泛应用。

AlGaN/GaN HEMT因为极化效应强，不需要进行掺杂就可以形成天然的导电沟道。如果把异质结两侧的Al组分同时提升，就可以得到AlN/AlGaN HEMT。这种异质结的两侧都是由超宽禁带半导体材料构成的，其击穿电压明显高于传统的AlGaN/GaN HEMT。

但是，AlGaN/GaN HEMT器件仍存在许多问题，制约了其大规模的应用。由于高铝组分的AlGaN材料禁带宽度非常大，有效的掺杂非常困难，后果就是有很好的二维电子气，但是没有办法制备有效的金半接触。

发明内容

本发明为了解决超宽禁带异质结中存在的上述问题，提供了一种高击穿电压、低欧姆接触电阻的AlGaN基高电子迁移率晶体管及制备方法。

本发明提供了一种高击穿的AlN AlGaN高电子迁移率晶体管及制备方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种高击穿的AlN AlGaN高电子迁移率晶体管，包括：

AlN层；

两部分衬底层，所述两部分衬底层分别位于所述AlN层的下表面的两端；

Al_xGa_1-xN势垒层，所述Al_xGa_1-xN势垒层位于所述两部分衬底层之间；

源极，所述源极位于处于所述Al_xGa_1-xN势垒层一端的所述衬底层的下表面；

漏极，所述漏极位于处于所述Al_xGa_1-xN势垒层另一端的所述衬底层的下表面；

栅极，所述栅极位于所述Al_xGa_1-xN势垒层的下表面。

在本发明的一个实施例中，所述衬底层的材料为Si，所述衬底层的厚度范围为5-50nm。