[发明专利]一种P型帽层增强型HEMT器件及其制备方法

权利要求书

1.一种P型帽层增强型HEMT器件，其特征在于，包括从下至上依次层叠设置的衬底（L1）、低温成核层（L2）、缓冲层（L3）、高阻层（L4）、沟道层（L5）、势垒层（L6）、插入层（L7）以及P-GaN帽层（L8）。

2.根据权利要求1所述的一种P型帽层增强型HEMT器件，其特征在于，所述衬底层（L1）尺寸大小为2-8inch，材质为硅、碳化硅、氮化镓和金刚石中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种P型帽层增强型HEMT器件，其特征在于，所述低温成核层（L2）为ALN、ALGaN、GaN中任意一种或组合，低温成核层（L2）的薄膜厚度10-200nm。

4.根据权利要求1所述的一种P型帽层增强型HEMT器件，其特征在于，所述缓冲层（L3）是由MOCVD生长的非故意掺杂的铝镓氮层，厚度为0.5um-2um。

5.根据权利要求1所述的一种P型帽层增强型HEMT器件，其特征在于，所述高阻层（L4）是MOCVD生长的非故意掺杂生长形成的半绝缘高质量的氮化镓薄膜层，薄膜厚度范围为1.5um-3um。

6.根据权利要求1所述的一种P型帽层增强型HEMT器件，其特征在于，所述沟道层（L5）采用MOCVD生长的半绝缘高质量的氮化镓沟道薄膜层，薄膜厚度范围为50-200nm。

7.根据权利要求1所述的一种P型帽层增强型HEMT器件，其特征在于，所述势垒层（L6）的结构式为AL_xGa_1-xN，AL组分逐渐增加，10%~25%渐变至25%~40%，厚度为10-35nm。

8.根据权利要求1所述的一种P型帽层增强型HEMT器件，其特征在于，在势垒层（L6）结束之后插入一层ALN的插入层（L7），厚度在1nm~10nm。

9.根据权利要求1所述的一种P型帽层增强型HEMT器件，其特征在于，所述P-GaN帽层是采用MOCVD在高压下的生长的P-GaN层（L8），厚度为50~200nm。

10.一种根据权利要求1-8中任一项所述的P型帽层增强型HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）提供衬底（L1），其衬底是用来外延氮化镓薄膜的所有材料，包括绝缘或半绝缘的蓝宝石、硅、碳化硅、氮化镓和金刚石材料，尺寸范围为2-8inch；

（2）在温度400-700℃之间生长成核层（L2），其具体为ALN、ALGaN、GAN其中任意一种或组合生长，其总厚度在10-200nm；

（3）在成核层上生长缓冲层（L3），为铝镓氮材料，生长温度在900~1120℃，薄膜厚度在0.5~2um；

（4）在缓冲层生继续生长非故意掺杂的氮化镓高阻层（L4），薄膜厚度范围为1.5um-3um，其生长温度在1120~1150℃之间；

（5）在高阻层上生长氮化镓沟道层（L5），薄膜厚度范围为50-200nm；

（6）在沟道层上生势垒层（L6）的结构式为ALGaN，厚度为10-35nm，在温度800~1000℃，AL组分从10%逐渐增加至40%；

（7）在势垒层上接ALN的插入层（L7），其厚度在5nm；

（8）在插入层上生长P-GaN帽层（L8），生长压力为500torr，温度在950℃。