[发明专利]低损耗氮化镓射频材料外延结构及制备方法

权利要求书

1.一种低损耗氮化镓射频材料外延结构，其特征在于，包括：

硅衬底；

生长在所述硅衬底上的HT-AlN/AlGaN缓冲层，所述HT-AlN/AlGaN缓冲层包括生长在所述衬底上的高温氮化铝层及生长在所述高温氮化铝层上的渐变铝镓氮层，所述渐变铝镓氮层包括三层不同铝组分的铝镓氮层，分别为第一铝镓氮层、第二铝镓氮层及第三铝镓氮层，第一铝镓氮层的铝组分为80％，所述第二铝镓氮层的铝组分为50％，所述第三铝镓氮层的铝组分为20％；

生长在所述缓冲层上的氮化镓沟道层；

生长在所述氮化镓沟道层上的N型低掺杂氮化镓层；

生长在所述N型低掺杂氮化镓层上的铝镓氮势垒层；

生长在所述势垒层上的氮化镓帽层；

所述高温氮化铝层的厚度为100nm-200nm；第一铝镓氮层的厚度为100nm-400nm；所述第二铝镓氮层的厚度为400-800nm；所述第三铝镓氮层的厚度为800nm-1200nm；

所述N型低掺杂氮化镓层厚度为10nm-20nm，载流子浓度为1*E16/cm³-1*E18/cm³；

所述铝镓氮势垒层厚度为15nm-30nm；

所述氮化镓帽层厚度为1nm-5nm。

2.一种根据权利要求1所述的低损耗氮化镓射频材料外延结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供一块硅衬底，并对硅衬底进行清洗；

将清洗后的硅衬底放进MOCVD设备里面进行HT-AlN/AlGaN缓冲层外延生长；

继续在HT-AlN/AlGaN缓冲层上外延生长出一层氮化镓沟道层；

继续在氮化镓沟道层上外延生长出一层N型低掺杂氮化镓层；

继续在N型低掺杂氮化镓层外延生长出一层铝镓氮势垒层；

最后在铝镓氮势垒层外延生长出一层氮化镓帽层，得到低损耗氮化镓射频材料外延结构。

3.根据权利要求2所述的低损耗氮化镓射频材料外延结构的制备方法，其特征在于，所述HT-AlN/AlGaN缓冲层外延生长的步骤包括：

在硅衬底上外延生长出一层高温氮化铝层；

在高温氮化铝层上外延生长出一层铝组分为80％的第一铝镓氮层；

在第一铝镓氮层上外延生长出一层铝组分为50％的第二铝镓氮层；

在第二铝镓氮层上外延生长出一层铝组分为20％的第三铝镓氮层。