[发明专利]增强型GaN基HEMT器件、器件外延及其制备方法

权利要求书

1.一种增强型GaN基HEMT器件外延，其特征在于，所述外延自下向上依次包括形成于衬底上的：C掺杂c-GaN高阻层、本征u-GaN沟道层、AlGaN势垒层、阻镁扩散层及Mg掺杂p-GaN帽层；

所述阻镁扩散层包括Mg掺杂p-AlGaN层，且该Mg掺杂p-AlGaN层中的Mg以Mg-H键的形式被充分钝化，以降低Mg的活性，同时该Mg掺杂p-AlGaN层中Mg的掺杂浓度大于所述Mg掺杂p-GaN帽层中Mg的掺杂浓度，以阻断所述Mg掺杂p-GaN帽层中的Mg向下扩散。

2.根据权利要求1所述的增强型GaN基HEMT器件外延，其特征在于：所述阻镁扩散层还包括GaN帽层，且所述GaN帽层形成于所述阻镁扩散层的最上层。

3.根据权利要求2所述的增强型GaN基HEMT器件外延，其特征在于：所述Mg掺杂p-AlGaN层的厚度介于1nm～30nm之间，所述GaN帽层的厚度不大于40nm。

4.根据权利要求1所述的增强型GaN基HEMT器件外延，其特征在于：采用氢气退火工艺形成所述Mg掺杂p-AlGaN层的Mg-H键。

5.根据权利要求4所述的增强型GaN基HEMT器件外延，其特征在于，形成所述Mg掺杂p-AlGaN层的Mg-H键包括：先于所述Mg掺杂p-AlGaN层上形成InN层，然后采用氢气退火工艺形成所述Mg掺杂p-AlGaN层的Mg-H键，所述InN层在氢气退火过程中受热完全分解，以保证所述Mg掺杂p-AlGaN层不被氢气退火工艺影响而界面受到破坏。

6.根据权利要求5所述的增强型GaN基HEMT器件外延，其特征在于：所述InN层的厚度不大于10nm。

7.根据权利要求1所述的增强型GaN基HEMT器件外延，其特征在于：所述衬底与所述C掺杂c-GaN高阻层之间形成有缓冲层。

8.根据权利要求1所述的增强型GaN基HEMT器件外延，其特征在于：所述Mg掺杂p-AlGaN层中Mg的掺杂浓度介于5.5E+18cm^-3～8E+19cm^-3之间，所述Mg掺杂p-GaN帽层中Mg的掺杂浓度介于5E+18cm^-3～7.5E+19cm^-3之间。

9.一种增强型GaN基HEMT器件，其特征在于：所述HEMT器件基于权利要求1～8中任意一项所述的增强型GaN基HEMT器件外延制备得到。

10.一种增强型GaN基HEMT器件外延的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

提供衬底；

采用MOCVD工艺于所述衬底上依次沉积C掺杂c-GaN高阻层、本征u-GaN沟道层、AlGaN势垒层、阻镁扩散层及Mg掺杂p-GaN帽层；其中，所述阻镁扩散层包括Mg掺杂p-AlGaN层，且该Mg掺杂p-AlGaN层中的Mg通过在H₂的氛围中退火形成为Mg-H键的形式被充分钝化，以降低Mg的活性，同时该Mg掺杂p-AlGaN层中Mg的掺杂浓度大于所述Mg掺杂p-GaN帽层中Mg的掺杂浓度，以阻断所述Mg掺杂p-GaN帽层中的Mg向下扩散。

11.根据权利要求10所述的增强型GaN基HEMT器件外延的制备方法，其特征在于，所述阻镁扩散层的沉积参数为：生长温度介于700℃～1160℃之间，生长压力介于20mbar～500mbar之间。