[发明专利]基于双异质结和异质集成衬底的HEMT器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于双异质结和异质集成衬底的HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括：

提供第一衬底，并在所述第一衬底的上表面进行离子注入，形成第二衬底；

在所述第二衬底的上表面形成键合中间层，并将β-Ga₂O₃转印到所述键合中间层的上表面，对β-Ga₂O₃层进行减薄，形成异质结衬底；

在所述异质结衬底的上表面生长一层β-Ga₂O₃，作为缓冲层；

在所述缓冲层的上表面依次生长次势垒层、第一掺杂层、第一异质结层、量子阱层、第二异质结层、第二掺杂层以及主势垒层；

在所述主势垒层的上表面两侧进行离子注入，形成源极欧姆接触区以及漏极欧姆接触区；所述源极欧姆接触区以及所述漏极欧姆接触区延伸至所述缓冲层；

在所述源极欧姆接触区上形成源极，在所述漏极欧姆接触区上形成漏极，在所述主势垒层的上表面形成栅极。

2.根据权利要求1所述的基于双异质结和异质集成衬底的HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述第一衬底的材料包括：β-Ga₂O₃、Si、SiC或者蓝宝石。

3.根据权利要求1所述的基于双异质结和异质集成衬底的HEMT器件的制备方法，其特征在于，在所述第一衬底的上表面进行离子注入的工艺，注入的离子类型包括氦、铁或者镁，注入角度为7°。

4.根据权利要求1所述的基于双异质结和异质集成衬底的HEMT器件的制备方法，其特征在于，形成所述键合中间层的工艺包括：

利用原子层沉积技术形成所述键合中间层，所述键合中间层的材料包括三氧化二铝，所述键合中间层的厚度为5nm～30nm。

5.根据权利要求1所述的基于双异质结和异质集成衬底的HEMT器件的制备方法，其特征在于，所述将β-Ga₂O₃转印到所述键合中间层的上表面，对β-Ga₂O₃层进行减薄，形成异质结衬底，包括：

将厚度为300nm～800nm的β-Ga₂O₃转印到所述键合中间层的上表面；

利用刻蚀工艺将β-Ga₂O₃层减薄至小于100nm，形成异质结衬底。

6.根据权利要求1所述的基于双异质结和异质集成衬底的HEMT器件的制备方法，其特征在于，形成所述缓冲层的工艺包括：

在氧等离子体的氛围下，利用分子束外延生长工艺生长100nm～500nm的β-Ga₂O₃，作为缓冲层。

7.根据权利要求1所述的基于双异质结和异质集成衬底的HEMT器件的制备方法，其特征在于，

所述次势垒层以及所述主势垒层的材料包括β-(Al_xGa_1-x)₂O₃，x的取值范围为0.1～0.5，生长温度范围为700℃～750℃；

所述第一异质结层以及所述第二异质结层的材料包括：β-Ga₂O₃以及β-(Al_xGa_1-x)₂O₃，生长温度范围为700℃～750℃；

所述第一掺杂层以及所述第二掺杂层的掺杂材料包括硅掺杂，生长温度范围为870℃～900℃。