[发明专利]增强型高电子迁移率晶体管功率器件及其制备方法

权利要求书

1.增强型高电子迁移率晶体管功率器件，其特征在于，器件包括从下至上依次叠设的衬底(1)、预铺层(2)、成核层(3)、渐变层(4)、高阻层(5)、沟道层(6)、势垒层(7)和P型层(8)，势垒层(7)上形成源极(9)和漏极(10)，P型层(8)上形成栅极(11)，分别在源极(9)和P型层(8)之间、漏极(10)和P型层(8)之间的势垒层(7)上设置钝化层(12)；P型层(8)包括InGaN超晶格(81)以及叠设在InGaN超晶格(81)上的AlGaN超晶格(82)。

2.根据权利要求1所述的增强型高电子迁移率晶体管功率器件，其特征在于，InGaN超晶格(81)包括周期交叠的InGaN势垒层(8101)和InGaN势阱层(8102)，其中，InGaN势垒层(8101)的In合金组分低于势阱层，势垒层及势阱层的厚度均大于等于0.1nm。

3.根据权利要求2所述的增强型高电子迁移率晶体管功率器件，其特征在于，InGaN势垒层(8101)中：0≤In合金含量100％；InGaN势阱层(8102)中：0In合金含量≤100％。

4.根据权利要求1所述的增强型高电子迁移率晶体管功率器件，其特征在于，AlGaN超晶格(82)包括周期交叠的AlGaN势垒层(8201)和AlGaN势阱层(8202)，其中，AlGaN势垒层(8201)的Al合金组分高于AlGaN势阱层(8202)，且AlGaN势阱层(8202)是受主掺杂层，势垒层及势阱层的厚度均大于等于0.1nm。

5.根据权利要求4所述的增强型高电子迁移率晶体管功率器件，其特征在于，AlGaN势垒层(8201)中：0Al合金含量≤100％；AlGaN势阱层(8202)中：0≤Al合金含量100％。

6.根据权利要求1所述的增强型高电子迁移率晶体管功率器件，其特征在于，P型层(8)的合金组分比Al/In＝4.7，使复合超晶格的晶格常数达到与GaN沟道层(6)材料面内晶格常数的匹配。

7.根据权利要求1所述的增强型高电子迁移率晶体管功率器件，其特征在于，P型层(8)的空穴载流子迁移率不小于1cm²V^-1S^-1，空穴载流子浓度不小于1×10¹⁷/cm³。

8.根据权利要求1所述的增强型高电子迁移率晶体管功率器件，其特征在于，衬底(1)为硅衬底，预铺层(2)为Al预铺层，成核层(3)为AlN成核层，渐变层(4)为AlGaN渐变层，高阻层(5)为GaN高阻层，沟道层(6)为GaN沟道层，势垒层(7)为AlGaN势垒层，钝化层(12)为SiN钝化层。

9.一种根据权利要求1-8任一所述的增强型高电子迁移率晶体管功率器件的制备方法，其特征在于，包括自下而上顺次生长衬底、预铺层、成核层、渐变层、高阻层、沟道层、势垒层和P型层；在势垒层上分别制备源电极和漏电极；在P型层上制备栅极；将栅极区域外的P型层进行刻蚀。

10.根据权利要求9所述的增强型高电子迁移率晶体管功率器件的制备方法，其特征在于，P型层的制备方法包括通过分子束外延法或化合物化学气相沉积法周期交叠生长InGaN势垒层和InGaN势阱层，得到InGaN超晶格结构；通过分子束外延法或化合物化学气相沉积法在InGaN超晶格结构上周期交叠生长AlGaN势垒层和AlGaN势阱层，得到P型层。