[发明专利]一种GaN半导体器件及其制备方法

权利要求书

1.一种GaN半导体器件，其特征在于：包括自下而上依次设置的衬底、设置在衬底上的GaN通道层、设置在GaN通道层上的InGaN插入层和设置在InGaN插入层上的InAIN阻挡层，所述InAIN阻挡层上光刻出源级区域和漏极区域，源级区域和漏极区域设置有栅极区域，所述源级区域设有源级、漏极区域设有漏极、栅极区域设有栅极，所述源级、漏极和栅极一步成型。

2.根据权利要求1所述的一种GaN半导体器件，其特征在于：所述衬底所用材料为SIC，所述GaN通道层的生长采用TMGa为Ga源和NH3气体的混合气体作为原料。

3.根据权利要求1所述的一种GaN半导体器件，其特征在于：所述InGaN插入层的生长，采用AI源的TMAI气体或TEAI气体和作为N源的NH3作为原料。

4.根据权利要求1所述的一种GaN半导体器件，其特征在于：所述InAIN阻挡层的生长，采用TMIn气体、TMAI气体和NH3气体的混合气体作为原料。

5.根据权利要求1所述的一种GaN半导体器件，其特征在于：所述源极、漏极和栅极所用材质均为钛、铝、镍、金、铂、铱、钼、钽、铌、钴、锆、钨或氮化钛等中的至少一种，所述源极、漏极和栅极的结构相同。

6.一种GaN半导体器件的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：制作衬底：通过材料SiC制作SiC衬底；

S2：GaN通道层：在S1步骤制作的SiC衬底上生长形成GaN通道层；

S3：InGaN插入层：在S2步骤中形成的GaN通道层上生长形成InGaN插入层；

S4：InAIN阻挡层：在S3步骤中形成的InGaN插入层上生长形成InAIN阻挡层；

S5：源级、漏极和栅极：在S4步骤中形成的InAIN阻挡层之上设置源级、漏极和栅极。

7.根据权利要求6所述的一种GaN半导体器件的制备方法，其特征在于：所述源级、漏极和栅极，采用光刻技术和气相沉积/剥离技术，分别在预定源极形成区域和预定漏极形成区域形成源极和漏极，采用光刻技术和气相沉积/剥离技术，在预定栅电极形成区域形成栅极。

8.根据权利要求7所述的一种GaN半导体器件的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中InGaN插入层的厚度为≤1nm，且C轴长度为≥0.5nm。

9.根据权利要求8所述的一种GaN半导体器件的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中在GaN通道层上形成InGaN插入层的GaN器件结构下，所述GaN通道层和InGaN插入层之间的界面附近产生二维电子气体。

10.根据权利要求9所述的一种GaN半导体器件的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的工艺参数为：生长温度范围为490℃-590℃之间，Al的流速范围为520μmol/min-620μmol/min之间，NH3的流速范围为6L/min-8L/min之间。