【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體材料領域，具體涉及一種gan基hemt外延片及其制備方法和用途。
技術介紹
1、目前，氮化鎵(gan)作為第三代寬禁帶半導體材料的代表，更寬的帶隙、更大的臨界擊穿電場以及高飽和電子速度、耐高溫、抗輻射、導熱性好、介電常數小等特點，受到了越來越多的關注。在algan/gan異質結界面就可以形成的具有高電子濃度和高電子遷移率的二維電子氣，使其在大功率、高電壓的hemt器件中有巨大的潛在應用價值。
2、現有gan基高電子遷移率晶體管(hemt)的外延生長方法是在襯底(硅或者藍寶石)上直接依次生長aln緩沖層、alxga1-xn緩沖層、gan高阻層、gan溝道層、aln插入層及algan勢壘層；其中，高阻層由于其高電阻特性，可以作為有效的電子阻擋層，有助于在algan/gan異質結構中形成高電子遷移率的二維電子氣，當前獲得gan高阻層的方法是在外延生長過程中引入高濃度的fe、c等雜質獲得高阻層。
3、如cn115360236a公開了一種具有高阻緩沖層的gan?hemt器件及其制備方法，所述器件包括自下而上依次設置的襯底、aln成核層、應力調控層、高阻緩沖層、gan溝道層、aln插入層、algan勢壘層和gan蓋帽層，其中，高阻緩沖層自下而上依次包括摻fe的gan緩沖層、六方bn緩沖層和摻c的gan緩沖層；gan蓋帽層的上表面設置有相互間隔的源電極、漏電極和柵電極，源電極和漏電極與algan勢壘層形成歐姆接觸；柵電極與algan勢壘層形成肖特基接觸。
4、然而，在外延生長過程中引入高
技術實現思路
1、鑒于現有技術中存在的問題，本專利技術的目的在于提供一種gan基hemt外延片及其制備方法和用途，以解決高阻層長晶質量差、存在漏電的缺陷。
2、為達此目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供了一種gan基hemt外延片，所述gan基hemt外延片包括：
4、襯底，從下至上依次設置于襯底上的成核層、高阻層、溝道層、插入層、勢壘層和蓋帽層；
5、所述高阻層包括垂直所述高阻層設置方向交替配合設置的p型algan層和n型gan層。
6、本專利技術提供的gan基hemt外延片，通過設計特定的高阻層，利用特定結構和組成的高阻層，得到高長晶質量的高阻層，有利于避免漏電，從而提升器件的耐壓性能。
7、作為本專利技術優選的技術方案，所述成核層為厚度為15-20nm的aln成核層。
8、作為本專利技術優選的技術方案，所述高阻層為設置有第一凹槽的n型gan層和設置于第一凹槽內的p型algan層；
9、或，所述高阻層為設置有第二凹槽的p型algan層和設置于第二凹槽內的n型gan層。
10、優選地，所述設置有第一凹槽的n型gan層的厚度為5-20μm。
11、優選地，所述第一凹槽的深度為5-20μm。
12、優選地，所述第一凹槽的寬度為2-2.5μm。
13、優選地，所述設置于第一凹槽內的p型algan層的厚度等于所述第一凹槽的深度。
14、優選地，所述設置有第二凹槽的p型algan層的厚度為5-20μm。
15、優選地，所述第二凹槽的深度為5-20μm。
16、優選地，所述第二凹槽的寬度為2-2.5μm。
17、優選地，所述設置于第二凹槽內的n型gan層的厚度等于所述第二凹槽的深度。
18、作為本專利技術優選的技術方案，所述溝道層為厚度為50-200nm的gan溝道層。
19、優選地，所述插入層為厚度為1-1.5nm的aln插入層。
20、優選地，所述勢壘層為厚度為20-30nm的algan勢壘層。
21、優選地，所述蓋帽層為厚度為10-20nm的gan蓋帽層。
22、第二方面，本專利技術提供了如第一方面所述的gan基hemt外延片的制備方法，所述制備方法包括：
23、在襯底上依次進行aln成核層生長、p型algan-n型gan高阻層生長、gan溝道層生長、aln插入層生長、algan勢壘層生長和gan蓋帽層生長，得到gan基hemt外延片。
24、作為本專利技術優選的技術方案，所述aln成核層生長的生長溫度為600-1200℃。
25、優選地，所述aln成核層生長的生長壓力為50-200mbr。
26、優選地，所述aln成核層生長所得aln成核層的厚度為15-20nm。
27、作為本專利技術優選的技術方案，所述p型algan-n型gan高阻層生長包括依次進行的基層生長、基層溝槽刻蝕和溝槽填充生長。
28、優選地，所述基層生長包括n型gan層生長或p型algan層生長。
29、優選地，所述基層生長為n型gan層生長時，所述溝槽填充生長為p型algan溝槽填充生長。
30、優選地，所述n型gan層生長中所用載氣包括氮氣。
31、優選地，所述n型gan層生長中所用載氣的流量為50-100slm。
32、優選地，所述n型gan層生長中所用ga源包括tmga。
33、優選地，所述n型gan層生長中所用ga源的流量為100-500sccm。
34、優選地，所述n型gan層生長中所用氮源包括氨氣。
35、優選地，所述n型gan層生長中所用氮源的流量為10-50slm。
36、優選地，所述n型gan層生長中所用硅源包括硅烷。
37、優選地，所述n型gan層生長中所用硅源的流量為50-100sccm。
38、優選地，所述n型gan層生長中的生長溫度為1000-1100℃。
39、優選地，所述n型gan層生長中的生長壓力為50-600mbar。
40、優選地，所述n型gan層生長所得n型gan層的摻雜濃度為1×1017-1×1018atom/cm3。
41、優選地，所述p型algan溝槽填充生長中所用載氣包括氮氣。
42、優選地，所述p型algan溝槽填充生長中所用載氣的流量為50-100slm。
43、優選地，所述p型algan溝槽填充生長中所用ga源包括tmga。
44、優選地，所述p型algan溝槽填充生長中所用ga源的流量為100-500sccm。
45、優選地，所述p型algan溝槽填充生長中所用氮源包括氨氣。
46、優選地，所述p型algan溝槽填充生長中所用氮源的流量為10-50slm。
47、優選地，所述p型algan溝槽填充生長中所用鋁源包括tmal。<本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種GaN基HEMT外延片，其特征在于，所述GaN基HEMT外延片包括：
2.如權利要求1所述的GaN基HEMT外延片，其特征在于，所述成核層為厚度為15-20nm的AlN成核層。
3.如權利要求1或2所述的GaN基HEMT外延片，其特征在于，所述高阻層為設置有第一凹槽的N型GaN層和設置于第一凹槽內的P型AlGaN層；
4.如權利要求1-3任一項所述的GaN基HEMT外延片，其特征在于，所述溝道層為厚度為50-200nm的GaN溝道層；
5.一種如權利要求1-4任一項所述的GaN基HEMT外延片的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：
6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述AlN成核層生長的生長溫度為600-1200℃；
7.如權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述P型AlGaN-N型GaN高阻層生長包括依次進行的基層生長、基層溝槽刻蝕和溝槽填充生長；
8.如權利要求5-7任一項所述的制備方法，其特征在于，所述GaN溝道層生長中所用載氣包括氮氣；
9.如權利要
10.一種如權利要求1-5任一項所述的GaN基HEMT外延片的用途，其特征在于，所述用途包括：
...【技術特征摘要】
1.一種gan基hemt外延片，其特征在于，所述gan基hemt外延片包括：
2.如權利要求1所述的gan基hemt外延片，其特征在于，所述成核層為厚度為15-20nm的aln成核層。
3.如權利要求1或2所述的gan基hemt外延片，其特征在于，所述高阻層為設置有第一凹槽的n型gan層和設置于第一凹槽內的p型algan層；
4.如權利要求1-3任一項所述的gan基hemt外延片，其特征在于，所述溝道層為厚度為50-200nm的gan溝道層；
5.一種如權利要求1-4任一項所述的gan基hemt外延片的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚力軍，費磊，郭付成，邊逸軍，左萬勝，
申請(專利權)人：晶豐芯馳上海半導體科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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