[发明专利]含有组分渐变高阻缓冲层的双异质结HEMT及其制作方法

权利要求书

1.一种含有组分渐变高阻缓冲层的双异质结HEMT，其特征在于，包括：

衬底；

成核层，位于衬底之上；

高阻缓冲层，位于成核层之上；

高迁移率沟道层，位于高阻缓冲层之上；

势垒层，位于高迁移率沟道层之上；

盖帽层，位于势垒层之上；

其中，所述高阻缓冲层包含：故意掺杂层和位于故意掺杂层之上的非故意掺杂组分渐变层，且该非故意掺杂组分渐变层沿着器件外延生长的方向组分渐变减少。

2.根据权利要求1所述的双异质结HEMT，其中，

所述故意掺杂层的材料为Fe或C掺杂Al_xGa_1-xN，其中Al组分的取值为：0≤x≤0.20，Fe或C的掺杂浓度为10¹⁸cm^-3-10²⁰cm^-3；和/或，

所述故意掺杂层的厚度为100nm-300nm。

3.根据权利要求1所述的双异质结HEMT，其中，

所述非故意掺杂组分渐变层的材料为Al_xGa_1-xN，其中Al组分的取值为：0≤x≤0.20；和/或，

所述非故意掺杂组分渐变层的厚度为0.5μm-2μm。

4.根据权利要求3所述的双异质结HEMT，其中，所述非故意掺杂组分渐变层中距离该非故意掺杂组分渐变层上表面厚度在20nm～40nm范围内的Al_xGa_1-xN中，Al组分沿着外延生长的方向，梯度渐变减少至0。

5.根据权利要求1所述的双异质结HEMT，其中，

所述高迁移率沟道层的材料为非故意掺杂氮化镓；和/或，

所述高迁移率沟道层的厚度为50nm-200nm；和/或，

所述势垒层的材料为非故意掺杂Al_xGa_1-xN，Al组分的取值介于10％-35％之间；和/或，

所述势垒层的厚度为10nm-30nm。

6.根据权利要求1所述的双异质结HEMT，其中，

所述盖帽层的材料为非故意掺杂氮化镓；和/或，

所述盖帽层的厚度为1-10nm；和/或，

所述衬底的材料为碳化硅、蓝宝石、氮化镓或硅；和/或，

所述成核层的厚度为0.01μm-0.50μm。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的双异质结HEMT，其中，

所述高迁移率沟道层与势垒层之间还包含一插入层，该插入层用于应变调控；

所述盖帽层之上还制作有源极、漏极和栅极。

8.根据权利要求7所述的双异质结HEMT，其中，

所述插入层为AlN插入层；和/或，

所述插入层的厚度介于1nm-5nm之间。

9.一种含有组分渐变高阻缓冲层的双异质结HEMT的制作方法，其特征在于，包括：

在衬底上生长成核层；

在成核层上生长高阻缓冲层；

在高阻缓冲层上生长高迁移率沟道层；

在高迁移率沟道层上生长势垒层；

在势垒层上生长盖帽层；

其中，所述高阻缓冲层包含：故意掺杂层和位于故意掺杂层之上的非故意掺杂组分渐变层，且该非故意掺杂组分渐变层沿着器件外延生长的方向组分渐变减少。

10.根据权利要求9所述的制作方法，还包括：

在高迁移率沟道层与势垒层之间制作插入层；

所述在衬底上制作成核层、高阻缓冲层、高迁移率沟道层、插入层、势垒层、以及盖帽层的方法包括如下方法中的一种或几种：金属有机物化学气相沉积法、分子束外延和气相外延；

所述非故意掺杂组分渐变层中距离该非故意掺杂组分渐变层上表面厚度在20nm～40nm范围内的Al_xGa_1-xN中，Al组分沿着外延生长的方向，梯度渐变减少至0。