[发明专利]一种晶体管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种晶体管及其制备方法，涉及半导体技术领域，该晶体管包括衬底，以及依次层叠于衬底上的成核层、缓冲层、复合高阻层、GaN沟道层、AlGaN势垒层以及GaN帽层，复合高阻层包括第一子层和设于第一子层之上的第二子层，第一子层为Si₃N₄层，第二子层包括n个周期性层叠的C掺杂GaN层以及ZnO层，通过该设置，可有效提升复合高阻层的晶体质量，降低漏电电流，提高器件的可靠性和使用寿命。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体为一种晶体管及其制备方法。

背景技术

随着GaN基发光二极管大量应用于固态照明领域以及显示领域，GaN基发光二极管吸引着越来越多的人关注。目前，GaN基发光二极管已经实现工业化生产、在背光源、照明、景观灯等方面都有应用。

现有技术的GaN基器件为了减少截止状态下的漏电流，需要在外延结构中生长高阻GaN层，而为了获得高电阻值的GaN层，通常使用的方法为掺杂法，其中掺杂元素多为金属元素（Fe、Mg）和碳（C）元素，相比于金属元素，C惨杂没有记忆效应，不会“污染”后续外延生长的薄膜，通过改变外延生长条件，例如改变Ⅴ/Ⅲ比（氮源和Ga源的摩尔质量浓度的比值）、腔室压力、生长速率和温度，即可实现薄膜中并入的C浓度，实现高阻值GaN层。

通过C掺杂方式，需通过改变外延生长条件实现高阻值的GaN层，这类掺杂方式会牺牲掉GaN薄膜的晶体质量，降低器件的寿命和可靠性。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种晶体管及其制备方法，以解决背景技术中，通过C掺杂方式实现高阻值的GaN层，会牺牲掉GaN薄膜的晶体质量，降低器件的寿命和可靠性的技术问题。

本发明在于提供一种晶体管，包括衬底，以及依次层叠于所述衬底上的成核层、缓冲层、复合高阻层、GaN沟道层、AlGaN势垒层以及GaN帽层，所述复合高阻层包括第一子层和设于所述第一子层之上的第二子层；

所述第一子层为Si₃N₄层；

所述第二子层包括n个周期性层叠的C掺杂GaN层以及ZnO层。

进一步地，在所述第二子层中，所述C掺杂GaN层层叠于所述第一子层的上方，所述ZnO层层叠于所述C掺杂GaN层的上方。

进一步地，在所述第二子层中，每层所述C掺杂GaN层中碳的掺杂浓度为0.5×10²⁰cm^-3-5×10²⁰cm^-3，每层所述C掺杂GaN层的厚度为45nm-200nm。

进一步地，在所述第二子层中，每层所述ZnO层的厚度为45nm-200nm。

进一步地，在所述第二子层中，所述n为正整数且其取值范围为5-12。

进一步地，所述第一子层的厚度为50nm-300nm。

进一步地，所述晶体管还包括AlN插入层，所述AlN插入层设于所述GaN沟道层和所述AlGaN势垒层之间。

本发明的另一方面在于提供一种晶体管的制备方法，用于制备上述所述的晶体管，所述方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次生长成核层、缓冲层、复合高阻层、GaN沟道层、AlN插入层、AlGaN势垒层以及GaN帽层；

生长所述复合高阻层的方法包括：

在所述缓冲层上依次生长第一子层和第二子层以形成所述复合高阻层；

其中，所述第一子层为Si₃N₄层，所述第二子层包括n个周期性层叠的C掺杂GaN层以及ZnO层。

进一步地，在生长所述第一子层的步骤中：