[实用新型]提高压电极化强度的新型HEMT

说明书

技术领域

本实用新型属于微电子技术领域，具体涉及一种提高压电极化强度的新型HEMT。

背景技术

传感器技术是现代科学技术发展水平的重要标志，其中压力传感器是应用最为广泛的一类。传统的压力传感器以机械结构型的器件为主。随着半导体技术与MEMS技术的发展，人们以硅作为主要材料，采取电容、压阻等多种形式，开发了硅微压力传感器，其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好。当今应用与研究范围又有所扩展，人们又开始重视开发能够直接工作在恶劣环境下的微压力传感器。随着对宽禁带半导体的研究深入，发现宽禁带半导体GaN（禁带宽度3.4eV）传感器可以不用冷却在高温下探测化学、气体、生物、辐射以及发送信号给中央控制器。AlGaN/GaN HEMT已经被证明具有高频、耐高压、耐高温和抗辐射特性，是高功率放大器和电力电子器件最具潜力的器件。AlGaN/GaN HEMT中决定电流电压特性的二维电子气（2DEG）面电子密度不仅受到势垒层AlGaN中Al组分等外延层材料特性的影响，而且受到势垒层AlGaN自发极化和压电极化强弱的影响，势垒层AlGaN压电极化对负载压力很敏感，同时，GaN材料在高温下化学稳定性好，这些特性使得AlGaN/GaN HEMT将会成为一种在高温环境下工作的压力传感器良好选择。但常规AlGaN/GaN HEMT的结构在用作压力传感器时依旧存在着灵敏度的问题。主要原因是AlGaN/GaN层之间的压电极化强度并不足够大，这导致了压力传感器检测灵敏度不足。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出了一种提高压电极化强度的新型HEMT。

本实用新型一种提提高压电极化强度的新型HEMT，包括衬底、GaN缓冲层、In_0.2Ga_0.8N层、GaN层、隔离层AlN、Al_0.3Ga_0.7N层和GaN帽层；

所述的衬底上外延生长出缓冲层GaN；在GaN缓冲层上生长In_0.2Ga_0.8N层；接着在In_0.2Ga_0.8N层上面外延生长GaN沟道层；之后在沟道层GaN上外延生长隔离层AlN，主要是提高AlGaN/GaN结的势垒导带差；接着在隔离层AlN上外延生长非掺杂Al_0.3Ga_0.7N势垒层；在势垒层上生长非掺杂GaN帽层；最后在帽层上设置晶体管的栅极、源极和漏极。

所述的衬底为蓝宝石衬底、硅衬底或碳化硅衬底；

所述的GaN缓冲层为层厚度为2μm；

所述的In_0.2Ga_0.8N层厚度为8nm；

所述的GaN沟道层厚度为14nm；

所述的AlN隔离层厚度为1nm；

所述的Al_0.3Ga_0.7N势垒层厚度为20nm；

所述的GaN帽层厚度为2nm；

所述的栅极金属为Ni或者Au，源极和漏极金属为钛、铝、镍、金中的一种，选择器件的栅长为0.75μm，栅宽为100μm，栅极与源极、栅极与漏极之间距离都为1.2μm。

本实用新型方法中外延生长采用金属有机物化学气相淀积（MOCVD）手段，本实用新型的实用新型点在于对器件的外延层结构的改变。

有益效果：本实用新型通过改变器件的外延层结构，使得这种新型器件在作为压力传感器工作时具有较高的敏感度。

附图说明

图1为本实用新型器件的剖面结构图；

图2为本实用新型器件外延层中的压电极化示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示：一种提高压电极化的新型HEMT结构包括：蓝宝石衬底。GaN缓冲层，InGaN层，GaN层，AlN插入层，AlGaN层，GaN帽层：