[发明专利]一种GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构及其制备方法

权利要求书

1.一种GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构，其特征在于，从下至上依次包括：GaAs衬底（1）、GaAs缓冲层（2）、第一i-GaAs层（3）、第一平面掺杂层（4）、第一spacer层（5）、i-InGaAs层（6）、第二spacer层（7）、第二平面掺杂层（8）、i-AlGaAs层（9）、n-GaAs层（10）、第二i-GaAs层（11）、P-GaAs层(12)。

2.如权利要求1所述的GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构，其特征在于，所述GaAs缓冲层（2）的厚度为300~1000nm，所述第一i-GaAs层（3）的厚度为20~200nm，所述第一平面掺杂层（4）的厚度为0.1~1nm，所述第一spacer层（5）的厚度为2~4nm，所述i-InGaAs层（6）的厚度为10~14nm，所述第二spacer层（7）的厚度为2~4nm，所述第二平面掺杂层（8）的厚度为0.1~1nm，所述i-AlGaAs层（9）的厚度为30~60nm ，所述n-GaAs层（10）的厚度为30~2000nm，所述第二i-GaAs层（11）的厚度为500~5000nm，所述P-GaAs层（12）的厚度为100~300nm。

3.一种基于权利要求1所述的GaAs复合PHEMT-PIN的外延材料结构的制备方法，其特征在于，采用金属有机物化学气相沉积MOCVD或分子束外延MBE的生长方法，进行以下步骤：

1）选择砷化镓GaAs材料的单晶作为衬底（1）；

2）在衬底（1）上，生长300~1000nm的GaAs缓冲层（2）；

3）在GaAs缓冲层（2）上，生长20~200nm的不掺杂GaAs，形成第一i-GaAs层（3）；

4）在第一 i-GaAs层（3）上，生长0.1~1nm的平面掺杂硅，形成第一平面掺杂层（4）；

5）在第一平面掺杂层（4）上，生长2~4nm的不掺杂AlGaAs，形成第一spacer层（5）；

6）在第一spacer层（5）上，生长10~14nm不掺杂的InGaAs，形成i-InGaAs层（6）；

7）在i-InGaAs层（6）上，生长2~4nm不掺杂的AlGaAs，形成第二spacer层（7）；

8）在第二spacer层（7）上，生长0.1~1nm的平面掺杂硅，形成第二平面掺杂层（8）；

9）在第二平面掺杂层（8）上，生长30~60nm的不掺杂AlGaAs，形成i-AlGaAs层（9）；

10）在i-AlGaAs层（9）上，生长30~2000nm高掺杂的n型GaAs，形成n-GaAs层（10）；

11）在n-GaAs层（10）上，生长500~5000nm不掺杂的n型GaAs，形成第二i-GaAs层（11）；

12）在第二i^-GaAs层（11）上，生长100~300nm高掺杂的p型GaAs，形成P-GaAs层（12）。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一平面掺杂层中硅的浓度为1E12/cm^-3，所述第二平面掺杂层中硅的浓度为4E12/cm^-3，所述n-GaAs层中n型GaAs的浓度>2E18/cm^-3，所述P-GaAs层中p型GaAs的浓度>1E19/cm^-3。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，GaAs缓冲层（2）的厚度为700nm，步骤3）中，是在GaAs缓冲层（2）上，生长50nm的不掺杂GaAs，形成第一i-GaAs层（3），步骤11）中，是在n-GaAs层（10）上，生长3000nm不掺杂的n型GaAs，形成第二i-GaAs层（11）。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤4）中，是在第一 i-GaAs层（3）上，生长0.5nm的平面掺杂硅，形成第一平面掺杂层（4）；步骤8）中，是在第二spacer层（7）上，生长0.5nm的平面掺杂硅，形成第二平面掺杂层（8）。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤5）中，是在第一平面掺杂层（4）上，生长4nm的不掺杂AlGaAs，形成第一spacer层（5），步骤7）中，是在i-InGaAs层（6）上，生长4nm不掺杂的AlGaAs，形成第二spacer层（7）。