[发明专利]一种增强型GaN基HEMT器件及其制备方法

权利要求书

1.一种增强型GaN基HEMT器件，其特征在于：包括从下往上依次层叠的：

衬底层、由氮化镓和氮化铝构成的缓冲层、氮化镓沟道层、第一势垒层、P型帽层、氮化硅钝化层；

所述增强型GaN基HEMT器件还包括：

设于所述P型帽层和所述第一势垒层中的N型扩散层；

设于所述第一势垒层上表面的源电极和漏电极；

设于所述P型帽层上表面的栅电极，所述栅电极位于所述源电极和所述漏电极之间；

所述氮化硅钝化层位于所述栅电极和所述源电极之间，以及所述栅电极和所述漏电极之间；

所述N型扩散层位于所述栅电极和所述漏电极之间，以及所述栅电极和所述源电极之间；

所述N型扩散层的上表面与所述P型帽层的上表面齐平，所述N型扩散层沿竖直方向穿透所述P型帽层且其下表面位于所述第一势垒层中，所述第一势垒层的厚度为3-40nm，所述N型扩散层深入所述第一势垒层的距离大于0且小于等于30nm；

所述栅电极和所述漏电极之间两两间隔的设有多个所述N型扩散层，所述栅电极和所述漏电极之间的距离为2-50000nm，所述N型扩散层的宽度为200nm-20000nm；

所述第一势垒层的材料为AlGaN材料、AlInN材料、AlScN材料、AlN材料、AlInGaN材料、AlInScN材料、AlGaScN材料中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种增强型GaN基HEMT器件，其特征在于：所述N型扩散层两两之间的间隔为200nm-20000nm。

3.根据权利要求1所述的一种增强型GaN基HEMT器件，其特征在于：所述栅电极和所述漏电极之间所述N型扩散层的个数大于1且小于等于25。

4.根据权利要求1所述的一种增强型GaN基HEMT器件，其特征在于：所述衬底层的材料为N型掺杂硅材料、氮化镓材料、蓝宝石材料中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种增强型GaN基HEMT器件，其特征在于：所述P型帽层为P型GaN层、P型InAlN层、P型AlGaN层、P型InAlGaN层中的一种。

6.一种增强型GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）准备衬底层；

（2）在所述衬底层上生长由氮化镓和氮化铝构成的缓冲层；

（3）在所述缓冲层上生长氮化镓沟道层；

（4）在所述氮化镓沟道层上生长厚度为10-100纳米的第一势垒层；

（5）在所述第一势垒层上生长厚度为40-200纳米的P型帽层；

（6）在所述P型帽层上沉积厚度为30-50纳米的氮化硅钝化层；

（7）在所述P型帽层和所述第一势垒层上利用光刻胶为掩膜，采用离子注入工艺，通过退火激活工艺，在栅源之间的区域和栅漏之间的区域制作N型扩散层；所述N型扩散层在所述P型帽层和所述第一势垒层中；

（8）通过掩膜刻孔工艺刻蚀掉部分所述氮化硅钝化层和部分所述P型帽层，在所述第一势垒层上形成源电极和漏电极；

（9）通过掩膜刻孔工艺刻蚀掉部分所述氮化硅钝化层，在所述P型帽层上形成栅电极；

所述第一势垒层的材料为AlGaN材料、AlInN材料、AlScN材料、AlN材料、AlInGaN材料、AlInScN材料、AlGaScN材料中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种增强型GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：在步骤（5）中，所述P型帽层的掺杂浓度为1*10¹⁸-5*10¹⁹cm^-3，掺杂杂质为C、Mg中的一种或两种。

8.根据权利要求6所述的一种增强型GaN基HEMT器件的制备方法，其特征在于：在步骤（7）中，注入的离子为Si离子，能量为20-100KeV；剂量为2*10¹⁵-1*10¹⁶cm^-2。