[发明专利]一种HEMT器件及其制备方法

说明书

本发明的目的是提供一种HEMT器件及其制备方法，与现有技术相比，本发明的HEMT器件具备高电阻率、高电子迁移率，通过氧离子注入形成高阻氮化镓和Al₂O₃。比传统器件具有良好的电流密度和低泄漏电流，更高的器件击穿电压，具有良好导热性使器件能在较高温条件下工作。而且通过自支撑衬底材料，解决了现有的外延层晶格失配大，缺陷密度大的问题，改善了界面性能，进一步的提升了HEMT器件的性能、良品率。

技术领域

本发明属于半导体技术中的器件制造领域，具体的涉及一种HEMT器件及其制备方法。

背景技术

GaN基材料具有禁带宽度大、击穿场强高、极化系数高、电子迁移率和电子饱和漂移速度高等一系列材料性能优势,是制备新一代高性能电力电子器件的优选材料,具有重要的应用前景。GaN基材料对于光电子器件和微电子器件都有着极大的吸引力。GaN基材料具有禁带宽、击穿电压高、电子饱和漂移速度高以及热稳定性好等特点,而且同AlGaN合金材料能构成理想的异质结,其异质界面上大的导带偏移以及GaN基材料自身高的压电极化和自发极化强度可产生高密度的二维电子气，电子气密度比AlGaAs/GaAs异质结高约一个数量级，因而适于制作高温、高频、大功率电子器件。

目前，AlGaN/GaN异质结HEMT器件由于其电子饱和速度高、击穿场强高、截止频率高、饱和电流高等特点，十分适合高频高功率的工作场合，但面临着两个问题：散热性能不佳与饱和电子速率受限。目前最广泛应用的生长GaN材料的衬底是蓝宝石衬底，具有成本低、技术成熟、稳定性好、机械强度高等优点。

现阶段，由于异质结界面处的二维电子气存在,在实际应用中需要相对复杂的栅驱动电路,以及不满足失效安全要求。因此,在GaN基功率电子器件应用中,增强型GaN基HEMT成为了重要的技术目标。

但是传统的AlGaN/GaN异质结HEMT器件散热性能不好，不能在较高温条件下工作。同类产品大多使用非自支撑氮化镓衬底材料，造成外延层晶格失配大，缺陷密度大，材料生长工艺复杂。

因此合理的设计一种HEMT器件以及配套的可实施的制备方法来克服现有技术的不足是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种HEMT器件，以解决现有的HEMT器件散热性能不好，不能在较高温条件下工作、外延层晶格失配大，缺陷密度大的技术问题。

本发明另一目的是提供一种HEMT器件的制备方法，以解决现有的HEMT器件的制备方法工艺复杂，且制备出来的器件散热性能差，界面性能不佳的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种HEMT器件，包括：

AlGaN层，所述AlGaN层结合于所述衬底的一表面；

源极和漏极，分别欧姆接触设置于所述AlGaN层的彼此间隔两部分的表面上；

缓冲层，所述缓冲层包括第一保护层、AlN层、第二保护层；所述第一保护层与第二保护层分别贴合设置于所述AlN层的两侧，且所述第一保护层的一端与所述源极的一端紧贴设置，所述第二保护层的一端与所述漏极的一端紧贴设置；所述缓冲层层叠结合于所述AlGaN层背离所述衬底的表面；

P型GaN层，层叠结合于所述AlN层背离所述AlGaN层的表面；所述P型GaN层的两侧贴合有第一高阻氮化镓层，第二高阻氮化镓层，且所述第一高阻氮化镓层的一端与所述源极的一端紧贴设置，所述第二高阻氮化镓层的一端与所述漏极的一端紧贴设置；所述第一高阻氮化镓层，第二高阻氮化镓层分别层叠结合于所述第一保护层与第二保护层背离所述AlGaN层的表面；

栅极，层叠结合于所述P型GaN层背离所述AlN层的表面；