[发明专利]GaN器件及制备方法

权利要求书

1.一种GaN器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供衬底；

于所述衬底上形成异质外延叠层，所述异质外延叠层包括GaN沟道层及第一势垒层；

于所述第一势垒层上形成单层石墨烯薄膜；

图形化所述单层石墨烯薄膜，显露部分所述第一势垒层；

形成第二势垒层，所述第二势垒层覆盖所述单层石墨烯薄膜及第一势垒层；

形成SiN钝化层，所述SiN钝化层覆盖所述第二势垒层；

形成电极，所述电极贯穿所述SiN钝化层，所述电极包括源极、漏极及栅极，且所述单层石墨烯薄膜位于所述漏极下方，以在所述漏极下方形成自上而下依次堆叠的第二势垒层/单层石墨烯薄膜/第一势垒层的叠层结构，所述单层石墨烯薄膜的长度L_g与所述漏极的长度L_D及栅漏间距L_G-D的关系为L_DL_g(L_G-D+L_D)。

2.根据权利要求1所述的GaN器件的制备方法，其特征在于：所述SiN钝化层为原位SiN钝化层，所述原位SiN钝化层的厚度为50nm～300nm，其中，所述原位SiN钝化层为在同一外延腔形成的SiN钝化层。

3.根据权利要求1所述的GaN器件的制备方法，其特征在于：于所述第一势垒层上形成单层石墨烯薄膜的方法包括薄膜转移法。

4.根据权利要求1所述的GaN器件的制备方法，其特征在于：所述异质外延叠层包括位于所述衬底与所述GaN沟道层之间的缓冲层，所述缓冲层包括AlGaN缓冲层及GaN缓冲层中的一种或组合。

5.根据权利要求1所述的GaN器件的制备方法，其特征在于：所述第一势垒层包括AlN势垒层、AlGaN势垒层、InAlN势垒层或InAlGaN势垒层；所述第二势垒层包括AlN势垒层、AlGaN势垒层、InAlN势垒层或InAlGaN势垒层。

6.根据权利要求1所述的GaN器件的制备方法，其特征在于：位于所述单层石墨烯薄膜下表面的所述第一势垒层与位于所述单层石墨烯薄膜上表面的所述第二势垒层具有相同的材质及厚度。

7.根据权利要求1所述的GaN器件的制备方法，其特征在于：图形化所述单层石墨烯薄膜的方法包括采用等离子体刻蚀技术，以O₂作为刻蚀气氛，并在10W～20W的功率条件下，刻蚀所述单层石墨烯薄膜；所述单层石墨烯薄膜的形貌包括呈连续式分布或是呈分段式分布。

8.一种GaN器件，其特征在于，所述GaN器件包括：

衬底；

异质外延叠层，所述异质外延叠层位于所述衬底上，所述异质外延叠层包括GaN沟道层及第一势垒层；

单层石墨烯薄膜，所述单层石墨烯薄膜位于所述第一势垒层上，且显露部分所述第一势垒层；

第二势垒层，所述第二势垒层覆盖所述单层石墨烯薄膜及第一势垒层；

SiN钝化层，所述SiN钝化层覆盖所述第二势垒层；

电极，所述电极贯穿所述SiN钝化层，所述电极包括源极、漏极及栅极，且所述单层石墨烯薄膜位于所述漏极下方，以在所述漏极下方形成自上而下依次堆叠的第二势垒层/单层石墨烯薄膜/第一势垒层的叠层结构，所述单层石墨烯薄膜的长度L_g与所述漏极的长度L_D及栅漏间距L_G-D的关系为L_DL_g(L_G-D+L_D)。

9.根据权利要求8所述的GaN器件，其特征在于：所述第一势垒层包括AlN势垒层、AlGaN势垒层、InAlN势垒层或InAlGaN势垒层；所述第二势垒层包括AlN势垒层、AlGaN势垒层、InAlN势垒层或InAlGaN势垒层。

10.根据权利要求8所述的GaN器件，其特征在于：位于所述单层石墨烯薄膜下表面的所述第一势垒层与位于所述单层石墨烯薄膜上表面的所述第二势垒层具有相同的材质及厚度；所述单层石墨烯薄膜的形貌包括呈连续式分布或是呈分段式分布。