[发明专利]一种倒装增强型GaN HEMT器件及其制备方法

权利要求书

1.一种倒装增强型GaN HEMT器件，其特征在于，包括增强型GaN HEMT外延阵列、键合金属和目标衬底，所述目标衬底通过所述键合金属与所述增强型GaN HEMT外延阵列键合形成所述倒装增强型GaN HEMT器件；

所述增强型GaN HEMT外延阵列包括从下往上依次层叠的：

衬底层、GaN缓冲层、重掺杂GaN牺牲层、P-GaN高阻层、目标层和P-GaN帽层；所述目标层包括AlGaN势垒层、AlN插入层和GaN过渡层；

所述增强型GaN HEMT外延阵列还包括：

设于所述目标层上表面的源电极和漏电极；

设于所述P-GaN帽层上表面的栅电极；

包裹所述增强型GaN HEMT外延阵列的SiO₂包裹层。

2.根据权利要求1所述的一种倒装增强型GaN HEMT器件，其特征在于，所述目标衬底为si目标衬底和Si基MOSFET中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种倒装增强型GaN 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。

4.根据权利要求1所述的一种倒装增强型GaN HEMT器件，其特征在于，所述GaN缓冲层的厚为1200～1500nm，所述GaN缓冲层包括厚度为200-500nm的成核层，厚度为500nm的轻掺杂层和厚度为500nm的未掺杂层。

5.根据权利要求3所述的一种倒装增强型GaN HEMT器件，其特征在于，所述成核层为GaN成核层和AlN成核层中的任意一种；所述轻掺杂层的掺杂浓度为3～5×10¹⁸cm^-3。

6.根据权利要求1所述的一种倒装增强型GaN HEMT器件，其特征在于，所述重掺杂GaN牺牲层的厚度为300～400nm，所述重掺杂GaN牺牲层使用Si元素实现n型掺杂，所述n型掺杂的掺杂浓度为1.0～2.0×10¹⁹cm^-3。

7.根据权利要求1所述的一种倒装增强型GaN HEMT器件，其特征在于，所述P-GaN高阻层的厚度为100～200nm，所述P-GaN高阻层使用Fe或Mg元素掺杂实现P型掺杂，所述P型掺杂的掺杂浓度为1～2×10¹⁸cm^-3。

8.根据权利要求1所述的一种倒装增强型GaN HEMT器件，其特征在于，所述目标层包括厚度为20～25nm的AlGaN势垒层、厚度为1～2nm的AlN插入层和厚度为600～900nm的GaN过渡层；所述目标层的Al组分为0.2～0.3。

9.根据权利要求1所述的一种倒装增强型GaN HEMT器件，其特征在于，所述P-GaN帽层的厚度为50～100nm，所述P-GaN帽层的掺杂浓度为1～3×10¹⁹cm^-3。

10.一种倒装增强型GaN HEMT器件的制备方法，其特征在于，包括：

制备增强型GaN HEMT外延阵列；

在所述增强型GaN HEMT外延阵列的源电极、漏电极和栅电极位置沉积键合金属；

选择与所述增强型GaN HEMT外延阵列大小一致的目标衬底；

在所述目标衬底上通过光刻方法图形化电极区域；

使用电子束蒸发蒸镀所述键合金属；

将所述目标衬底通过所述键合金属与所述键合金属进行键合，以制备得到所述倒装增强型GaN HEMT器件。