一种制造复合背势垒氮化镓异质结场效应管的方法

摘要

本发明是一种复合背势垒氮化镓异质结场效应管的制造方法，在衬底上依次生长GaN缓冲层，后掺杂GaN势垒层、AlGaN背势垒层、前掺杂GaN背势垒层、AlGaN/GaN锯齿背势垒层、GaN沟道层和前势垒层，构成复合背势垒异质结构场效应管。优点：消除了AlGaN缓冲层带来的热导率下降的弊病。既减轻了掺杂背势垒中的掺杂量，又抬高背势垒，强化沟道阱的量子限制，有效阻止电子溢出沟道阱进入缓冲层产生电流崩塌。

主权项

一种制造复合背势垒氮化镓异质结场效应管的方法，其特征是包括如下工艺步骤：一、针对选定的前势垒，选取相应的不掺杂GaN沟道层和AlGaN背势垒层，再在后面叠加层厚逐次减薄的GaN层和Al组份比逐次降低的AlGaN层，构成AlGaN/GaN锯齿背势垒；沟道层旁的Al_0.4Ga_0.6N势垒强化沟道阱的量子限制，由锯齿背势垒末端的Al_0.1Ga_0.9N层来降低末端的正极化电荷，提高界面阱的阱位；自洽求解薛定谔方程和泊松方程计算由前述势垒和缓冲层构成的沟道阱能带，设计锯齿背势垒结构使零栅压下沟道阱中的电子波函数不渗透到界面阱和缓冲层中,切断AlGaN势垒层，消除AlGaN缓冲层产生的热导率下降的弊病；二、在设计的沟道层和AlGaN/GaN锯齿背势垒后面再加上p型掺杂GaN层、AlGaN插入层和p型掺杂GaN层；自洽求解薛定谔方程和泊松方程，研究掺杂背势垒空间电荷和AlGaN插入层极化电荷对沟道阱能带的影响，设计出在大射频栅压变化下确保沟道电子波函数始终不进入背势垒界面阱和缓冲层的复合背势垒，减少掺杂背势垒和p型掺杂GaN层中的掺杂量，降低沟道层晶体缺陷密度；三、计算大射频栅压摆动下的复合背势垒能带，沟道阱电子的量子限制，各子能带的能级和电子波函数，调节沟道层、AlGaN/GaN锯齿背势垒层、掺杂背势垒层和AlGaN插入层的结构参数，使大射频栅压摆动下，沟道阱始终保持强量子限制；而且沟道阱中的电子气密度、夹断电压参数满足器件设计要求。