【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体领域，尤其涉及一种具有阶梯周期缓冲层的氮化镓hemt器件及其制造方法。
技术介绍
1、本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
2、参照图1所示，现有氮化镓hemt器件的外延层结构如下：从下至上依次包括衬底1(如silicon)、成核层2、超晶格缓冲层4，高碳gan层5((碳浓度大于1018cm-3))，低碳gan沟道层6(碳浓度小于1018cm-3)，alingan势垒层7，以及盖帽层8。
3、其中，超晶格缓冲层4包括沿外延方向层叠设置的第一超晶格41和第二超晶格42，其中，第一超晶格41包括第一高铝超晶格单元411和交替周期性构成，第二超晶格42包括第二高铝超晶格单元421和第二低铝超晶格单元422交替周期性构成。
4、图2展示了现有外延材料层中，超晶格缓冲层4部分的铝含量随外延层深度变化的趋势示意图，此分布可以通过透射电子显微镜(tem)测量得到。可以看到，第二超晶格42中的第二低铝超晶格单元422的铝含量小于第一超晶格41中的第一低铝超晶格单元412的铝含量。
5、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
1、经过专利技术人创造性的发现，现有技术有如下几个缺点：
2、1、成核层2内部，再从成核
3、2、第二超晶格42中的第二低铝超晶格单元422的界面会形成二维电子气，二维电子气的存在会在高阻缓冲层内引入寄生的导电沟道层，导致器件漏电增加，耐压降低，这种效应在第二超晶格42中的第二低铝超晶格单元422厚度增加时更加明显。
4、基于前述的现有技术缺陷，本申请中具有阶梯周期缓冲层的氮化镓hemt器件及其制造方法，其用于解决现有技术中的上述问题中的至少一种。
5、为了实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案：(同权利要求)。
6、借由以上的技术方案，本申请的有益效果在于：
7、1、通过阶梯周期的超晶格缓冲层结构，在额外加入铝含量处于中间值的algan层的情况下，铝含量处于较低值的algan层的厚度就可以减薄，从而减弱导电沟道效应，同时铝含量处于中间值的algan层分别与铝含量处于较低值的algan层和铝含量处于较高值的algan层的应力差可以用来调整整体外延层的应力状况，这样也实现了整体外延层应力的控制。
8、2、在成核层与超晶格缓冲层之间的氮化镓插入层(gan interlayer)可以加大晶格的失配度，使得原本外延层中的穿透位错在界面处转弯湮灭，降低后续生长的外延层的穿透位错密度。
9、参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施例，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施例在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施例包括许多改变、修改和等同。
10、针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，与其它实施例中的特征相组合，或替代其它实施例中的特征。
11、应该强调，术语“包括/包括”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
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1.一种具有阶梯周期缓冲层的氮化镓HEMT器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的具有阶梯周期缓冲层的氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述第一缓冲层中的铝含量在90％-100％；所述第二缓冲层中的铝含量在30％-60％；所述第二缓冲层中的铝含量在15％-30％。
3.根据权利要求1所述的具有阶梯周期缓冲层的氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述第一缓冲层、所述第二缓冲层、所述第三缓冲层由AlGaN材料制成。
4.根据权利要求1所述的具有阶梯周期缓冲层的氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述第一缓冲层的厚度在5nm-10nm之间；所述第二缓冲层的厚度在4nm-30nm之间；所述第三缓冲层的厚度在4nm-30nm之间。
5.根据权利要求1所述的具有阶梯周期缓冲层的氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述外延结构还包括形成在所述衬底上成核层，所述成核层和所述超晶格缓冲层之间形成有氮化镓插入层，所述氮化镓插入层的厚度在10nm-800nm之间。
6.根据权利要求5所述的具有阶梯周期缓冲层的氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述成
7.根据权利要求1所述的具有阶梯周期缓冲层的氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述外延结构还包括形成在所述超晶格缓冲层上的高碳GaN层，所述高碳GaN层的碳浓度大于1018cm-3。
8.根据权利要求5所述的具有阶梯周期缓冲层的氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述超晶格缓冲层的碳掺杂浓度介于1×1018cm-3与5×1019cm-3之间，所述超晶格缓冲层的厚度范围在0.5μm-15μm之间。
9.根据权利要求1所述的具有阶梯周期缓冲层的氮化镓HEMT器件，其特征在于，所述超晶格缓冲单元的数量为1-100之间。
10.一种具有阶梯周期缓冲层的氮化镓HEMT器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种具有阶梯周期缓冲层的氮化镓hemt器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的具有阶梯周期缓冲层的氮化镓hemt器件，其特征在于，所述第一缓冲层中的铝含量在90％-100％；所述第二缓冲层中的铝含量在30％-60％；所述第二缓冲层中的铝含量在15％-30％。
3.根据权利要求1所述的具有阶梯周期缓冲层的氮化镓hemt器件，其特征在于，所述第一缓冲层、所述第二缓冲层、所述第三缓冲层由algan材料制成。
4.根据权利要求1所述的具有阶梯周期缓冲层的氮化镓hemt器件，其特征在于，所述第一缓冲层的厚度在5nm-10nm之间；所述第二缓冲层的厚度在4nm-30nm之间；所述第三缓冲层的厚度在4nm-30nm之间。
5.根据权利要求1所述的具有阶梯周期缓冲层的氮化镓hemt器件，其特征在于，所述外延结构还包括形成在所述衬底上成核层，所述成核层和所述超晶格缓冲层之间形成有氮化镓插入层，所述氮化镓插入层的厚度在10nm-800nm之间。
...【专利技术属性】
技术研发人员：姜涛，
申请(专利权)人：深圳镓楠半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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