纵向调制掺杂氮化镓基场效应晶体管结构及其制作方法技术
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本发明专利技术公开了纵向调制掺杂氮化镓基场效应晶体管结构及其制作方法，晶体管结构包括一衬底，在衬底上依次生长形成成核层、第一有意掺杂层、第一非有意掺杂层、第二有意掺杂层、第二非有意掺杂层、非有意掺杂高迁移率层、非有意掺杂氮化铝插入层、非有意掺杂铝镓氮势垒层和非有意掺杂氮化镓盖帽层。本发明专利技术采用多次掺杂结构缓冲层，代替传统的单次掺杂结构缓冲层，可以解决单次掺杂产生的Fe浓度分布梯度大、近缓冲层表面处电阻率低的缺点和容易发生漏电等缺点。
氮化镓作为第三代宽禁带半导体的典型代表，具有优良的物理和化学特性，非常适于研制高频、高压、高功率的器件和电路，采用氮化镓研制的场效应晶体管，电流密度大，功率密度高，噪声低，频率特性好，在军用和民用的微波功率领域有广泛的应用前景。氮化镓基场效应晶体管的原理为：由于组成异质结的两种材料的禁带宽度不同，在异质结界面处形成了势垒和势阱，由于极化效应或调制掺杂产生的自由电子，积累在非掺杂的氮化镓层靠近界面的三角形势阱中，形成二维电子气，由于势阱中的电子与势垒中的电离杂质空间分离，大大降低了库伦散射，从而显著提高了材料的迁移率。研制成器件后，通过栅电极可以控制异质结界面处的二维电子气密度，在一定的直流偏压下，可以对高频微波信号进行放大。当上述器件的工作频率上升到毫米波波段时，器件的栅长必须缩短到微纳尺度，同时势垒层厚度也需要同比例地缩短，否则短沟道效应将会凸显出来。短沟道效应表现在：阈值电压漂移增大，沟道夹断特性变差，亚阈电流增加，输出电导变大。这些现象会严重降低器件的性能。短沟道效应可以通过减
一种纵向调制掺杂氮化镓基场效应晶体管结构，包括一衬底，其特征在于，包括在所述衬底上依次生长的成核层、第一有意掺杂层、第一非有意掺杂层、第二有意掺杂层、第二非有意掺杂层、非有意掺杂高迁移率层、非有意掺杂氮化铝插入层、非有意掺杂铝镓氮势垒层和非有意掺杂氮化镓盖帽层。
1.一种纵向调制掺杂氮化镓基场效应晶体管结构，包括一衬底，其特征在于，包括在所述衬底上依次生长的成核层、第一有意掺杂层、第一非有意掺杂层、第二有意掺杂层、第二非有意掺杂层、非有意掺杂高迁移率层、非有意掺杂氮化铝插入层、非有意掺杂铝镓氮势垒层和非有意掺杂氮化镓盖帽层。2.根据权利要求1所述的纵向调制掺杂氮化镓基场效应晶体管结构，其特征在于，所述成核层为氮化镓、氮化铝和铝镓氮中的一种。3.根据权利要求1所述的纵向调制掺杂氮化镓基场效应晶体管结构，其特征在于，所述第一有意掺杂层的材料为AlxGal-xN，其中0≤x≤0.20，掺入杂质为Fe或C。4.根据权利要求2所述的纵向调制掺杂氮化镓基场效应晶体管结构，其特征在于，第一非有意掺杂层的材料为AlvGal-yN，其中y＝x。5.根据权利要求2所述的纵向调制掺杂氮化镓基场效应晶体管结构，其特征在于，所述第二有意掺杂层的材料为AlzGal-zN，其中z＝x，掺入杂质为Fe或C。6.根据权利要求2所述的纵向调制掺杂氮化镓基场效应晶体管...