本實用新型涉及半導體技術領域，具體涉及一種氮化鎵基高電子遷移率晶體管外延結構。
背景技術：
繼硅（Si）、砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）半導體材料之后，以氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）為代表的第三代半導體材料和器件，在過去二十年成為國內外固態(tài)微波功率器件領域的研究熱點，并得到了高速發(fā)展，從實驗研究逐漸走向商業(yè)化應用。尤其是GaN基高電子遷移率晶體管（HEMT），具有大的禁帶寬度、高的擊穿電場強度、高飽和電子速度等優(yōu)越性能，能在高頻段下輸出大的功率密度，非常適合制造高溫、高壓、高頻大功率微波、大功率開關等電子器件，在衛(wèi)星、無線通信基站、雷達探測、汽車電子、電力傳輸和單片微波集成電路（MMICs）等國民經濟和國防建設中有著廣泛應用。
典型的AlGaN/GaN HEMT外延結構由下往上依次是：襯底（SiC、藍寶石、Si、金剛石等）、成核層、GaN緩沖與溝道層，AlN空間插入層、AlGaN勢壘層及可選的帽層。由于晶格失配，AlGaN勢壘層和GaN緩沖層之間會存在較大的壓電極化效應，而此種壓電極化效應是貢獻高密度溝道二維電子氣的原因之一，另一原因則是氮化物半導體所特有的自發(fā)極化效應。盡管得益于AlGaN和GaN之間較強的壓電極化效應，AlGaN/GaN異質結可以產生較高密度的二維電子氣，但也給GaN器件走向大規(guī)模商用帶來了巨大障礙：目前學術界和業(yè)界普遍認為，逆壓電效應是GaN器件退化的主要原因之一，并且由此帶來的可靠性風險從未被完全釋放。
為了改善以上不足，學術界提出了采用InAlN勢壘層來取代AlGaN勢壘層，In0.17Al0.83N與GaN晶格常數(shù)一致，可以成功規(guī)避壓電極化效應，而且其本身具備較強的自發(fā)極化效應，產生的二維電子氣濃度絲毫不遜色與傳統(tǒng)的AlGaN/GaN結構。但高質量的InAlN晶體并不容易制備，也不適合大批量生產。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于提供一種氮化鎵基高電子遷移率晶體管外延結構，該方法可以很好地解決以上問題。
為達到上述要求，本實用新型采取的技術方案是：提供一種氮化鎵基高電子遷移率晶體管外延結構，從下到上依次包括襯底、AlN成核層、GaN緩沖層、GaN溝道層、AlN插入層和InN/AlN超晶格勢壘層，所述InN/AlN超晶格勢壘層的周期數(shù)為3~5。
與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有的優(yōu)點是：采用InN/AlN超晶格勢壘層，可以達到勢壘層與GaN緩沖層的晶格完全匹配，消除壓電效應，改善器件可靠性；并且具備更強的自發(fā)極化效應，可以產生高密度二維電子氣，器件電流密度將會高于采用AlGaN勢壘的器件；低厚度的InN/AlN超晶格勢壘也可產生較高密度的二維電子氣，非常適合GaN的毫米波器件應用。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，在這些附圖中使用相同的參考標號來表示相同或相似的部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
為使本申請的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，以下結合附圖及具體實施例，對本申請作進一步地詳細說明。為簡單起見，以下描述中省略了本領域技術人員公知的某些技術特征。
本實用新型提供一種氮化鎵基高電子遷移率晶體管外延結構，如圖1所示，從下到上依次包括：
襯底1：半絕緣4H-SiC，雙面拋光，晶圓尺寸為2~6吋，厚度為400μm；
AlN成核層2：厚度為50nm，生長溫度500-700℃，用于緩解GaN與SiC之間的晶格失配；
GaN緩沖層3：厚度為1.8μm，在保證晶體生長質量的前提下盡量減小厚度，以便使器件具有較小的熱阻，生長溫度為1000-1150℃；GaN緩沖層3摻入Fe或C雜質，構成高阻態(tài)，摻雜濃度為1×1017~1×1018cm-3，電阻率在106-109Ω·cm；
GaN溝道層4：厚度80nm，載流子主要集中在該層，且越靠近AlGaN勢壘層的界面處濃度越高；
AlN插入層5：厚度為1nm，可有效減少溝道載流子的合金散射，提高載流子遷移率；
InN/AlN超晶格勢壘層6由4個周期的薄膜層交替重疊組成，薄膜層由InN與AlN組成，InN/AlN超晶格勢壘層的最外層AlN；總厚度為16.4nm，每個周期InN厚度為0.7nm，AlN厚度為3.4nm。
以上所述實施例中除GaN緩沖層為提高電阻率摻入Fe或C雜質外，其它各層均不故意摻雜。
以上所述實施例僅表示本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能理解為對本實用新型范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型保護范圍。因此本實用新型的保護范圍應該以所述權利要求為準。