摘 要：通过金属有机物化学气相沉积（MOCVD）法，在 6 英寸硅（111）衬底上生长了出制作高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistor，HEMT）的无裂纹、高均匀性且翘曲度可控的 GaN HEMT 外延薄膜。通过引入双层 AlN/Al0.3Ga0.7N 超晶格和 AlN/GaN 超晶格作为 AlxGa1-xN 应力控制层，解决了硅基 GaN HEMT 外延的裂纹和翘曲控制问题，且二维电子气（2DEG）浓度可达 8.9×1012 cm-2，迁移率高达 1 980 cm2/（V∙s）。器件的 I-V 曲线表明当漏电流为 1 μA/mm2，击穿电压大于 800 V，具备较高的耐压和不漏电的特性。
关键词：AlGaN/GaN 异质结；高电子迁移率晶体管；二维电子气；应力控制层；外延生长
DOI:10.19850/j.cnki.2096-4706.2022.16.016
中图分类号：O484.1 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2022）16-0058-04
Growth of Large Size Si-Based GaN HEMT Epitaxial Films
LU De, DAI Yihang, LIANG Liyan, ZHOU Kunnan
(School of Microelectronics, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)
Abstract: GaN High Electron Mobility Transistor (HEMT) epitaxial films with no crack, high uniformity and controllable bowing have been grown on 6 inch Si (111) substrates through Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD). By introducing double layers AlN/Al0.3Ga0.7N superlattice and AlN/GaN superlattice as the AlxGa1-xN stress control layers, the cracks and warping control issues of Si-based GaN HEMT epitaxy are solved. The concentration of 2DEG could up to 8.9×1012 cm-2 and the mobility is up to 1 980 cm2 /(V∙s). The (I-V) curves of the device show that when the leakage current is 1 μA/mm2 , the breakdown voltage is greater than 800 V, which has a higher voltage resistance and non-leakage characteristics.
Keywords: AlGaN/GaN heterojunction; high electron mobility transistor; two-dimensional electron gas; stress control layer; epitaxial growth
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作者简介：鲁德（1989.01—），男，汉族，湖北孝昌人，中级工程师，在读硕士，研究方向：基于第三代宽禁带半导体材料GaN 的 MOCVD 外延生长与制备。