[发明专利]三级管用外延片及其制备方法

权利要求书

1.一种三级管用外延片，包括依次层叠的衬底、GaN成核层、GaN缓冲层、GaN沟道层、AlN插入层、AlGaN本征层、GaN盖层，其特征在于：所述衬底为图形化蓝宝石衬底，所述GaN成核层为C掺杂的GaN成核层，所述GaN缓冲层为C掺杂的GaN缓冲层。

2.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于：所述图形化蓝宝石衬底的图形高度、宽度、间隙分别为1.6μm、2.4μm、0.6μm，或分别为1.7μm、2.6μm、0.4μm，或分别为1.2μm、1.8μm、0.1μm。

3.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于：所述GaN成核层的厚度为20~50nm；所述GaN缓冲层的厚度为2~3μm；所述GaN沟道层的厚度为80~150nm；所述AlN插入层的厚度为1~3nm；所述AlGaN本征层的厚度为15~30nm；所述GaN盖层的厚度为1~2nm。

4.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于：所述GaN成核层和所述GaN缓冲层所采用的C的掺杂源为CCl₄或C₂H₂。

5.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于：所述AlGaN本征层中Al的摩尔百分含量为20~30%。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的三级管用外延片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A将图形化蓝宝石衬底在1050~1100℃的H₂氛围下高温净化5~10min；

B在H₂氛围下将步骤A净化后的衬底降温至500~600℃，在衬底上生长C掺杂的GaN成核层；

C温度升高至1040~1080℃，在所述GaN成核层上生长C掺杂的GaN缓冲层；

D在1000~1050℃的温度下，在所述GaN缓冲层上生长GaN沟道层；

E在所述GaN沟道层上生长AlN插入层；

F在所述AlN插入层上生长AlGaN本征层；

G在所述AlGaN本征层上生长GaN盖层。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤B中，采用MOCVD工艺在所述衬底上生长所述GaN成核层。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述GaN缓冲层的生长压力为30~50mbar。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述AlN插入层、AlGaN本征层、GaN盖层的生长压力均为50~200mbar。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述AlN插入层、AlGaN本征层、GaN盖层的生长温度均为980~1000℃或1000~1020℃或1020~1050℃或1050~1080℃。