[发明专利]一种GaN外延片及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及GaN外延片领域，尤其涉及一种GaN外延片及制造方法。

背景技术

GaN基LED自从20世纪90年代初商业化以来，经过二十几年的发展，已经开始全面进入通用照明领域，随着LED应用范围的进一步扩大，各领域对LED的发光效率、使用寿命和 性价比等指标提出了越来越高的要求。GaN基LED的发光效率、使用寿命和性价比等指标无 一不与其所采用的衬底息息相关。蓝宝石衬底和碳化硅衬底是目前GaN基LED器件的两大主流衬底。蓝宝石衬底生产技术相对成熟、化学稳定性好、机械强度高，但其导热性差，不利于LED使用寿命的提高；且不易于向大尺寸方向发展。碳化硅衬底是电和热的良导体，且具有化学稳定性好的优势，在半导体照明技术领域具有重要地位，但其价格高昂，性价比较差。

发明内容

本发明的目的在于为解决现有技术的不足，而提供一种GaN外延片及制造方法。

本发明新的技术方案是：一种GaN外延片及制造方法，主要包括氮化镓铝层、氮化镓外延层、氮化镓缓冲层、衬底及二维电子气（2DEG）层，所述的衬底的上部为氮化镓缓冲层，氮化镓缓冲层的上部为氮化镓外延层，最上方为氮化镓铝层，所述的二维电子气（2DEG）层位于氮化镓铝层和氮化镓外延层之间。

所述的在衬底上低温生长氮化镓作为缓冲层，在缓冲层上进行HEMT结构生长；首先生成数微米厚度的高温氮化镓外延层，再在氮化镓外延层上生长Al_XGa_1-XN薄层；AlGaN和GaN界面GaN一侧会形成二维电子气（2DEG），2DEG是HEMT器件的导电层。

所述的衬底为蓝宝石、碳化硅或氮化镓等基底材料。

本发明的有益效果是：提供具有多个反应腔室的设备，将成核层固定于一个反应腔室内生长，将含有Ga元素的缓冲层固定于另一个腔体内生长，可以有效地防止反应腔室内残留物挥发回熔对其他薄膜层质量造成影响，从而提高GaN外 延层的晶体质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中：1为氮化镓铝，2为氮化镓外延层，3为氮化镓缓冲层，4为衬底，5为二维电子气（2DEG）层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

一种GaN外延片及制造方法，主要包括氮化镓铝层1、氮化镓外延层2、氮化镓缓冲层3、衬底4及二维电子气（2DEG）层5，所述的衬底4的上部为氮化镓缓冲层3，氮化镓缓冲层3的上部为氮化镓外延层2，最上方为氮化镓铝层1，所述的二维电子气（2DEG）层5位于氮化镓铝层1和氮化镓外延层2之间。

所述的在衬底4上低温生长氮化镓作为缓冲层，在缓冲层上进行HEMT结构生长；首先生成数微米厚度的高温氮化镓外延层2，再在氮化镓外延层2上生长Al_XGa_1-XN薄层；AlGaN和GaN界面GaN一侧会形成二维电子气（2DEG），2DEG是HEMT器件的导电层。

所述的衬底为蓝宝石、碳化硅或氮化镓等基底材料。