[发明专利]氮化镓基功率器件及其制备方法

权利要求书

1.一种氮化镓基功率器件，其特征在于，所述功率器件包括衬底以及沉积在所述衬底上的缓冲层、沉积在所述缓冲层上的电子提供层、沉积在所述电子提供层上的发光层、沉积在所述发光层上的空穴提供层；所述衬底包括蓝宝石基板和在所述蓝宝石基板上形成的圆锥形图衬，所述圆锥形图衬均匀分布在蓝宝石基板上；所述缓冲层厚度小于圆锥形图衬顶部距离蓝宝石基板上表面的距离；所述电子提供层包括依次沉积在所述缓冲层上的本征层，掺杂层；所述本征层中不包含掺杂原子或者包含低浓度的掺杂原子，所述掺杂层包含高浓度的掺杂原子；本征层包括以纵向模式沉积的第一本征层，和以横向模式沉积的第二本征层，所述第一本征层厚度和缓冲层厚度之和等于圆锥形图衬顶部距离蓝宝石基板上表面的距离，所述本征层还包括一过渡层，所述过渡层介于所述第一本征层和第二本征层之间，所述过渡层以介于纵向模式和横向模式之间的沉积模式沉积在所述第一本征层上。

2.如权利要求1所述的氮化镓基功率器件，其特征在于，所述纵向模式、横向模式通过反应腔体的压力来控制，纵向模式沉积时反应腔体的压力大于横向模式沉积时反应腔体的压力。

3.如权利要求2所述的氮化镓基功率器件，其特征在于，所述缓冲层与所述第一本征层厚度之比为1：(50～70)。

4.如权利要求3所述的氮化镓基功率器件，其特征在于，所述圆锥形图衬顶部距离蓝宝石基板上表面的距离为1500nm，所述缓冲层厚度为25nm，所述第一本征层厚度为1475nm。

5.如权利要求3所述的氮化镓基功率器件，其特征在于，所述第一本征层、过渡层、第二本征层厚度比为2:1:(3～5)。

6.一种氮化镓基功率器件制备方法，其特征在于，包括：

提供一衬底；

在所述衬底上依次沉积缓冲层、电子提供层、发光层、空穴提供层；

所述衬底为蓝宝石图形衬底，所述蓝宝石图形衬底包括蓝宝石基板和在所述蓝宝石基板上形成的圆锥形图衬；

所述缓冲层为低温氮化镓层，所述低温氮化镓层厚度小于圆锥形图衬顶部距离蓝宝石基板上表面的距离；

所述电子提供层包括依次沉积在缓冲层上的本征层，掺杂层；所述本征层中不包含掺杂原子或者包含低浓度的掺杂原子，所述掺杂层包含高浓度的掺杂原子；本征层包括以纵向模式沉积的第一本征层和以横向模式沉积的第二本征层，所述第一本征层厚度和缓冲层厚度之和等于圆锥形图衬顶部距离蓝宝石基板上表面的距离。

7.如权利要求6所述的氮化镓基功率器件制备方法，其特征在于：

控制温度为400～600℃，压力为400～500Torr，在蓝宝石衬底上沉积氮化镓缓冲层，通过控制沉积时间使缓冲层厚度小于圆锥形图衬顶部距离蓝宝石基板上表面的距离；

控制温度为800～1000℃，压力为500～600Torr，在缓冲层上沉积第一本征层，通过控制沉积时间使第一本征层厚度和缓冲层厚度之和等于圆锥形图衬顶部距离蓝宝石基板上表面的距离；

控制温度为1000～1200℃，压力为100～200Torr，在第一本征层上沉积第二本征层；

控制温度为1000～1200℃，压力为100～200Torr，在第二本征层上沉积掺杂层；

控制温度为750～850℃，压力为100～300Torr，在掺杂层上沉积发光阱层；控制温度为850～950℃，压力为100～300Torr，在发光阱层沉积发光垒层；发光阱层与发光垒层交替层叠形成发光层；

控制温度为750～1080℃，压力为200～300Torr，在发光层上沉积空穴提供层。

8.如权利要求7所述的氮化镓基功率器件制备方法，其特征在于，所述本征层还包括一过渡层，所述过渡层介于所述第一本征层和第二本征层之间，通过控制温度、压力分别由沉积第一本征层的温度、压力向沉积第二本征层的温度、压力渐变，在第一本征层上沉积过度层。

9.如权利要求8所述的氮化镓基功率器件制备方法，其特征在于，在所述蓝宝石衬底上沉积缓冲层前还包括将蓝宝石衬底进行预处理步骤，所述预处理是在控制温度为1000～1200℃，压力为400～500Torr，将蓝宝石衬底在氢气气氛中退火6～10分钟进行。