[发明专利]一种高频氮化镓肖特基二极管外延片及其制备方法

权利要求书

1.一种高频氮化镓肖特基二极管外延片，其特征在于，包括：衬底层、AlN成核层、InAlN成核层、下层非故意掺杂GaN层、上层非故意掺杂GaN层、n⁺-GaN重掺层和AlGaN极化轻掺层；

所述衬底层、AlN成核层、InAlN成核层、下层非故意掺杂GaN层、上层非故意掺杂GaN层、n⁺-GaN重掺层和AlGaN极化轻掺层按从下往上的顺序依次叠加，InAlN成核层用于增加n⁺-GaN重掺层生长前的压应力增量。

2.如权利要求1所述的一种高频氮化镓肖特基二极管外延片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)选取衬底，将所述衬底设置在气相外延生长设备的内基座上；

(2)将反应室升温至1000～1100℃，且设定所述反应室的压力为50～150torr，在氢气氛围下烘烤所述衬底5～15min；

(3)将所述反应室升温至1100～1200℃，且设定所述反应室的压力为30～200torr，通入氨气，供氨时长为6～24s；然后关闭氨气的同时通入铝源，供铝时长为6～24s；重复进行所述氨气和铝源的分时输运工艺，直至AlN成核层的生长厚度达到D₁，完成后关闭所述铝源；

(4)保持所述反应室30～200torr的压力不变，在氨气氛围中将所述反应室的温度降至700～900℃，通入铟源和铝源，生长厚度为D₂的In_xAl_1-xN成核层，其中x为合金InAlN的In组分，结束后关闭所述铟源和铝源；

(5)保持所述反应室700～900℃的温度不变，在氨气氛围中将所述反应室的压力调整为100～500torr，通入镓源，生长厚度为T₁的下层非故意掺杂GaN层，完成后关闭所述镓源；

(6)保持所述反应室100～500torr的压力不变，在氨气氛围中将所述反应室的温度升至1000～1100℃，再次通入镓源，生长厚度为T₂的上层非故意掺杂GaN层；

(7)保持生长条件不变，通入硅烷生长n+-GaN重掺层，完成后关闭所述硅烷和镓源；InAlN成核层用于增加n⁺-GaN重掺层生长前的压应力增量；

(8)在氨气氛围中将所述反应室的压力降为30～150torr，设定所述反应室的温度为950～1100℃，再次通入所述镓源和铝源，生长厚度为H的Al_yGa_1-yN极化轻掺层，其中y为合金AlGaN的Al组分，通过固定所述镓源流量，逐渐增大所述铝源流量或者固定所述铝源流量，逐渐减小所述镓源流量，实现铝组分y沿AlGaN极化轻掺层的外延方向逐渐增大，完成后关闭所述镓源和铝源；

(9)在氨气保护下将所述反应室的温度降至室温，取出高频氮化镓肖特基二极管外延片。

3.根据权利要求2所述的一种高频氮化镓肖特基二极管外延片的制备方法，其特征在于,步骤(3)中的所述AlN成核层厚度范围D₁设置为10～30nm。

4.根据权利要求2所述的一种高频氮化镓肖特基二极管外延片的制备方法，其特征在于,步骤(4)中的所述InAlN成核层的厚度范围D₂设置为20～40nm，所述合金InAlN的In组分x的范围设置为5～20％。

5.根据权利要求2所述的一种高频氮化镓肖特基二极管外延片的制备方法，其特征在于,步骤(5)中的所述下层非故意掺杂GaN层厚度范围T₁设置为3～15nm。

6.根据权利要求2所述的一种高频氮化镓肖特基二极管外延片的制备方法，其特征在于,步骤(6)中的所述上层非故意掺杂GaN层厚度范围T₂设置为0.5～1.2μm。