[发明专利]一种外延片、外延片生长方法及高电子迁移率晶体管

权利要求书

1.一种外延片，其特征在于，包括依次层叠设置的Si衬底、AlN成核层、高阻缓冲层、沟道层、AlN插入层、AlGaN势垒层及GaN盖帽层，所述高阻缓冲层包括依次层叠设置的AlN/AlGaN超晶格层、AlGaN块状层、AlN/GaN超晶格层以及GaN块状层，所述AlN/AlGaN超晶格层设置在靠近所述AlN成核层一侧；

其中，所述AlN/AlGaN超晶格层中的AlGaN子层和所述AlN/GaN超晶格层中的GaN子层均掺杂有低浓度的Fe，且所述GaN子层的掺杂浓度高于所述AlGaN子层的掺杂浓度。

2.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述AlN/AlGaN超晶格层中AlGaN中的Al组分为0.50～0.80，所述AlGaN子层的掺杂浓度为5*10¹⁶cm^-3-5*10¹⁸cm^-3，所述AlN/GaN超晶格层中GaN子层的掺杂浓度为5*10¹⁶cm^-3-5*10¹⁸cm^-3。

3.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述AlGaN块状层中AlGaN的Al组分为0.20～0.50，所述AlGaN块状层和所述GaN块状层中均掺杂有高浓度的Fe，掺杂浓度为5*10¹⁹cm^-3-5*10²⁰cm^-3。

4.根据权利要求3所述的外延片，其特征在于，所述GaN块状层的掺杂浓度高于所述AlGaN块状层的掺杂浓度。

5.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述AlN/AlGaN超晶格层的厚度为100～500nm，所述AlN/AlGaN超晶格层中单个周期内AlN子层厚度为1.0～3.0nm，单个所述AlGaN子层厚度为5.0～10.0nm，所述AlGaN块状层的厚度为0.5～1.5μm，所述AlN/GaN超晶格层的厚度为0.5～1.5μm，所述AlN/GaN超晶格层中单个周期内AlN子层厚度为1.0～3.0nm间，单个所述GaN子层厚度为10.0～30.0nm，所述GaN块状层的厚度为0.5～1.5μm。

6.一种外延片生长方法，用于生长权利要求1至5中任一项所述的外延片，其特征在于，所述方法包括：

提供Si衬底，在所述Si衬底上进行预铺Al层；

在所述预铺Al层上依次生长AlN成核层、AlN/AlGaN超晶格层、AlGaN块状层、AlN/GaN超晶格层、GaN块状层、GaN沟道层、AlN插入层、AlGaN势垒层以及GaN盖帽层。

7.根据权利要求6所述的外延片的生长方法，其特征在于，所述提供Si衬底，在所述Si衬底上进行预铺Al层的步骤之前还包括：

在腔体温度为1000～1200℃，腔体压力为50～150mbar，H2气氛下高温处理5～10min，对所述Si衬底进行去氧化处理。

8.根据权利要求6所述的外延片生长方法，其特征在于，所述提供Si衬底，在所述Si衬底上进行预铺Al层的步骤中，所述预铺Al层的生长温度为1000～1100℃，压力为40～70mbar，通入Al源流量为50～200sccm，厚度为1～5nm。

9.根据权利要求6所述的外延片生长方法，其特征在于，所述在所述预铺Al层上依次生长AlN成核层、AlN/AlGaN超晶格层、AlGaN层、AlN/GaN超晶格层、GaN层、GaN沟道层、AlN插入层、AlGaN势垒层以及GaN盖帽层的步骤中，所述AlN/AlGaN超晶格层的生长温度为1050℃-1200℃，压力为40～70mbar，所述AlGaN块状层的生长温度为1050℃-1150℃，压力为40～70mbar，所述AlN/GaN超晶格层的生长温度为1050℃-1150℃，压力为40～70mbar，所述GaN层的生长温度为1050℃-1150℃，压力为50～100mbar。

10.一种高电子迁移率晶体管，其特征在于，包括权利要求1至5中任一项所述的外延片。