道层41上生长A1N插入层42，A1N插入层42覆盖于GaN沟道层41之上;
F、在所述A1N插入层42上生长AlGaN本征层43，AlGaN本征层43覆盖于A1N插入层42之上；
G、在所述AlGaN本征层43上生长GaN盖层44，GaN盖层44覆盖于AlGaN本征层43之上。
[0024]步骤B中，采用M0CVD工艺(即金属有机化合物化学气相沉淀工艺，Metal-organicChemical Vapor Deposit1n )在所述衬底1上生长所述GaN成核层2。
[0025]步骤C中，所述GaN缓冲层3的生长压力为30~50mbar。
[0026]在生长外延结构层4的步骤E、F、G中，A1N插入层42、AlGaN本征层43、GaN盖层44的生长压力均为50~70mbar;或，A1N插入层42、AlGaN本征层43、GaN盖层44的生长压力均为70~100mbar;或，A1N插入层42、AlGaN本征层43、GaN盖层44的生长压力均为100~133mbar;或，A1N插入层42、AlGaN本征层43、GaN盖层44的生长压力均为133~166mbar;或，A1N插入层42、AlGaN本征层43、GaN盖层44的生长压力均为166~200mbar。
[0027]插入层42、AlGaN本征层43、GaN盖层44的生长温度均为980~1000°C ;或，A1N插入层42、AlGaN本征层43、GaN盖层44的生长温度均为1000~1020°C ;或，A1N插入层42、AlGaN本征层43、GaN盖层44的生长温度均为1020~1050°C ;或，A1N插入层42、AlGaN本征层43、GaN盖层44的生长温度均为1050~1080°C。
[0028]相比平片蓝宝石衬底制成的三极管外延片，本发明在图像化蓝宝石衬底上沉积掺C的GaN成核层和掺C的GaN缓冲层构成半绝缘GaN，在此基础上制成的三极管外延片的位错密度由现有技术中的lE9cm 3降低至lE8cm 3。
[0029]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
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、A1N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1.6 μηι、2.4 μπι、0.6 μπι,或分别为1.7 μηι、2.6 μπι、0.4 μπι,或分别为1.2 μ m、1.8 μ m、0.1 μ m。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;戶斤述GaN缓冲层的厚度为2~3 μ m ;所述GaN沟道层的厚度为80~150nm ;所述A1N插入层的厚度为l~3nm ;所述AlGaN本征层的厚度为15~30nm ;所述GaN盖层的厚度为l~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0:14或C 2H2。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A1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°C的比氛围下高温净化5~10min ; B在H2氛围下将步骤A净化后的衬底降温至500~600 °C，在衬底上生长C掺杂的GaN成核层； C温度升高至1040~1080°C，在所述GaN成核层上生长C掺杂的GaN缓冲层； D在1000~1050°C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A1N插入层； F在所述A1N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A1N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A1N插入层、AlGaN本征层、GaN盖层的生长温度均为 980~1000°C或 1000~1020°C或 1020~1050°C或 1050~1080°C。
【专利摘要】<b>本发明提供一种三级管用外延片及其制备方法，其制成的三极管电子器件漏电更低、击穿电压更高、寿命更长。一种三级管用外延片，包括依次层叠的衬底、</b><b>GaN</b><b>成核层、</b><b>GaN</b><b>缓冲层、</b><b>GaN</b><b>沟道层、</b><b>AlN</b><b>插入层、</b><b>AlGaN</b><b>本征层、</b><b>GaN</b><b>盖层，所述衬底为图形化蓝宝石衬底，所述</b><b>GaN</b><b>成核层为</b><b>C</b><b>掺杂的</b><b>GaN</b><b>成核层，所述</b><b>GaN</b><b>缓冲层为</b><b>C</b><b>掺杂的</b><b>GaN</b><b>缓冲层。</b>
【IPC分类】H01L29/06, H01L29/73, H01L21/331
【公开号】CN105336769
【申请号】CN201510725514
【发明人】王东盛, 苗操, 李亦衡, 魏鸿源, 严文胜, 张葶葶, 朱廷刚
【申请人】江苏能华微电子科技发展有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年10月30日