一种AlGaN外延结构及其制备方法和半导体器件与流程

一种algan外延结构及其制备方法和半导体器件
技术领域
1.本发明涉及半导体外延技术领域，尤其涉及一种algan外延结构及其制备方法和半导体器件。


背景技术：

2.algan作为宽禁带半导体材料，可以实现禁带宽度3.4ev到6.2ev之间连续可调，被广泛应用于载流子阻挡层、紫外发光层及高电子气异质结等结构，在诸多领域有着重要应用价值。
3.由于同质衬底缺乏，algan材料通常采用异质衬底外延生长，由于和衬底存在较大的晶格常数和热膨胀系数差异，algan材料在外延生长过程中会产生大量的位错，同时还会出现外延薄膜的翘曲现象，甚至出现裂纹，这将直接导致半导体器件出现漏电等造成器件功能失效。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种algan外延结构及其制备方法和半导体器件，用于为algan外延层提供高质量低应力的生长模板，获得具有低表面缺陷的高晶体质量algan外延层。
5.本发明的目的采用以下技术方案实现：
6.一种algan外延结构，包括：
7.衬底；
8.gan外延复合层，位于所述衬底上，所述gan外延复合层包括gan外延工艺层和sin
x
插入层，所述gan外延复合层的至少一部分为交替层叠的gan外延工艺层和sin
x
插入层；
9.algan外延复合层，位于所述gan外延复合层上，所述algan外延复合层包括algan外延工艺层和mgny插入层，所述algan外延复合层的至少一部分为交替层叠的algan外延工艺层和mgny插入层；
10.algan外延层，位于所述algan外延复合层上。
11.在一具体实施例中，所述gan外延复合层的厚度为1-2μm，交替层叠的gan外延工艺层的单层厚度为10-100nm，交替层叠的sin
x
插入层的单层厚度为1-2nm；
12.所述algan外延复合层的厚度为5-200nm，交替层叠的algan外延工艺层的单层厚度为1-10nm，交替层叠的mgny插入层的单层厚度为0.5-1nm；
13.所述algan外延层的厚度为20-2000nm。
14.在一具体实施例中，所述gan外延复合层中，交替层叠的所述gan外延工艺层的总厚度不超过所述gan外延复合层厚度的二分之一；
15.所述algan外延复合层中，交替层叠的所述algan外延工艺层的总厚度不超过所述algan外延复合层厚度的二分之一。
16.在一具体实施例中，所述gan外延复合层中，非交替层叠的所述gan外延工艺层的
厚度为0.5-1μm；
17.所述algan外延复合层中，非交替层叠的所述algan外延工艺层的厚度为2.5-100nm。
18.在一具体实施例中，所述gan外延复合层中，交替层叠的所述gan外延工艺层和sin
x
插入层位于非交替层叠的所述gan外延工艺层的上方或下方，或者，位于两个非交替层叠的所述gan外延工艺层之间；
19.所述algan外延复合层中，交替层叠的algan外延工艺层和mgny插入层位于非交替层叠的algan外延工艺层的上方或下方，或者，位于两个非交替层叠的所述algan外延工艺层之间。
20.在一具体实施例中，所述algan外延层表面粗糙度为0.1-10nm。
21.一种algan外延结构的制备方法，包括：
22.步骤s1：提供衬底；
23.步骤s2：在所述衬底上生长gan外延复合层，所述gan外延复合层包括gan外延工艺层和sin
x
插入层，所述gan外延复合层的至少一部分为交替生长的gan外延工艺层和sin
x
插入层；
24.步骤s3：在所述gan外延复合层上生长algan外延复合层，所述algan外延复合层包括algan外延工艺层和mgny插入层，所述algan外延复合层的至少一部分为交替生长的algan外延工艺层和mgny插入层；
25.步骤s4：在所述algan外延复合层上生长algan外延层。
26.在一具体实施例中，所述步骤s2包括：
27.先在所述衬底上生长非交替层叠的所述gan外延工艺层，再在非交替层叠的所述gan外延工艺层上生长交替层叠的gan外延工艺层和sin
x
插入层；或者，
28.先在所述衬底上生长交替层叠的gan外延工艺层和sin
x
插入层，再在交替层叠的gan外延工艺层和sin
x
插入层上生长非交替层叠的所述gan外延工艺层；或者，
29.先在所述衬底上生长非交替层叠的所述gan外延工艺层，再在非交替层叠的所述gan外延工艺层上生长交替层叠的gan外延工艺层和sin
x
插入层，最后在交替层叠的gan外延工艺层和sin
x
插入层上生长非交替层叠的所述gan外延工艺层。
30.在一具体实施例中，所述步骤s3包括：
31.先在所述衬底上生长非交替层叠的所述algan外延工艺层，再在非交替层叠的所述algan外延工艺层上生长交替层叠的algan外延工艺层和mgny插入层；或者，
32.先在所述衬底上生长交替层叠的algan外延工艺层和mgny插入层，再在交替层叠的algan外延工艺层和mgny插入层上生长非交替层叠的所述algan外延工艺层；或者，
33.先在所述衬底上生长非交替层叠的所述algan外延工艺层，再在非交替层叠的所述algan外延工艺层上生长交替层叠的algan外延工艺层和mgny插入层，最后在交替层叠的algan外延工艺层和mgny插入层上生长非交替层叠的所述algan外延工艺层。
34.一种半导体器件，包括上述任一项所述的algan外延结构。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
36.通过设置包含gan外延工艺层和sin
x
插入层的gan外延复合层和包含algan外延工艺层和mgny插入层的algan外延复合层，利用原子的半径差异(mg＞si)，在gan外延复合层
中引入sin
x
插入层，可以调整gan外延复合层的晶格常数向algan靠近，在algan外延复合层中引入mgny插入层，可以调整algan外延复合层的晶格常数向gan靠近，可以实现gan外延复合层和algan外延复合层的晶体匹配，为algan外延层提供高质量低应力的生长模板，最终能够获得具有低表面缺陷的高晶体质量algan外延层。
37.此外，本发明中，形成的sin
x
插入层和mgny插入层工艺可以避免常规gan和algan材料掺杂工艺调整晶格常数带来的材料导电性能改变的影响，拓宽了algan外延层的应用领域。
附图说明
38.图1是本发明一个实施例的algan外延结构的结构示意图。
39.图2是本发明另一实施例的algan外延结构的结构示意图。
40.图3是本发明又一实施例的algan外延结构的结构示意图。
41.图4是本发明又一实施例的algan外延结构的结构示意图。
42.图5是本发明又一实施例的algan外延结构的结构示意图。
43.图6是本发明实施例的algan外延结构的制备方法的流程示意图。
44.图7是本发明实施例1的algan外延结构的光学显微镜照片。
45.图8是本发明对比例1的algan外延结构的光学显微镜照片。
46.图中：10、衬底；20、gan外延复合层；21、非交替层叠gan外延工艺层；22、gan外延工艺层；23、sin
x
插入层；30、algan外延复合层；31、非交替层叠algan外延工艺层；32、algan外延工艺层；33、sin
x
插入层；40、algan外延层。
具体实施方式
47.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
48.本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。
49.参照图1-5，本发明提供一种algan外延结构，包括依次层叠的衬底10、gan外延复合层20、algan外延复合层30和algan外延层40。
50.衬底10可以是蓝宝石材质的衬底10，还可以由氧化锌(zno)、氮化镓(gan)、碳化硅(sic)、氮化铝(aln)或类似物形成。
51.gan外延复合层20位于所述衬底10上，所述gan外延复合层20包括gan外延工艺层和sin
x
插入层23，0≤x≤1，所述gan外延复合层20的至少一部分为交替层叠的gan外延工艺层22和sin
x
插入层23。具体地，gan外延复合层20可以包括非交替层叠部分和交替层叠部分，非交替层叠部分和交替层叠部分上下层叠设置，非交替层叠部分可以包括非交替层叠的gan外延工艺层21(非交叠gan外延工艺层21)，非交替层叠的gan外延工艺层21可以通过一次外延生长得到，交替层叠部分包括交替层叠的gan外延工艺层22和sin
x
插入层23，交替层叠的gan外延工艺层22和sin
x
插入层23则可以通过交替外延生长gan外延工艺层22和sin
x
插入层23得到。
52.algan外延复合层30位于所述gan外延复合层20上，所述algan外延复合层30包括algan外延工艺层和mgny插入层33，0≤y≤1，所述algan外延复合层30的至少一部分为交替层叠的algan外延工艺层32和mgny插入层33。具体地，algan外延复合层30可以包括非交替层叠部分和交替层叠部分，非交替层叠部分和交替层叠部分上下层叠设置，非交替层叠部分可以包括非交替层叠的algan外延工艺层31(非交叠algan外延工艺层31)，非交替层叠的algan外延工艺层31可以通过一次外延生长得到，交替层叠部分包括交替层叠的algan外延工艺层32和mgny插入层33，交替层叠的algan外延工艺层32和mgny插入层33则可以通过交替外延生长algan外延工艺层32和mgny插入层33得到。
53.algan外延层40位于所述algan外延复合层30上。
54.由此，通过设置包含gan外延工艺层22和sin
x
插入层23的gan外延复合层20和包含algan外延工艺层32和mgny插入层33的algan外延复合层30，利用原子的半径差异(mg＞si)，在gan外延复合层20中引入sin
x
插入层23，可以调整gan外延复合层20的晶格常数向algan靠近，在algan外延复合层30中引入mgny插入层33，可以调整algan外延复合层30的晶格常数向gan靠近，可以实现gan外延复合层20和algan外延复合层30的晶体匹配，为algan外延层40提供高质量低应力的生长模板，最终能够获得具有低表面缺陷的高晶体质量algan外延层40。
55.此外，如通过掺杂工艺改变gan外延复合层20和algan外延复合层30的晶格常数，则会带来外延复合层导电性能的改变，而作为algan外延层40的生长模板，则不期望改变其导电性能。本发明中，形成的sin
x
插入层23和mgny插入层33工艺可以避免常规gan和algan材料掺杂工艺调整晶格常数带来的材料导电性能改变的影响，拓宽了algan外延层40的应用领域。
56.在一具体实施方式中，所述gan外延复合层20的厚度为1-2μm，例如为1.3μm、1.5μm或1.8μm，交替层叠的gan外延工艺层22的单层厚度为10-100nm，例如为30nm、50nm或80nm，交替层叠的sin
x
插入层23的单层厚度为1-2nm，例如为1.3nm、1.5nm或1.8nm。将sin
x
插入层23的单层厚度设置为1-2nm则更有利于调整gan外延复合层20的晶格常数向algan靠近。
57.所述algan外延复合层30的厚度为5-200nm，例如为50nm、100nm或150nm，交替层叠的algan外延工艺层32的单层厚度为1-10nm，例如为3nm、5nm或8nm，交替层叠的mgny插入层33的单层厚度为0.5-1nm，例如为0.6nm、0.8nm或0.9nm。厚度为5-200nm的algan外延复合层30与厚度为1-2μm的gan外延复合层20配合，可以有效缓解衬底10与algan外延层40之间的晶格失配，改善生长于衬底10上的晶体的质量。将mgny插入层33的单层厚度设置为0.5-1nm则更有利于调整algan外延复合层30的晶格常数向gan靠近，实现gan外延复合层20和algan外延复合层30的晶体匹配。
58.所述algan外延层40的厚度为20-2000nm，例如为100nm、300nm、500nm、1000nm、1300nm、1500nm或1800nm。
59.在一具体实施方式中，所述gan外延复合层20中，交替层叠的所述gan外延工艺层22的总厚度不超过所述gan外延复合层20厚度的二分之一，其中，非交替层叠的所述gan外延工艺层22的厚度优选为0.5-1μm，例如为0.6μm、0.8μm或0.9μm。所述algan外延复合层30中，交替层叠的所述algan外延工艺层32的总厚度不超过所述algan外延复合层30厚度的二
分之一，其中，非交替层叠的algan外延工艺层31的厚度优选为2.5-100nm，例如为10nm、30nm、50nm、或80nm。
60.在一具体实施方式中，如图1-3所示，所述gan外延复合层20中，交替层叠的所述gan外延工艺层22和sin
x
插入层23位于非交替层叠的所述gan外延工艺层21的上方或下方，或者，位于两个非交替层叠的所述gan外延工艺层21之间。
61.如图1、4和5所示，所述algan外延复合层30中，交替层叠的algan外延工艺层32和mgny插入层33位于非交替层叠的algan外延工艺层31的上方或下方，或者，位于两个非交替层叠的所述algan外延工艺层31之间。
62.通过改变交替层叠的所述gan外延工艺层22和sin
x
插入层23的位置，或者，通过改变交替层叠的所述algan外延工艺层32和mgny插入层33的位置，可以调整algan外延层40的表面粗糙度，所述algan外延层40表面粗糙度能够在0.1-10nm范围内调整，从而实现将表面粗化工艺从晶体质量工艺控制中单独分离出来，进而扩大了外延层表面粗化的外延生长工艺窗口，从而满足不同的外延技术需求。
63.所述gan外延复合层20中，交替层叠的所述gan外延工艺层22的总厚度不超过所述gan外延复合层20厚度的二分之一，所述algan外延复合层30中，交替层叠的所述algan外延工艺层32的总厚度不超过所述algan外延复合层30厚度的二分之一，此处根据实际生产工艺对最大厚度进行限制，一方面是外延工艺层厚度超过二分之一时，sin
x
插入层23和mgny插入层33无法起到对gan外延工艺层和algan外延工艺层的晶格调整的作用，另一方面，外延工艺层厚度超过二分之一时，algan外延层40的表面粗糙度受到交叠层在非交叠层的插入位置的影响不明显，无法实现仅仅通过插入位置改变表面粗糙度的工艺。
64.本发明还提供一种半导体器件，包括上述任一实施方式所述的algan外延结构，半导体器件例如是led器件、hemt器件等。
65.如图6所示，本发明还提供一种algan外延结构的制备方法，包括以下步骤：步骤s1-步骤s4，algan外延结构的制备可以采用mocvd外延生长设备完成。
66.步骤s1：提供衬底10。
67.衬底10可以是蓝宝石材质的衬底10，还可以由氧化锌(zno)、氮化镓(gan)、碳化硅(sic)、氮化铝(aln)或类似物形成。
68.步骤s2：在所述衬底10上生长gan外延复合层20，所述gan外延复合层20包括gan外延工艺层和sin
x
插入层23，所述gan外延复合层20的至少一部分为交替生长的gan外延工艺层22和sin
x
插入层23。
69.具体地，在1095-1125℃温度条件、150-350torr压力条件下，在衬底10上生长厚度为1-2μm的gan外延复合层20，具体可以包括步骤s201和步骤s202。
70.步骤s201：生长厚度为0.5-1μm的非交替层叠的gan外延工艺层21。
71.步骤s202：周期性循环交替生长单层厚度为10-100nm的gan外延工艺层22和单层厚度为1-2nm的sin
x
插入层23，循环周期中gan外延工艺层22的总厚度优选不超过gan外延复合层20厚度的二分之一。
72.步骤s202可以在步骤s201之后、之前或两个步骤s201之间进行，从而使交替层叠的所述gan外延工艺层22和sin
x
插入层23位于非交替层叠的gan外延工艺层21的上方或下方，或者，位于两个非交替层叠的所述gan外延工艺层21之间，进而调整algan外延层40的表
面粗糙度。
73.具体地，所述步骤s2可以包括：
74.先在所述衬底10上生长非交替层叠的所述gan外延工艺层21，再在非交替层叠的所述gan外延工艺层21上生长交替层叠的gan外延工艺层22和sin
x
插入层23。
75.或者，先在所述衬底10上生长交替层叠的gan外延工艺层22和sin
x
插入层23，再在交替层叠的gan外延工艺层22和sin
x
插入层23上生长非交替层叠的所述gan外延工艺层21。
76.或者，先在所述衬底10上生长非交替层叠的所述gan外延工艺层21，再在非交替层叠的所述gan外延工艺层21上生长交替层叠的gan外延工艺层22和sin
x
插入层23，最后在交替层叠的gan外延工艺层22和sin
x
插入层23上生长非交替层叠的所述gan外延工艺层21。
77.步骤s3：在所述gan外延复合层20上生长algan外延复合层30，所述algan外延复合层30包括algan外延工艺层和mgny插入层33，所述algan外延复合层30的至少一部分为交替生长的algan外延工艺层32和mgny插入层33。
78.具体地，在1065-1095℃温度条件、50-150torr压力条件下，在gan外延复合层20上生长厚度为5-200nm的algan外延复合层30，具体可以包括步骤s301和步骤s302。
79.步骤s301：生长厚度为2.5-100nm的非交替层叠的algan外延工艺层31。
80.步骤s302：周期性循环交替生长单层厚度为1-10nm的algan外延工艺层32和单层厚度为0.5-1nm的mgny插入层33，循环周期中algan外延工艺层32的总厚度优选不超过algan外延复合层30厚度的二分之一。
81.步骤s302可以在步骤s301之后、之前或两个步骤s301之间进行，从而使交替层叠的所述algan外延工艺层32和mgny插入层33位于非交替层叠的algan外延工艺层31的上方或下方，或者，位于两个非交替层叠的algan外延工艺层31之间，进而调整algan外延层40的表面粗糙度。
82.具体地，所述步骤s3可以包括：
83.先在所述衬底10上生长非交替层叠的algan外延工艺层31，再在非交替层叠的algan外延工艺层31上生长交替层叠的algan外延工艺层32和mgny插入层33。
84.或者，先在所述衬底10上生长交替层叠的algan外延工艺层32和mgny插入层33，再在交替层叠的algan外延工艺层32和mgny插入层33上生长非交替层叠的algan外延工艺层31。
85.或者，先在所述衬底10上生长非交替层叠的algan外延工艺层31，再在非交替层叠的algan外延工艺层31上生长交替层叠的algan外延工艺层32和mgny插入层33，最后在交替层叠的algan外延工艺层32和mgny插入层33上生长非交替层叠的algan外延工艺层31。
86.步骤s4：在所述algan外延复合层30上生长algan外延层40。
87.具体地，在1085-1115℃温度条件、50-150torr压力条件下，在algan外延复合层30上，生长厚度为20-2000nm的algan外延层40。
88.实施例1：
89.采用mocvd外延生长设备制备algan外延结构，包括：
90.步骤s11：提供蓝宝石衬底10。
91.步骤s21：在1105℃温度条件、200orr压力条件下，在衬底10上生长1.5μm的gan外延复合层20，包括以下步骤：
92.先在衬底10上，周期性循环交替生长单层厚度为50m的gan外延工艺层22和单层厚度为1.5nm的sin
x
插入层23，循环周期中gan外延工艺层总厚度为gan复合层厚度的20％；
93.再在交替层叠的gan外延工艺层22和sin
x
插入层23上，生长厚度为0.6μm的非交替层叠的gan外延工艺层21。
94.步骤s31：在1075℃温度条件、100torr压力条件下，在gan外延复合层20上生长厚度为100nm的algan外延复合层30，包括以下步骤：
95.先在gan外延复合层20上，周期性循环交替生长单层厚度为5nm的algan外延工艺层32和单层厚度为0.8nm的mgny插入层33，循环周期中algan外延工艺层32总厚度为algan外延复合层30厚度的20％；
96.再在交替层叠的algan外延工艺层32和mgny插入层33上，生长厚度为80nm的非交替层叠的algan外延工艺层31。
97.步骤s41：在1095℃温度条件、120torr压力条件下，在algan外延复合层30上，生长厚度为1000nm的algan外延层40。
98.实施例2：
99.实施例2与实施例1的制备过程基本相同，区别仅在于步骤s21不同。
100.步骤s21：
101.先在衬底10上，生长厚度为0.6μm的非交替层叠的gan外延工艺层21；
102.再在非交替层叠的gan外延工艺层21上，周期性循环交替生长单层厚度为50nm的gan外延工艺层22和单层厚度为1.5nm的sin
x
插入层23，循环周期中gan外延工艺层总厚度为gan复合层厚度的20％。
103.实施例3：
104.实施例3与实施例1的制备过程基本相同，区别仅在于步骤s21不同。
105.步骤s21：
106.先在衬底10上生长厚度为0.3μm的非交替层叠的gan外延工艺层21。
107.再在非交替层叠的gan外延工艺层21上，周期性循环交替生长单层厚度为50nm的gan外延工艺层22和单层厚度为1.5nm的sin
x
插入层23，循环周期中gan外延工艺层总厚度为gan复合层厚度的20％。
108.最后在交替层叠的gan外延工艺层22和sin
x
插入层23上生长厚度为0.3μm的非交替层叠的所述gan外延工艺层21。
109.实施例4：
110.实施例4与实施例1的制备过程基本相同，区别仅在于步骤s31不同。
111.步骤s31：
112.先在gan外延复合层20上，生长厚度为80nm的非交替层叠的algan外延工艺层31；
113.再在非交替层叠的algan外延工艺层31上，周期性循环交替生长单层厚度为5nm的algan外延工艺层32和单层厚度为0.8nm的mgny插入层33，循环周期中algan外延工艺层总厚度为algan复合层厚度的20％。
114.实施例5：
115.实施例3与实施例1的制备过程基本相同，区别仅在于步骤s31不同。
116.步骤s31：
117.先在gan外延复合层20上生长厚度为40nm的非交替层叠的algan外延工艺层31。
118.再在非交替层叠的algan外延工艺层31上，周期性循环交替生长单层厚度为5nm的algan外延工艺层32和单层厚度为0.8nm的mgny插入层33，循环周期中algan外延工艺层总厚度为algan复合层厚度的20％。
119.最后在交替层叠的algan外延工艺层32和mgny插入层33上生长厚度为40nm的非交替层叠的algan外延工艺层31。
120.分别对实施例1～5的algan外延结构进行bow值、表面粗糙度ra、(002)和102半峰宽测试，结果见表1：
121.表1
122.实施例bow/μmra/nm002/arsec102/arsec实施例1580.76242278实施例2573.97245276实施例3582.12248277实施例4595.89248279实施例5593.47247276
123.从表1数据可以看出：gan和algan交替层叠厚度主要影响algan外延结构表面的粗糙度，随着交叠层靠近外延结构表面，粗糙度逐渐增大，随着交叠层远离外延结构表面粗糙度逐渐减小，并且，外延结构的bow值和(002)和102半峰宽基本不随插入层的位置而变化，从而实现将表面粗化工艺从晶体质量工艺控制中单独分离出来，进而扩大了外延层表面粗化的外延生长工艺窗口，从而满足不同的外延技术需求。
124.对比例1：
125.对比例1与实施例1的制备过程基本相同，区别仅在于步骤s21和s31不同。
126.步骤s21中，gan外延复合层20未生长sin
x
插入层23。
127.步骤s31中，algan外延复合层30未生长mgny插入层33。
128.对比例2：
129.对比例1与实施例1的制备过程基本相同，区别仅在于步骤s21不同。
130.步骤s21中，循环周期中gan外延工艺层总厚度为gan复合层厚度的60％。
131.对比例3：
132.对比例1与实施例1的制备过程基本相同，区别仅在于步骤s21不同。
133.步骤s21中，循环周期中gan外延工艺层总厚度为gan复合层厚度的80％。
134.对比例4：
135.对比例2与实施例1的制备过程基本相同，区别仅在于步骤s31不同。
136.步骤s31中，循环周期中algan外延工艺层32总厚度为algan外延复合层30厚度的60％。
137.对比例5
138.步骤s31中，循环周期中algan外延工艺层32总厚度为algan外延复合层30厚度的80％。
139.分别对实施例1和对比例1～5的algan外延结构进行bow值、表面粗糙度ra、(002)和102半峰宽测试，结果见表2：
140.表2
141.实施例bow/μmra/nm002/arsec102/arsec实施例1580.76242278对比例1760.73297351对比例2620.68249281对比例3660.67254289对比例4680.77256291对比例5700.76262295
142.从上表可以看出，对比例1和实施例1采用光致发光pl测试得到algan外延结构的bow值(弯曲度)分别为58μm和76μm，从图7所示的algan外延结构的光学显微镜图片看出，实施例1的algan外延结构具有光滑的外延结构表面，并且xrd测试(002)和(102)半峰宽分别为242arsec和278arsec，而对比例1具有坑状缺陷分布，并且xrd测试(002)和(102)半峰宽分别为297arsec和351arsec，说明本发明gan和algan外延复合层结构具有更低bow值，即在采用本发明实施例1可以实现gan外延复合层和algan外延复合层的晶体匹配，为algan外延层提供高质量低应力的生长模板，能够获得具有低表面缺陷的高晶体质量algan外延层。
143.对比例2、3和对比例4、5中，循环周期中gan和algan外延工艺层厚度占比均大于二分之一(50％)，从测试数据可以看出，对比例2、3和4、5中的bow值、(002)和(102)半峰宽都有增大趋势，说明所述gan外延复合层20中，交替层叠的所述gan外延工艺层22的总厚度不超过所述gan外延复合层20厚度的二分之一，所述algan外延复合层30中，交替层叠的所述algan外延工艺层32的总厚度不超过所述algan外延复合层30厚度的二分之一，sin
x
插入层23和mgny插入层33无法起到对gan外延工艺层和algan外延工艺层的晶格调整的作用；此外根据实际生产经验，当交替层叠的外延工艺层厚度超过二分之一时，表面粗糙度受到交叠层在非交叠层的插入位置的影响不明显，无法实现仅仅通过插入位置改变表面粗糙度的工艺。
144.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，在发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，所有的这些改变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。