一种硅基氮化镓外延片及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种硅基氮化镓外延片及其制作方法，所述硅基氮化镓外延片包括：硅衬底、在硅衬底上依次层叠的Al层、AlN成核层、应力调变层、N型层、位错微调层、多量子阱层、电子阻挡层、P型层及P型接触层；AlN成核层包括AlN三维成核层和AlN二维成核层；应力调变层为Al

【技术实现步骤摘要】
一种硅基氮化镓外延片及其制作方法


[0001]本专利技术涉及光电
，特别涉及一种硅基氮化镓外延片及其制作方法。

技术介绍

[0002]Ⅲ族氮化物半导体材料的研究与应用是半导体行业的一个热门话题。作为Ⅲ族氮化物半导体材料的代表，GaN(氮化镓)由于其优良的电子和光学性能在发光二极管和高功率电子器件等领域而得到了很大的发展。
[0003]由于GaN单晶还处于实验阶段，GaN材料的异质外延生长是不可避免的，衬底材料有蓝宝石、SiC(碳化硅)和Si(硅)衬底等。与蓝宝石和SiC相比，Si衬底具有价格低、质量高、热导率高、电导率好、大直径单晶生长技术成熟等优势，并且Si衬底GaN基材料及器件的研制将进一步促进GaN基器件与传统Si基器件工艺兼容，在Si衬底上外延GaN材料提供了一种新的技术平台，其中蓝宝石和SiC衬底外延生长GaN薄膜已经非常成熟化，但是其本身的价格较高，特别是SiC价格更加昂贵，并且像蓝宝石本身散热效果不好，很难实现大尺寸外延生长，大大增加了制造成本。因此，现在通常采用硅片作为衬底外延生长GaN薄膜，很大程度上降低了GaN本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基氮化镓外延片，其特征在于，包括：硅衬底、在所述硅衬底上依次层叠的Al层、AlN成核层、应力调变层、N型层、位错微调层、多量子阱层、电子阻挡层、P型层及P型接触层；所述AlN成核层包括AlN三维成核层和AlN二维成核层；所述应力调变层为Al
x
B
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Ga1‑
x
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y
N层，其中0＜x＜0.5，0＜y＜0.5；所述位错微调层为AlN层、BN层、及BGaN层中的任意一种或者多种组合。2.根据权利要求1所述的硅基氮化镓外延片，其特征在于，所述Al层的厚度为0.1
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1nm，所述AlN三维成核层的厚度为10
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20nm，所述AlN二维成核层的厚度为40
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60nm，所述应力调变层的厚度为100
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150nm，所述位错微调层的厚度为1
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2nm。3.根据权利要求1所述的硅基氮化镓外延片，其特征在于，所述多量子阱层包括周期性交替层叠的量子阱层和量子垒层，且交替层叠的周期数为6
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16；所述量子阱层为InGaN层，单个所述量子阱层的厚度为3
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3.7nm；所述量子垒层为AlGaN层，单个所述量子垒层的厚度为9
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12nm。4.根据权利要求1所述的硅基氮化镓外延片，其特征在于，所述N型层为N型GaN层，厚度为2
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3um；所述电子阻挡层为AlInGaN层，厚度为30
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50nm；所述P型层为P型GaN层，厚度为15
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30nm；所述P型接触层为重掺Mg的GaN层，厚度为1
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6nm。5.一种硅基氮化镓外延片制作方法，其特征在于，所述方法包括：提供一硅衬底；在所述硅衬底上沉积Al层；在所述Al层上沉积AlN成核层，所述AlN成核层包括AlN三维成核层和AlN二维成核层；在所述AlN成核层上沉积应力调变层，所述应力调变层为Al
x
B
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Ga1‑
x
‑
y
N层，其中0＜x＜0.5，0＜y＜0.5；在所述应力调变层上沉积N型层；在所述N型层上沉积位错微调层，所述位错微调层为AlN层、BN层、及BGaN层中的任意一种或者多种组合；在所述位错微调层上依次沉积多量子阱层、电子阻挡层、P型层及P型接触层。6.根据权利要求5所述的硅基氮化镓外延片制作方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文杰，程龙，高虹，曾家明，刘春杨，胡加辉，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
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