[发明专利]阻挡电子泄漏和缺陷延伸的外延生长方法及其结构

权利要求书

1.一种阻挡电子泄漏和缺陷延伸的外延生长方法，依次包括处理衬底、生长低温缓冲GaN层、生长不掺杂GaN层、生长掺Si的GaN层、生长多量子阱InxGa_（1-x）N/GaN层、生长第一P型GaN层、生长P型AlGaN层、生长第二P型GaN层步骤，其特征在于，

在所述生长多量子阱InxGa_（1-x）N/GaN层和生长第一P型GaN层步骤之间，包括生长电子阻挡层的步骤：

在温度为800-880℃、100-300torr压力的反应室内，采用H₂和/或N₂作为载气，持续通入5-40K的NH3和15-50sccm的TMGa，每隔10-30s通入一次10-40sccm的TMAl，每次通入的TMAl含量渐增，生长电子阻挡层，电子阻挡层的厚度为8-25nm；

所述电子阻挡层包括2-6组双层结构，每个双层结构包括UAlGaN层和UGaN层；每一双层结构的UAlGaN层相比上一双层结构的UAlGaN层中的Al组分含量增加15%-50%。

2.根据权利要求1所述的一种阻挡电子泄漏和缺陷延伸的外延生长方法，其特征在于，每一所述UAlGaN层的Al组分与每一UAlGaN层的摩尔比在0.1-0.3之间。

3.根据权利要求2所述的一种阻挡电子泄漏和缺陷延伸的外延生长方法，其特征在于，所述相邻UAlGaN层的Al组分含量波动的幅度与每一UAlGaN层的摩尔比为0.01-0.05。

4.根据权利要求1所述的一种阻挡电子泄漏和缺陷延伸的外延生长方法，其特征在于，所述生长低温缓冲GaN层步骤为：

在温度为530-560℃、300-500torr压力的反应室内，在衬底上生长厚度为20-45nm的低温缓冲GaN层；

所述生长不掺杂GaN层步骤为：

升高温度到1000-1100℃，反应室压力控制在300-600torr，持续生长2-3.5um厚度的不掺杂UGaN层；

所述生长掺Si的GaN层步骤为：

保持温度不变，反应室压力控制在200-300torr生长2-3um厚度的n型掺Si的GaN层，Si的掺杂浓度为5E+18-1E+19个/cm³。

5.根据权利要求1所述的一种阻挡电子泄漏和缺陷延伸的外延生长方法，其特征在于，所述生长多量子阱InxGa_（1-x）N/GaN层步骤为：

反应室压力控制在200-300torr，降温至750-770℃生长掺杂In的2.5-3.5nm厚度的In_xGa_（1-x）N层，其中x=0.20-0.22，再升高温度至860-890℃生长10-12nm厚度的GaN层；In_xGa_（1-x）N/GaN周期数为11-13，厚度在130-160nm。

6.根据权利要求1所述的一种阻挡电子泄漏和缺陷延伸的外延生长方法，其特征在于，所述生长第一P型GaN层、生长P型AlGaN层、生长第二P型GaN层的步骤为：

降温至730-770℃，反应室压力在200-300torr生长厚度为40-70nm低温掺Mg的P型GaN，Mg的掺杂浓度为5E+19-1E+20个/cm³；

升高温度到920-970℃，反应室压力控制在100-200torr，持续生长30-50nm厚度的掺铝、掺镁的P型Al_yGaN电子阻挡层，其中，y=0.15-0.25；Al的掺杂浓度为1E+20-2E+20个/cm³，Mg的掺杂浓度为3E+19-4E+19个/cm³；

将反应室压力控制在200-500torr，再同温持续生长80-120nm厚度的掺Mg的第二P型GaN层，Mg的掺杂浓度为6E+19-1.5E+20个/cm³。