[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，GaN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第一碳掺杂AlGaN层、第二碳掺杂AlGaN层以及第三碳掺杂AlGaN层，所述第一碳掺杂AlGaN层设置在靠近所述AlN成核层的一侧；

其中，所述第一碳掺杂AlGaN层的掺杂浓度由高到低均匀渐变，所述第二碳掺杂AlGaN层的掺杂浓度恒定不变，所述第三碳掺杂AlGaN层的掺杂浓度由低到高均匀渐变。

2.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述第一碳掺杂AlGaN层中AlGaN的Al组分为0.50～0.80，所述第一碳掺杂AlGaN层的掺杂浓度为5*10¹⁷cm^-3-5*10²⁰cm^-3。

3.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述第二碳掺杂AlGaN层中AlGaN的Al组分为0.40～0.50，所述第二碳掺杂AlGaN层的掺杂浓度为5*10¹⁵cm^-3-5*10¹⁶cm^-3。

4.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述第三碳掺杂AlGaN层中AlGaN的Al组分为0.20～0.40，所述第二碳掺杂AlGaN层的掺杂浓度为5*10¹⁷cm^-3-5*10²⁰cm^-3。

5.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述第一碳掺杂AlGaN层的厚度为0.5～1.0μm，所述第二碳掺杂AlGaN层的厚度为0.5～1.0μm，所述第三碳掺杂AlGaN层的厚度为300～600nm。

6.根据权利要求1所述的外延片，其特征在于，所述Si衬底与所述AlN成核层之间还设有预铺Al层，所述预铺Al层厚度为1～5nm。

7.一种外延片生长方法，用于生长权利要求1至6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、第一碳掺杂AlGaN层、第二碳掺杂AlGaN层、第三碳掺杂AlGaN层、GaN沟道层、AlN插入层、AlGaN势垒层以及GaN盖帽层。

8.根据权利要求7所述的外延片的生长方法，其特征在于，所述在所述预铺Al层上依次生长AlN成核层、第一碳掺杂AlGaN层、第二碳掺杂AlGaN层、第三碳掺杂AlGaN层、GaN沟道层、AlN插入层、AlGaN势垒层以及GaN盖帽层的步骤中，所述第一碳掺杂AlGaN层和所述第二碳掺杂AlGaN层生长温度均为1000℃-1200℃，压力均为40～70mbar，所述第三碳掺杂AlGaN层的生长温度为1050℃-1150℃，压力为150～250mbar。

9.根据权利要求7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。

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6中任一项所述的外延片。