CN114855273B - 一种外延片制备方法、外延片以及发光二极管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种外延片制备方法、外延片以及发光二极管，所述外延片制备方法包括提供衬底；在所述衬底上依次外延生长预铺层、成核层、高阻缓冲层以及沟道层；在所述沟道层上外延生长第一插入层，并在所述第一插入层生长完成后对所述第一插入层进行退火处理；在所述第一插入层上外延生长第二插入层，并在所述第二插入层生长完成后对所述第二插入层进行退火处理；在所述第二插入层上依次外延生长势垒层以及盖帽层；其中，所述第一插入层为Al层，所述第二插入层为AlN层。本发明解决了现有技术中的外延片二维电子气迁移率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种外延片制备方法、外延片方法以及发光二极管。
背景技术
作为第三代半导体材料，GaN基材料具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度达、化学稳定好、抗辐射耐高温、易形成异质结等优势，成为制造高温、高频、大功率、抗辐射高电子迁移率晶体管(HEMT)结构的首选材料。并且由于GaN 基异质结构具有很高的载流子浓度和电子迁移率，其导通电阻小，并且禁带宽度的优势使得其能够承受很高的工作电压。因此，GaN基HEMT也被广泛应用于高温高频大功率器件、低损耗率开关器件等应用领域。
由于Si衬底的导热性好，可实现大尺寸外延，特别是6寸、8寸和12寸外延片，可降低生产成本，具有极大的市场竞争力，因此，通常被用来外延生长 GaN薄膜。而HTME器件的性能很大程度上依赖于其外延层晶体质量和二维电子气的迁移率，二维电子气迁移率的快慢对器件的导通电阻、功耗、电流承载能力、开关转换速度和截止频率都有着较大的影响。因此，如何制备出高电子迁移率的晶体管成为了各大厂商研究的重难点。
现有技术中，通过在GaN沟道层与AlGaN势垒层之间设置AlN插入层，以提高GaN沟道层与AlGaN势垒层界面的晶体质量，从而提高二维电子气的迁移率，然而，AlN插入层直接生长在GaN沟道层上受到的张应力比较大，而且 Al原子在GaN层上的横向迁移能力比较弱，导致AlN插入层的晶体质量和表面平整度不好，对后续的AlGaN势垒层还是会有影响，虽然外延片的二维电子气的迁移率有所提高，但二维电子气的迁移率依然比较低下。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种外延片制备方法、外延片以及发光二极管，旨在解决现有技术中的外延片的二维电子气的迁移率低的问题。
本发明实施例是这样实现的：
一种外延片制备方法，所述制备方法包括；
提供衬底；
在所述衬底上依次外延生长预铺层、成核层、高阻缓冲层以及沟道层；
在所述沟道层上外延生长第一插入层，并在所述第一插入层生长完成后对所述第一插入层进行退火处理；
在所述第一插入层上外延生长第二插入层，并在所述第二插入层生长完成后对所述第二插入层进行退火处理；
在所述第二插入层上依次外延生长势垒层以及盖帽层；
其中，所述第一插入层为Al层，所述第二插入层为AlN层。
进一步的，上述外延片制备方法，其中，第一插入层的退火时间为2～3min，第一插入层的退火温度为750～900℃。
进一步的，上述外延片制备方法，其中，第二插入层的退火时间为1～2min，第二插入层的退火温度为900～1000℃。
进一步的，上述外延片制备方法，其中，所述第一插入层的生长厚度为 0.5～1nm。
进一步的，上述外延片制备方法，其中，所述第二插入层的生长厚度为 0.5～1nm。
进一步的，上述外延片制备方法，其中，第一插入层的生长温度为 750～900℃，第一插入层的生长压力为40～70mbar。
进一步的，上述外延片制备方法，其中，第二插入层的生长温度为 900～1050℃，第二插入层的生长压力为40～70mbar。
本发明的另一个目的在于提供一种外延片，该外延片由上述任一项所述的外延片制备方法制备得到，所述外延片包括：
衬底，依次层叠于所述衬底上的预铺层、成核层、高阻缓冲层、沟道层、第一插入层、第二插入层、长势垒层以及盖帽层；
其中，所述第一插入层为Al层，所述第二插入层为AlN层。
根据上述技术方案的一方面，所述成核层为AlN层，所述高阻缓冲层和所述势垒层均为AlGaN层，所述高阻缓冲层和所述沟道层均为GaN层。
本发明的另一个目的在于提供一种发光二极管，包括上述任一项所述的外延片。
本发明通过沟道层上先生长第一插入层，即Al层，并对其退火处理，使 Al层中的Al充分扩散，以在沟道层上铺上一层均匀的Al薄膜，再生长第二插入层，即AlN层，并对其进行退火处理，在Al层上生长AlN层时，Al原子的横向迁移能力大大提高，而且受到的应力也大幅减小，提高了AlN插入层的晶体质量和表面平整度，从而使得沟道层与势垒层之间具有更好的界面质量，进一步降低了界面粗糙度散射，进而提高了二维电子气的迁移率，解决了现有技术中的外延片的二维电子气的迁移率低的问题。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
此外，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的一者”连接的项目的列表可意味着所列项目中的任一者。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A 及B中的一者”意味着仅A或仅B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的一者”意味着仅A；仅B；或仅C。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的至少一者”、“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一者”或“A或B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及 C，那么短语“A、B及C中的至少一者”或“A、B或C中的至少一者”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。
本发明针对目前的外延片二维电子迁移率低下的问题，提出了一种外延片的制备方法、外延片以及发光二极管，其中，该外延片包括衬底，依次层叠于衬底上的预铺层、成核层、高阻缓冲层、沟道层、第一插入层、第二插入层、势垒层以及盖帽层；具体的，第一插入层为Al层，第二插入层为AlN层。
在本发明一些可选的实施例当中，优选的，衬底采用Si衬底，成核层为AlN 层，高阻缓冲层和势垒层均为AlGaN层，高阻缓冲层和沟道层均为GaN层。
本发明提出的外延片制备方法，用于制备上述的外延片，该制备方法包括：
提供衬底；
在所述衬底上依次外延生长预铺层、成核层、高阻缓冲层以及沟道层；
在所述沟道层上外延生长第一插入层，并在所述第一插入层生长完成后对所述第一插入层进行退火处理；
在所述第一插入层上外延生长第二插入层，并在所述第二插入层生长完成后对所述第二插入层进行退火处理；
在所述第二插入层上依次外延生长势垒层以及盖帽层；
其中，所述第一插入层为Al层，所述第二插入层为AlN层。
可以理解的，由于GaN沟道层与AlGaN势垒层的晶格常数不一样，AlGaN 势垒层直接生长在GaN沟道层上时，受到张应力影响，表面会比较粗糙，晶体质量不高，从而会增加界面散射，降低了二维电子气的迁移率，因此，本发明在沟道层上外延生长第一插入层，并在第一插入层生长完成后对第一插入层进行退火处理，使Al充分扩散，在GaN沟道层上铺上一层均匀的Al薄膜，再生长AlN层，并对其进行退火处理，在Al层上生长AlN层时，Al原子的横向迁移能力大大提高，而且受到的应力也大幅减小，可以提高AlN层的晶体质量和表面平整度，从而GaN沟道层与AlGaN势垒层之间具有更好的界面质量，进一步降低了界面粗糙度散射，从而提高二维电子气的迁移率。
需要说明的是，合理的退火时间以及退火温度可以有效的使Al层、AlN层中的Al均匀扩散以及改善表面平整度。
进一步的，上述外延片制备方法，其中，第一插入层的退火时间为2～3min，例如2min、2.5min以及3nm等，第一插入层的退火温度为750～900℃，例如 750℃、800℃以及900℃等。
进一步的，上述外延片制备方法，其中，第二插入层的退火时间为1～2min，例如1min、1.5min以及2nm等，第二插入层的退火温度为900～1000℃，例如 900、950℃以及1000℃等。
此外，第一插入层与第二插入层的生长厚度对外延片的性能也有着一定的影响，若厚度太薄，形成的插入层无法进行全面覆盖，而厚度太厚，则会影响外延片的晶体质量。
进一步的，上述外延片制备方法，其中，第一插入层的生长厚度为0.5～1nm，例如0.5nm、0.8nm以及1nm等。
进一步的，上述外延片制备方法，其中，第二插入层的生长厚度为0.5～1nm，例如0.5nm、0.8nm以及1nm等。
其中，合理的生长温度和压力有助于保证插入层的生长质量以及提升插入层生成的自身表面形貌。
进一步的，上述外延片制备方法，其中，第一插入层的生长温度为 750～900℃，例如750℃、800℃以及900℃等，第一插入层的生长压力为40～70 mbar，例如40mbar、50mbar以及70mbar等。
进一步的，上述外延片制备方法，其中，第二插入层的生长温度为 900～1050℃，例如900℃、1000℃以及1050℃等，第二插入层的生长压力为40～70 mbar，例如40mbar、50mbar以及70mbar等。
本发明提出的发光二极管，包括上述的外延片，该外延片由上述任一项的外延片制备方法制备得到。
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。其中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
实施例1
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 800℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为0.5nm的Al层，并在Al层生长完成后在800℃、N2气氛下对Al层退火处理2min；在生长压力为50mbar，生长温度为1000℃的生长条件下，在Al层上外延生长厚度为1.0nm的AlN层，并在AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理1min；接着在AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
实施例2
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 900℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为0.5nm的Al层，并在Al层生长完成后在800℃、N2气氛下对Al层退火处理2min；在生长压力为50mbar，生长温度为1000℃的生长条件下，在Al层上外延生长厚度为1.0nm的AlN层，并在AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理1min；接着在AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
实施例3
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 800℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为0.5nm的Al层，并在Al层生长完成后在800℃、N2气氛下对Al层退火处理3min；在生长压力为50mbar，生长温度为1000℃的生长条件下，在Al层上外延生长厚度为1.0nm的AlN层，并在AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理1min；接着在AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
实施例4
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 800℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为1.0nm的Al层，并在Al层生长完成后在800℃、N2气氛下对Al层退火处理2min；在生长压力为50mbar，生长温度为1000℃的生长条件下，在Al层上外延生长厚度为1.0nm的AlN层，并在AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理1min；接着在AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
实施例5
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 900℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为1.0nm的Al层，并在Al层生长完成后在800℃、N2气氛下对Al层退火处理2min；在生长压力为50mbar，生长温度为1000℃的生长条件下，在Al层上外延生长厚度为1.0nm的AlN层，并在AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理1min；接着在AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
实施例6
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 900℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为1.0nm的Al层，并在Al层生长完成后在800℃、N2气氛下对Al层退火处理3min；在生长压力为50mbar，生长温度为1000℃的生长条件下，在Al层上外延生长厚度为1.0nm的AlN层，并在AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理1min；接着在AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
实施例7
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 900℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为0.5nm的Al层，并在Al层生长完成后在800℃、N2气氛下对Al层退火处理3min；在生长压力为50mbar，生长温度为900℃的生长条件下，在Al层上外延生长厚度为0.5nm的AlN层，并在AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理1min；接着在 AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
实施例8
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 900℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为0.5nm的Al层，并在Al层生长完成后在800℃、N2气氛下对Al层退火处理3min；在生长压力为50mbar，生长温度为1000℃的生长条件下，在Al层上外延生长厚度为0.5nm的AlN层，并在AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理1min；接着在AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
实施例9
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 900℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为0.5nm的Al层，并在Al层生长完成后在800℃、N2气氛下对Al层退火处理3min；在生长压力为50mbar，生长温度为1000℃的生长条件下，在Al层上外延生长厚度为0.5nm的AlN层，并在AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理2min；接着在AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
实施例10
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 900℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为0.5nm的Al层，并在Al层生长完成后在800℃、N2气氛下对Al层退火处理3min；在生长压力为50mbar，生长温度为900℃的生长条件下，在Al层上外延生长厚度为1.0nm的AlN层，并在AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理1min；接着在 AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
实施例11
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 900℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为0.5nm的Al层，并在Al层生长完成后在800℃、N2气氛下对Al层退火处理3min；在生长压力为50mbar，生长温度为1000℃的生长条件下，在Al层上外延生长厚度为1.0nm的AlN层，并在AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理2min；接着在AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
对照例1
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 1000℃的生长条件下，在GaN沟道层上外延生长厚度为1.0nm的AlN层，并在 AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理2min；接着在 AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
对照例2
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 900℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为0.5nm的Al层；在生长压力为 50mbar，生长温度为1000℃的生长条件下，在GaN沟道层上外延生长厚度为 1.0nm的AlN层，并在AlN层生长完成后在950℃、N2气氛下对AlN层进行退火处理2min；接着在AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
对照例3
提供衬底；
将衬底置于MOCVD系统中，并在衬底上依次外延生长预铺Al层、AlN成核层、AlGaN高阻缓冲层以及GaN沟道层；在生长压力为50mbar，生长温度为 900℃的生长条件下在沟道层上外延生长厚度为0.5nm的Al层，并在Al层生长完成后在800℃、N2气氛下对Al层退火处理3min；在生长压力为50mbar，生长温度为1000℃的生长条件下，在Al层上外延生长厚度为1.0nm的AlN层；接着在AlN层上依次外延生长AlGaN势垒层以及GaN盖帽层；外延结构生长结束后，将反应腔温度降低，在氮气气氛中降至室温外延生长结束。
其中，三甲基铝(TMAl)、三甲基镓或三乙基镓(TMGa或TEGa)、NH3分别作为Ⅲ族源和Ⅴ族源的前驱体，四溴化碳(CBr4)作为碳(C)源的前驱体， N2和H2作为载气。
请参阅下表1，所示为本发明上述实施例1～11对应的参数，此外，为了方便理解本发明的优越性，还设置了三个对照例(现有技术中的外延片制备方法)，即实施例1～11以及对照例1～3的对应参数如下表1所示。
表1：
在实际应用当中，分别利用本发明上述实施例1-11、及对照例1-3对应制备得到的外延片得到的发光二极管，并对二极管进行迁移率和迁移率均匀性的测试，测试数据如下表2所示。需要说明的是，为了验证该外延制备方法的优越性，本发明上述实施例1-11、及对照例1-3对应制备外延片时除上述参数不同以外、其它都应当相同，例如预铺层、成核层、高阻缓冲层、沟道层、势垒层以及盖帽层的生长。
结合上述表1和表2的数据可以明显看出，本发明实施例制备的外延片与现有技术制备方法制备的外延片相比，能明显提示电子迁移率。
对照例1中制备的外延片未生长Al层，只生长有AlN层，由于AlN层直接生长在GaN沟道层上受到的张应力比较大，而且Al原子在GaN层上的横向迁移能力比较弱，导致AlN层的晶体质量和表面平整度不好，对后续的AlGaN 势垒层存在影响，导致二维电子气的迁移率低。
对照例2中制备的外延片虽生长有Al层以及AlN层，但Al层未进行退火处理，Al层中Al扩散不够充分，表面平整度偏低，影响AlN层的生长质量，进入导致二维电子气的迁移率低。
对照例3中制备的外延片中虽生长有Al层以及AlN层，但只对Al层进行了退火处理，未对AlN层进行退火处理，AlN层中的应力较大，AlN层的晶体质量和表面平整度也较差，进而导致二维电子气的迁移率低。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种外延片制备方法，其特征在于，所述制备方法包括；
提供衬底；
在所述衬底上依次外延生长预铺层、成核层、高阻缓冲层以及沟道层；
在所述沟道层上外延生长第一插入层，并在所述第一插入层生长完成后对所述第一插入层进行退火处理；
在所述第一插入层上外延生长第二插入层，并在所述第二插入层生长完成后对所述第二插入层进行退火处理；
在所述第二插入层上依次外延生长势垒层以及盖帽层；
其中，所述第一插入层为Al层，所述第二插入层为AlN层，所述预铺层为Al层，所述成核层为AlN层，所述高阻缓冲层和所述势垒层均为AlGaN层，所述盖帽层和所述沟道层均为GaN层，第一插入层的生长温度为750~900℃，第一插入层的生长压力为40~70 mbar，第二插入层的生长温度为900~1050℃，第二插入层的生长压力为40~70 mbar，第一插入层的生长厚度为0.5~1nm，第二插入层的生长厚度为0.5~1nm，第一插入层的退火时间为2~3min，第一插入层的退火温度为750~900℃，第二插入层的退火时间为1~2min，第二插入层的退火温度为900~1000℃。
2.一种外延片，其特征在于，所述外延片由权利要求1中所述的外延片制备方法制备得到，所述外延片包括：
衬底，依次层叠于所述衬底上的预铺层、成核层、高阻缓冲层、沟道层、第一插入层、第二插入层、势垒层以及盖帽层；
其中，所述第一插入层为Al层，所述第二插入层为AlN层。
3.一种发光二极管，其特征在于，包括权利要求2所述的外延片。
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