摘要

本发明公开了提高Si基GaN薄膜晶体质量的外延结构及其制备方法。所述外延结构包括从下至上顺次层叠的Si衬底、第一AlN成核层、第二AlN成核层、第一AlGaN应力调控层、第二AlGaN应力调控层、第三AlGaN应力调控层以及周期性交替层叠的三维GaN层和二维GaN层;其中,三维GaN层为高压、低温、低Ⅴ的Ⅲ摩尔比GaN层,二维GaN层为低压、高温、高Ⅴ的Ⅲ摩尔比GaN层;三维GaN层和二维GaN层共周期性交替层叠2-3次。本发明通过调控二维和三维GaN的生长方式、生长温度和生长时间,能有效提高硅衬底GaN的晶体质量,有效降低(002)和(102)X射线衍射半峰全宽的数值。