本发明属于半导体，具体涉及一种外延片结构及其制备方法。
背景技术：
1、氮化物半导体作为一种新型的宽禁带半导体，氮化物功率器件相比于传统硅材料器件具有高击穿电场，更加节能，物理化学性质更加稳定，可以工作于更高的环境温度下，具有更高的开关速度可以降低应用系统的体积重量等多种优势，可应用于各种家用电器，电动汽车，太阳能风能等新能源发电，电动汽车，机器人以及智能制造产业，大型数据处理中心等广泛领域。然而氮化物功率器件目前主要应用于中低压的消费电子领域，其中一个原因是氮化物外延材料采用异质外延的方法，在大尺寸的硅衬底上生长氮化物半导体薄膜材料。因为在硅衬底和氮化物外延层的界面，会形成导电沟道，因此器件在高电压下会倾向于在垂直方向先产生击穿，氮化镓功率器件的耐压受限于垂直方向外延材料的耐压。增加外延材料的厚度，可以相应提高材料的耐压，但由于硅衬底和氮化物外延材料在晶格尺寸和热膨胀系数方面的不匹配，生长的外延层越厚，外延片内部的应力就越大，导致外延片的应力和翘曲难以控制。同时由于在生长厚膜过程中外延片的翘曲也相应增大，导致外延片不同位置生长条件产生更大的差异，降低外延片各项参数的均匀性。而翘曲控制问题，以及外延片的均匀性问题又会影响到最终产品的良率和成本。此外，生长的外延材料越厚，所需生长时间也会相应增加，由于外延生产设备非常昂贵，这也会额外增加产品的成本。
技术实现思路
1、针对背景技术中的问题，本发明提供一种外延片结构，包括：复合衬底，过渡层，过渡层上的缓冲层，缓冲层上方的沟道层，以及沟道层上方的势垒层，所述复合衬底为si/绝缘材料/sio2结构或者si/绝缘材料/si3n4结构。
2、本发明还提供一种外延片制备方法，至少用于制作上述的外延结构，包括如下步骤：
3、s1、提供si/绝缘材料/si结构衬底并在该衬底上生长过渡层；
4、s2、通过氧化或者氮化工艺，将过渡层与衬底中绝缘材料之间的硅材料层氧化或者氮化，形成二氧化硅或者氮化硅绝缘介质层；
5、s3、在过渡层的上方按照通常氮化物外延生长工艺依次生长缓冲层，沟道层以及势垒层。
6、可选的，si/绝缘材料/si为si/sio2/si结构或者si/aln/si结构，或者其他si/绝缘材料/si结构。
7、可选的，过渡层选自以下材料之一：氮化镓、氮化铝、氮化铟、或者上述材料的合金材料或者多层堆叠结构；或者3c-sic材料、sin材料；或者先在硅衬底表面生长一层3c-sic或者sin材料，然后继续生长上述氮化镓、氮化铝、氮化铟、或者上述材料的合金材料或者上述材料的多层堆叠结构。
8、可选的，氧化工艺选自以下工艺之一：干法氧化工艺、湿法氧化工艺、氧离子注入工艺。干法氧化工艺采用氧气或含氧化物气体在高温下与硅发生氧化反应产生sio2，反应温度可以在600-1400℃。湿法氧化工艺采用湿氧气或湿氧化物气体在高温下与硅发生氧化反应，产生sio2，反应温度可以在600-1400℃。或者采用如采用o3，no，no2，so2等其他氧化气体在高温下硅发生氧化反应产生sio2。或者将衬底暴露在含氧元素的等离子体氛围中处理，使氮化物与硅衬底界面处的硅材料氧化，转变为sio2。
9、可选的，氮化工艺可以采用氮离子注入，也可以采用在高温下用nh3，no等含氮气体处理衬底，或者将衬底暴露在含n元素的等离子体氛围中处理，使氮化物与硅衬底界面处的硅材料氮化，转变为sin。
10、可选的，缓冲层采用以下材料之一：aln、algan、gan单层或多层堆叠的结构、aln/gan、aln/algan、algan/gan超晶格结构、或者包括上述结构的组合结构。
11、可选的，沟道层选自以下材料之一：gan材料、algan材料、ingan材料。
12、可选的，势垒层选自以下材料之一：algan层、aln层、alinn层、alingan层、上述材料层的复数叠加。
13、可选的，在沟道层与势垒层之间可包含aln插入层。
14、可选的，势垒层上方包含非故意掺杂gan盖层或者原位sin介质层，或者p型algainn的任意比例合金层。
15、与现有技术相比，本发明提供一种外延片结构及其制备方法，具有以下有益效果：
16、本发明通过采用si/绝缘材料/si结构复合衬底，并将外延层与衬底中绝缘材料之间的硅材料转变为绝缘二氧化硅或者氮化硅材料，有效提高氮化物外延片的耐压，并降低对外延层厚度的要求因而降低生长技术难度，可以同时减少外延生长时间，提高外延参数均匀性，从而提高外延片和芯片的良率。同时通过减小硅衬底上层硅材料的厚度，从而减少干法或者湿法氧化后形成sio2的体积膨胀，以及干法或者湿法氧化工艺所需时间，或者减小离子注入工艺中所需离子注入能量及工艺时间，减少对过渡层的工艺损伤。
1.一种外延片结构，其特征在于，包括：复合衬底，过渡层，过渡层上的缓冲层，缓冲层上方的沟道层，以及沟道层上方的势垒层，所述复合衬底为si/绝缘材料/sio2结构或者si/绝缘材料/si3n4结构。
2.一种外延片制备方法，其特征在于，至少用于制作如权利要求1所述的外延结构，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述的一种外延片制备方法，其特征在于，si/绝缘材料/si为si/sio2/si结构，或者si/sin/si结构或者si/aln/si结构。
4.如权利要求2所述的一种外延片制备方法，其特征在于，过渡层选自以下材料之一：氮化镓、氮化铝、氮化铟、或者上述材料的合金材料或者多层堆叠结构；或者3c-sic材料、sin材料；或者先在硅衬底表面生长一层3c-sic或者sin材料，然后继续生长上述氮化镓、氮化铝、氮化铟、或者上述材料的合金材料或者上述材料的多层堆叠结构。
5.如权利要求2所述的一种外延片制备方法，其特征在于，
6.如权利要求2所述的一种外延片制备方法，其特征在于，缓冲层采用以下材料之一：aln、algan、gan单层或多层堆叠的结构、aln/gan、aln/algan、algan/gan超晶格结构、或者包括上述结构的组合结构。
7.如权利要求2所述的一种外延片制备方法，其特征在于，沟道层选自以下材料之一：gan材料、algan材料、ingan材料。
8.如权利要求2所述的一种外延片制备方法，其特征在于，势垒层选自以下材料之一：algan层、aln层、alinn层、alingan层、上述材料层的复数叠加。
9.如权利要求2所述的一种外延片制备方法，其特征在于，在沟道层与势垒层之间可包含aln插入层。
10.如权利要求2所述的一种外延片制备方法，其特征在于，势垒层上方包含非故意掺杂gan盖层或者原位sin介质层，或者p型algainn的任意比例合金层。
