[發明專利]具有多層緩沖層結構的氮化物型半導體元件及其制造方法

無效

• 申請號: 200910057034.3
• 申請日: 2009-04-07
• 公開（公告）號: CN101859982A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 武良文;簡奉任
• 申請（專利權）人: 山東璨圓光電科技有限公司
• 主分類號: H01S5/30
• 分類號: H01S5/30;H01L33/00;H01L21/20
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

1.一種氮化物型半導體元件，其特征在于：包括：

基板；

雙層緩沖層結構，具有位于該基板上且由Al_xIn_yGa_1-x-yN(x≥0，y≥0，1≥x+y≥0)所形成的第一層，及位于該第一層上且由GaN型材料所形成的第二層；以及

氮化物型外延層結構，位于該雙層緩沖層結構的該第二層上。

2.根據權利要求1所述的氮化物型半導體元件，其特征在于：第一層的厚度在至之間。

3.根據權利要求1所述的氮化物型半導體元件，其特征在于：第二層的厚度在至之間。

4.根據權利要求1所述的氮化物型半導體元件，其特征在于：第二層的GaN型材料為未摻雜的GaN。

5.根據權利要求1所述的氮化物型半導體元件，其特征在于：第二層的GaN型材料為摻雜或是共摻雜下列材料之一的GaN，這些材料為：Al、In、Al/In、Si/In、Si/Al、Mg/In、Mg/Al、Si/Al/In、及Mg/Al/In。

6.一種氮化物型半導體元件的制造方法，其特征在于：包括以下步驟：

第一步，使由Al_xIn_yGa_1-x-yN(x≥0，y≥0，1≥x+y≥0)所形成的第一層在第一溫度下成長于基板上；

第二步，使由GaN型材料所形成的第二層在低于第一溫度的第二溫度下成長于第一層上；

第三步，將溫度升高，以進行再結晶；以及

第四步，將一個氮化物型外延層結構成長于第二層上；

其中，第二步中將第一層與第二層結合在一起，作為該半導體元件的一個緩沖層結構。

7.根據權利要求6所述的氮化物型半導體元件的制造方法，其特征在于：第一層的厚度在至之間。

8.根據權利要求6所述的氮化物型半導體元件的制造方法，其特征在于：第二層的厚度在至之間。

9.根據權利要求6所述的氮化物型半導體元件的制造方法，其特征在于：第二層的GaN型材料為未摻雜的GaN。

10.根據權利要求6所述的氮化物型半導體元件的制造方法，其特征在于：第二層的該GaN型材料為摻雜或是共摻雜下列材料之一的GaN，這些材料為：Al、In、Al/In、Si/In、Si/Al、Mg/In、Mg/Al、Si/Al/In、及Mg/Al/In。

11.根據權利要求6所述的氮化物型半導體元件的制造方法，其特征在于：第一溫度在900℃至1100℃之間。

12.根據權利要求6所述的氮化物型半導體元件的制造方法，其特征在于：第二溫度在200℃至900℃之間。

13.一種氮化物型半導體元件，其特征在于：包括以下步驟：

基板；

多層緩沖層結構，具有位于基板上的GaN晶核層，及由下而上順序在該GaN晶核層上形成的AlInN薄層、GaN型主層及GaN型薄層；以及氮化物型外延層結構，位于該多層緩沖層結構的該GaN型薄層上。

14.根據權利要求13所述的氮化物型半導體元件，其特征在于：GaN晶核層的厚度在至之間。

15.根據權利要求13所述的氮化物型半導體元件，其特征在于：AlInN薄層、GaN型主層及GaN型薄層的總厚度在至之間。

16.根據權利要求13所述的氮化物型半導體元件，其特征在于：GaN型主層由未摻雜的GaN所形成。

17.根據權利要求13所述的氮化物型半導體元件，其特征在于：該GaN型薄層由下列材料之一所形成，這些材料為：InGaN、及In摻雜的GaN。