[發明專利]半導體外延結構及其生長方法

有效

• 申請號: 201210327147.2
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102851734A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 程凱
• 申請（專利權）人: 程凱
• 主分類號: C30B25/02
• 分類號: C30B25/02;H01L21/20;H01L33/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

1.一種半導體外延結構，其特征在于，包括：

形成于襯底上的成核層；

形成于所述成核層上的氮化物層，所述氮化物層包括第一氮化物層和第二氮化物層；

位于所述第一氮化物層和第二氮化物層之間的插入層，所述插入層包括第一插入層和位于所述第一插入層上方的第二插入層，所述第一插入層為鋁鎵氮層，所述第二插入層為氮化硅層。

2.根據權利要求1所述的半導體外延結構，其特征在于，所述第一插入層的厚度大于等于一個原子層的厚度。

3.根據權利要求1所述的半導體外延結構，其特征在于，所述第一插入層中鋁的組分大于等于1%。

4.根據權利要求1所述的半導體外延結構，其特征在于，所述第一插入層中鋁的組分均勻分布，或隨著厚度的變化而變化，或是形成多層結構或者超晶格結構。

5.根據權利要求1所述的半導體外延結構，其特征在于，所述第二插入層中含有鋁元素。

6.根據權利要求1所述的半導體外延結構，其特征在于，所述半導體外延結構還包括形成于所述氮化物層上的有源區，所述有源區選自銦鎵氮/鎵氮多量子阱結構和p型氮化物構成的發光二極管、鋁鎵氮/氮化鎵異質結構成的高電子遷移率晶體管、鋁鎵銦氮/氮化鎵異質結構成的高電子遷移率晶體管、氮化鋁/氮化鎵異質結構成的高遷移率三極管、氮化鎵MOSFET、UV-LED、光電探測器、氫氣產生器或太陽能電池。

7.根據權利要求1所述的半導體外延結構，其特征在于，所述成核層為鋁鎵氮層、鋁銦鎵氮層、氮化鋁層或氮化鎵層。

8.根據權利要求1所述的半導體外延結構，其特征在于，所述氮化物層為氮化鎵層、鋁銦鎵氮層或鋁鎵氮層。

9.根據權利要求1所述的半導體外延結構，其特征在于，所述第一插入層中摻雜有硅或鍺，以實現n型摻雜。

10.根據權利要求1所述的半導體外延結構，其特征在于，所述氮化物層中摻雜有硅和/或鍺，以實現n型摻雜。

11.根據權利要求1所述的半導體外延結構，其特征在于，所述襯底為藍寶石、碳化硅、硅、鈮酸鋰、絕緣襯底硅、氮化鎵或氮化鋁中的一種。

12.一種如權利要求1所述的半導體外延結構的生長方法，其特征在于，包括：

（1）提供一襯底；

（2）在所述襯底上生長成核層；

（3）在所述成核層上生長第一氮化物層；

（4）在所述第一氮化物層上生長第一插入層；

（5）在所述第一插入層上生長第二插入層；

（6）在所述第二插入層上生長第二氮化物層。