[發明專利]硅上Ⅲ-N半導體結構和技術

有效

• 申請號: 201380058086.7
• 申請日: 2013-06-12
• 公開（公告）號: CN104781917B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: S·達斯古普塔;H·W·田;M·拉多薩夫列維奇;N·慕克吉;R·S·周
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L21/318
• 分類號: H01L21/318;H01L21/3205
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 林金朝;王英

1.一種集成電路，包括：

晶體硅襯底；

所述襯底上的成核層；以及

形成在所述成核層上的第一半導體層，所述第一半導體層包括：

位于所述成核層上并且具有多個分立的三維半導體結構的不連續的三維氮化鎵(GaN)層；以及

直接位于所述不連續的三維GaN層上的二維GaN層，

其中，所述不連續的三維GaN層具有范圍為1-250nm的厚度，以及

其中，所述二維GaN層具有至少1.2μm的厚度。

2.根據權利要求1所述的集成電路，其中，所述成核層包括氮化鋁(AlN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、和/或前述材料中的任何材料的組合的至少其中之一，并且其中，所述集成電路還包括位于所述成核層上的圖案化的絕緣體層，所述圖案化的絕緣體層包括二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN_x)、二氮化鎢(WN₂)、氮化鎢和氮化鈦、氧化鋁(AI₂O₃)、和/或前述材料中的任何材料的組合的至少其中之一。

3.根據權利要求1所述的集成電路，還包括形成在所述第一半導體層上或內的第二半導體層，其中，所述第二半導體層包括位于所述二維GaN層上的氮化鋁鎵(AlGaN)層和位于所述AlGaN層上的GaN層。

4.根據權利要求3所述的集成電路，其中，所述第二半導體層包括AlGaN和GaN的多個交替的層。

5.根據權利要求3所述的集成電路，其中，所述第二半導體層位于所述二維GaN層內。

6.根據權利要求1所述的集成電路，其中，所述三維GaN層包括多個島狀半導體結構和/或多個納米線的至少其中之一。

7.根據權利要求1所述的集成電路，其中，所述襯底具有[100]的晶體取向。

8.根據權利要求1所述的集成電路，還包括覆蓋層，所述覆蓋層包括AlGaN、氮化鋁銦(AlInN)、和/或氮化銦鎵(InGaN)的至少其中之一。

9.根據權利要求1所述的集成電路，其中，所述集成電路呈現大約3×10⁹/cm²或更小的缺陷密度、大約200裂紋/mm²或更小的表面裂紋密度、和/或大約5nm或更小的均方根(RMS)表面粗糙度的至少其中之一。

10.一種片上系統，其包括根據權利要求1至9中的任一項所述的集成電路。

11.一種移動計算系統，其包括根據權利要求1至9中的任一項所述的集成電路。

12.一種形成集成電路的方法，所述方法包括：

在晶體硅襯底上形成成核層；以及

在所述成核層上形成第一半導體層，所述第一半導體層包括：

位于所述成核層上并且具有多個分立的三維半導體結構的不連續的三維氮化鎵(GaN)層以及直接位于所述不連續的三維GaN層上的二維GaN層，

其中，所述不連續的三維GaN層具有范圍為1-250nm的厚度，以及

其中，所述二維GaN層具有至少1.2μm的厚度。

13.根據權利要求12所述的方法，還包括：在形成所述第一半導體層之前在所述成核層上形成圖案化的絕緣體層，其中，所述圖案化的絕緣體層包括二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN_x)、二氮化鎢(WN₂)、氮化鎢和氮化鈦、氧化鋁(AI₂O₃)、和/或前述材料中的任何材料的組合的至少其中之一。