[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201410195598.4
• 申請日: 2014-05-09
• 公開（公告）號: CN104143567B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 張正訓
• 申請（專利權）人: LG伊諾特有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/02
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張浴月;李玉鎖

1.一種半導體器件，包括：

硅襯底；

初始緩沖層，布置在所述硅襯底上并包括氮化鋁AlN；

器件層，布置在所述初始緩沖層上并包括半導體化合物；

過渡層，布置在所述初始緩沖層和所述器件層之間；以及

至少一中間層，布置在所述過渡層和所述器件層之間，其中，所述中間層包括第一中間層以及布置在所述第一中間層和所述器件層之間的第二中間層，

其中所述硅襯底的硅晶格直接接觸所述初始緩沖層的晶格，

其中，所述初始緩沖層包括沉積在所述硅襯底上的超薄Al薄膜和位于所述Al薄膜上的AlN層，并且所述硅襯底的所述硅晶格直接接觸所述初始緩沖層的所述Al薄膜的晶格，

其中，所述過渡層包括多個AlN/Al_xGa_1-xN超晶格單元層，所述AlN超晶格層是底層并且所述Al_xGa_1-xN超晶格層是疊置在所述AlN超晶格層上的頂層，其中滿足0<x<1，

其中，所述第一中間層與所述Al_xGa_1-xN超晶格層直接接觸且包含非摻雜GaN，所述第二中間層與所述器件層直接接觸且包含Al_yGa_1-yN，其中0<y<1。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述初始緩沖層具有(002)晶面作為主平面。

3.根據權利要求2所述的半導體器件，其中，所述初始緩沖層具有600arcsec至1000arcsec的半高寬度FWHM。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述初始緩沖層的粗糙度為0.1nm至0.3nm的均方根。

5.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述初始緩沖層具有50nm至300nm的厚度。

6.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，AlN/Al_xGa_1-xN超晶格單元層中的x值隨著離所述初始緩沖層距離的增加而逐漸減小。

7.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，在所述初始緩沖層和所述硅襯底之間不存在SiN。

8.一種半導體器件的制造方法，所述方法包括：

在硅襯底上形成初始緩沖層；以及

在所述初始緩沖層上形成器件層，

其中形成所述初始緩沖層包括：

在反應室將所述硅襯底加熱到第一溫度；

將所述反應室的內部溫度減少到第二溫度，所述第二溫度低于所述第一溫度；

在所述第二溫度于所述反應室內流動包含Al的第一氣體一第一預定時間段以在所述硅襯底上形成超薄Al膜；以及

在經過所述第一預定時間段之后，將包括氮的第二氣體連同所述第一氣體流動一第二預定時間段以在所述Al膜上形成AlN層，所述反應室的所述內部溫度在所述第二預定時間段被增加到高于所述第二溫度的第三溫度，

其中在所述第二預定時間段的所述第一氣體的流動量大于在所述第一預定時間段的所述第一氣體的流動量，

其中所述第一溫度是1050℃至1150℃，

其中所述第二溫度是750℃至850℃，并且

其中所述第一預定時間段是5秒至15秒。

9.根據權利要求8所述的方法，還包括，在所述反應室的所述內部溫度被減小到所述第二溫度之后，且在所述第一氣體被流動之前，將所述反應室的所述內部溫度保持在所述第二溫度。

10.根據權利要求8所述的方法，其中，所述第二溫度與所述第三溫度之間的差是200℃到300℃。

11.根據權利要求8所述的方法，其中，所述第一氣體與所述第二氣體的供應比率是1：100到1：1500。