[發明專利]氮化物半導體結構

在審

• 申請號: 201610913019.4
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN107785237A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 林昆泉;劉進祥;蕭佑霖
• 申請（專利權）人: 聯鈞光電股份有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/18
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本發明涉及一種半導體結構，尤其涉及一種氮化物半導體結構。

背景技術

以氮化鎵為基底的化合物形成的半導體組件由于具有高耐熱性、高崩潰電壓(breakdown voltage)、高電子飽和速度、高電流密度，其可以在高頻率下運作、并提供較高的功率，因此不論在汽車電子、電源管理系統、照明、工業設備、可攜式產品、通信設備、消費類電子產品內都具有極高的發展潛力。

然而，現有用以成長含氮半導體的襯底例如是藍寶石襯底，其晶格大小并無法與氮化鎵的晶格匹配，因此在成長含氮半導體時容置形成缺陷或裂痕，進而無法制作良好的含氮半導體。另一方面，現有的特制襯底的晶格大小雖然可以與氮化鎵的晶格大小匹配，但其價格極高，進而會導致含氮半導體裝置的整體工藝不符成本。因此，如何在普遍使用的襯底上成長良好的含氮半導體組件仍是人們欲解決的主要課題的一個。

發明內容

本發明是針對一種氮化物半導體結構，其具有良好的晶格質量。

根據本發明的實施例，氮化物半導體結構包括襯底、多重緩沖疊層以及含氮半導體疊層，含氮半導體疊層配置于多重緩沖層上，多重緩沖層配置于襯底以及含氮半導體疊層之間。多重緩沖疊層包括多個含氮半導體復合層，每個多個含氮半導體復合層包括第一氮化鋁基層、第二氮化鋁基層以及第三氮化鋁基層。第二氮化鋁基層以及第三氮化鋁基層依序疊層于第一氮化鋁基層上，且第一氮化鋁基層、第二氮化鋁基層以及第三氮化鋁基層的鋁濃度依序遞減。

在本發明的一實施例中，上述的每個含氮半導體復合層還包括外延層。第一氮化鋁基層、第二氮化鋁基層以及第三氮化鋁基層依序疊層于所述外延層上。

在本發明的一實施例中，上述的外延層的材質包括氮化鋁。

在本發明的一實施例中，上述的第一氮化鋁基層、第二氮化鋁基層以及第三氮化鋁基層的材質包括氮化鋁鎵、氮化鋁銦或氮化鋁銦鎵。

在本發明的一實施例中，上述的第一氮化鋁基層、第二氮化鋁基層以及第三氮化鋁基層各自具有一致的鋁濃度。

在本發明的一實施例中，上述的第一氮化鋁基層、第二氮化鋁基層以及第三氮化鋁基層各自的鋁濃度往遠離襯底的方向減少。

在本發明的一實施例中，上述的第一氮化鋁基層、第二氮化鋁基層以及第三氮化鋁基層的鋁濃度各自是以線性、指數型或曲線型變化。

在本發明的一實施例中，上述的含氮半導體復合層的數量落在2層至200層的范圍內。

在本發明的一實施例中，上述的含氮半導體復合層的數量與第一氮化鋁基層、第二氮化鋁基層以及第三氮化鋁基層的厚度呈正比。

在本發明的一實施例中，上述的含氮半導體復合層是由有機金屬化學氣相沉積法形成。

在本發明的一實施例中，上述的第一氮化鋁基層、第二氮化鋁基層以及第三氮化鋁基層的厚度不超過1000納米。

在本發明的一實施例中，上述的襯底的材質包括硅。

在根據本發明的實施例中，氮化物半導體結構包括多重緩沖疊層配置于襯底以及含氮半導體疊層之間，且多重緩沖疊層包括多個三層式的氮化鋁基復合層，因此可以大幅改善襯底以及含氮半導體疊層之間晶格不匹配的問題。

附圖說明

包含附圖以便進一步理解本發明，且附圖并入本說明書中并構成本說明書的一部分。附圖說明本發明的實施例，并與描述一起用于解釋本發明的原理。

圖1是依照本發明的第一實施例的一種氮化物半導體結構的示意圖；

圖2是依照圖1中區域A中的局部放大示意圖；

圖3是依照圖1中區域B中的局部放大示意圖。

具體實施方式

現將詳細地參考本發明的示范性實施例，示范性實施例的實例說明于附圖中。只要有可能，相同組件符號在附圖和描述中用來表示相同或相似部分。