[發明專利]含Al氮化物半導體結構及其外延生長方法

有效

• 申請號: 201611038436.5
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106783533B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 郝茂盛;袁根如;張楠
• 申請（專利權）人: 上海芯元基半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 余明偉

1.一種含Al氮化物半導體結構的外延生長方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)提供襯底；

2)在所述襯底上形成周期性分布的III-V族氮化物凸條結構或凸島結構；

3)在所述凸條結構或所述凸島結構表面外延交替生成GaN層與第一含Al氮化物層以形成交替層疊結構；所述交替層疊結構中，一層所述GaN層與與其相鄰的一層所述第一含Al氮化物層構成一個交替周期，所述交替層疊結構包括至少5個所述交替周期；多個所述交替周期的所述GaN層及所述第一含Al氮化物層共同填滿相鄰所述凸條結構或所述凸島結構之間的間隙，且所述交替層疊結構的最頂層為上表面為平面的第一含Al氮化物層。

2.根據權利要求1所述的含Al氮化物半導體結構的外延生長方法，其特征在于：所述步驟2)中，在所述襯底上形成III-V族氮化物凸條結構或凸島結構包括以下步驟：

2-1)在所述襯底表面形成掩膜層；

2-2)在對應于后續要形成所述凸條結構或凸島結構的所述掩膜層內形成貫穿所述掩膜層的開口；

2-3)在所述開口內填充III-V族氮化物填充層，所述III-V族氮化物填充層填滿所述開口，并形成突出于所述掩膜層表面的所述凸條結構或凸島結構。

3.根據權利要求2所述的含Al氮化物半導體結構的外延生長方法，其特征在于：所述步驟2-1)中還包括在所述襯底與所述掩膜層之間形成III-V族氮化物層的步驟。

4.根據權利要求1所述的含Al氮化物半導體結構的外延生長方法，其特征在于：所述步驟2)中，在所述襯底上形成III-V族氮化物凸條結構或凸島結構包括以下步驟：

2-1)在所述襯底表面形成III-V族氮化物層；

2-2)刻蝕所述III-V族氮化物層以形成所述凸條結構或凸島結構。

5.根據權利要求1所述的含Al氮化物半導體結構的外延生長方法，其特征在于：所述凸條結構或所述凸島結構的縱截面形狀為三角形、梯形或矩形。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的含Al氮化物半導體結構的外延生長方法，其特征在于：步驟3)之后還包括在所述交替層疊結構表面形成第二含Al氮化物層的步驟。

7.一種含Al氮化物半導體結構，其特征在于，所述含Al氮化物半導體結構包括：

襯底；

III-V族氮化物凸條結構或凸島結構，位于所述襯底表面，所述凸條結構或所述凸島結構在所述襯底表面呈周期性分布；

GaN層與第一含Al氮化物層的交替層疊結構；所述交替層疊結構中，一層所述GaN層與與其相鄰的一層所述第一含Al氮化物層構成一個交替周期，所述交替層疊結構包括至少5個所述交替周期；所述交替層疊結構覆蓋于所述凸條結構或凸島結構表面且多個所述交替周期的所述GaN層及所述第一含Al氮化物層共同填滿相鄰所述凸條結構或所述凸島結構之間的間隙，所述交替層疊結構的最底層為GaN層，最頂層為上表面為平面的第一含Al氮化物層。

8.根據權利要求7所述的含Al氮化物半導體結構，其特征在于：所述含Al氮化物半導體結構還包括掩膜層，所述掩膜層內形成有上下貫通的開口，所述開口內填充有III-V族氮化物填充層；所述掩膜層及所述填充層位于所述襯底與所述凸條結構或所述凸島結構之間，且所述凸條結構或所述凸島結構位于所述III-V族氮化物填充層及部分所述掩膜層表面。

9.根據權利要求8所述的含Al氮化物半導體結構，其特征在于：所述含Al氮化物半導體結構還包括III-V族氮化物層，所述III-V族氮化物層位于所述襯底與所述掩膜層之間。

10.根據權利要求7所述的含Al氮化物半導體結構，其特征在于：所述凸條結構或所述凸島結構的縱截面形狀為三角形、梯形或矩形。

11.根據權利要求7所述的含Al氮化物半導體結構，其特征在于：所述含Al氮化物半導體結構還包括第二含Al氮化物層，位于所述交替層疊結構的表面。