[發明專利]外延晶片、外延晶片制造方法、二極管及整流器

有效

• 申請號: 201910849997.0
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110707148B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 理查德·內策爾;周國富
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/88;H01L21/329;H01L21/02;H02M7/06;B82Y40/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 曹桓

1.一種外延晶片，其特征在于，所述外延晶片包括：

Si基底層，其中所述Si基底層為P型Si晶片；

形成于所述Si基底層的絕緣層；

形成于所述絕緣層遠離所述Si基底層的一面的氮化物半導體層；

其中，所述絕緣層的厚度為1到4納米，所述絕緣層的厚度使得在正向偏置電壓下，允許電子通過量子隧穿從該絕緣層一側穿至另一側與空穴復合，從而允許正向電流流動；在反向偏向下，該絕緣層可以阻礙自由電子和空穴的形成，從而阻塞反向電流，其中所述氮化物半導體層為N型InGaN層，并且所述InGaN層的導帶與所述Si基底層的價帶對齊。

2.根據權利要求1所述的外延晶片，其特征在于，所述絕緣層為SiN_x薄膜層。

3.根據權利要求1所述的外延晶片，其特征在于，所述絕緣層的厚度為2到3納米。

4.根據權利要求1所述的外延晶片，其特征在于，所述氮化物半導體層為GaN和InN混合制成InGaN層。

5.根據權利要求4所述的外延晶片，其特征在于，所述InGaN層中，In含量在30％到80％之間。

6.根據權利要求4所述的外延晶片，其特征在于，InGaN層的厚度在50納米到2微米之間。

7.根據權利要求4所述的外延晶片，其特征在于，所述InGaN層為具有均勻In含量的均勻層或者具有不同In含量的異質結構層。

8.根據權利要求4所述的外延晶片，其特征在于，所述InGaN層中InN與GaN的含量比例為46:54。

9.根據權利要求1所述的外延晶片，其特征在于，所述Si基底層為P型Si(111)晶片。

10.一種根據權利要求1所述的外延晶片的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

提供一Si基底層；

在所述Si基底層的表面形成絕緣層；

在所述絕緣層遠離所述Si基底層的一面上形成氮化物半導體層。

11.根據權利要求10所述的外延晶片制造方法，其特征在于，所述絕緣層為SiN_x薄膜層；形成所述SiN_x薄膜層的方式包括分子束外延。

12.根據權利要求10所述的外延晶片制造方法，其特征在于，所述絕緣層的厚度為2到3納米。

13.根據權利要求10所述的外延晶片制造方法，其特征在于，所述氮化物半導體層為GaN和InN混合制成InGaN層；形成所述InGaN層的方式包括分子束外延。

14.根據權利要求13所述的外延晶片制造方法，其特征在于，所述InGaN層中In含量在30％到80％之間。

15.根據權利要求10所述的外延晶片制造方法，其特征在于，所述提供一Si基底層包括：

提供一P型Si(111)晶片作為所述Si基底層。

16.一種二極管，其特征在于，所述二極管由權利要求1-9任意一項所述的外延晶片制成。

17.一種整流器，其特征在于，所述整流器包括權利要求16所述的二極管。