[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010193423.5
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111370542B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張康;趙維;賀龍飛;何晨光;吳華龍;李成果;劉云洲;陳志濤
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/24;H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張欣欣

本申請?zhí)峁┝艘环N半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法，涉及半導(dǎo)體材料制備技術(shù)領(lǐng)域。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括襯底，與所述襯底的生長面連接的模板層，其中，模板層的表面為非平行宏臺階表面，與宏臺階表面連接的P型摻雜Al_xGa_1?xN/Al_yGa_1?yN超晶格層，其中，x≠y且P型摻雜Al_xGa_1?xN/Al_yGa_1?yN超晶格層的Al組分在三維空間內(nèi)不均勻分布。本申請?zhí)峁┑陌雽?dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法具有提升了材料的空穴濃度以及提升了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的縱向?qū)щ娐实男Ч?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導(dǎo)體材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)

AlGaN基DUV-LED(深紫外線發(fā)光二極管)是目前唯一可替代汞燈的深紫外固態(tài)光源產(chǎn)品，其相比傳統(tǒng)汞燈紫外光源，具有便攜性好、全固態(tài)、能耗低、壽命長、無污染等諸多優(yōu)勢，市場前景極為廣闊。目前，深紫外LED的出光功率比較低，其中最主要的一個原因是為p型AlGaN的空穴濃度低。

低空穴濃度的p型AlGaN外延，不僅嚴(yán)重影響了空穴的注入，從而大幅降低了量子阱的輻射復(fù)合效率。同時(shí)會大幅提高器件的整體電阻，從而導(dǎo)致結(jié)溫過高和器件壽命的快速劣化，并且難以形成良好的歐姆接觸電極，需要引入對深紫外光吸收嚴(yán)重的p型GaN接觸層，又進(jìn)一步降低了深紫外光的出射。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中p型AlGaN半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的空穴濃度低，導(dǎo)致深紫外LED的出光效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中p型AlGaN半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的空穴濃度低及縱向?qū)щ娐什畹膯栴}。

本申請的另一目的在于提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中p型AlGaN半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的空穴濃度低及縱向?qū)щ娐什畹膯栴}。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

一方面，本申請實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括：

襯底；

與所述襯底的生長面連接的模板層，其中，所述模板層的表面為非平行宏臺階表面；

與所述宏臺階表面連接的P型摻雜Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN超晶格層，其中，x≠y且所述P型摻雜Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN超晶格層的Al組分在三維空間內(nèi)不均勻分布。

進(jìn)一步地，所述襯底的生長面為c面，且所述襯底的生長面傾斜0.2°-10°。

進(jìn)一步地，所述P型摻雜Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN超晶格層包括高x區(qū)、低x區(qū)、高y區(qū)以及低y區(qū)，所述低y區(qū)在水平方向上與高y區(qū)相連、在垂直方向上與低x區(qū)相連，且所述低y區(qū)與所述高x區(qū)相鄰，其中，xy。

進(jìn)一步地，所述P型摻雜Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN超晶格層包括周期排布的Al_xGa_1-xN單超晶格層與Al_yGa_1-yN單超晶格層，所述Al_xGa_1-xN單超晶格層與Al_yGa_1-yN單超晶格層的厚度為1nm-20nm，且x與y的取值為0.2-0.9。