The invention relates to a semiconductor device containing a cache layer of nitrogen gallium aluminum and nitrogen gallium indium and a method for manufacturing the same. The semiconductor device includes a substrate, the substrate is located in the upper part of the seed layer, located in the upper part of the seed layer includes a buffer layer of gallium nitrogen aluminum layer and InGaN layer and located in the upper part of the buffer layer III nitride epitaxial layer. By setting the buffer layer comprises a nitrogen gallium aluminum layer and InGaN layer, effectively alleviate the between group III nitride epitaxial layer and the substrate lattice mismatch and thermal mismatch, and because in the buffer layer stacked InGaN layer, so that a compressive strain of nitrogen gallium aluminum layer growth in buffer layer the inhibition of nitrogen, gallium aluminum layer thickness increases with dislocation defects produced more and more stress, and then we can get a group III nitride epitaxial layer of high quality.
【技术实现步骤摘要】
含有氮镓铝和氮镓铟的缓存层的半导体器件及其制造方法
本专利技术涉及半导体器件领域,特别是涉及一种含有氮镓铝和氮镓铟的缓存层的半导体器件及其制造方法。
技术介绍
Ⅲ族氮化物半导体材料被誉为是第三代半导体材料,包括氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、氮化铟(InN)以及他们之间形成的三、四元合金,如氮镓铝(AlGaN)、氮铝铟(InAlN)和氮镓铟(InGaN)。以氮化镓(GaN)为主的Ⅲ族氮化物半导体材料具有宽的直接代隙(Eg=3.36eV)、高熔点、高热导率、高饱和电子速率、高临界击穿电场强度和高电子室温迁移率,被广泛应用于金属半导体场效应晶体管(MESFET)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、异质结场效应晶体管(HFET)、发光二极管(LED)等耐高温、高压和高频交换器件。由于目前很难得到大尺寸的氮化镓单晶体材料,为了获得高质量的氮化镓薄膜,通过在硅、蓝宝石或碳化硅等衬底材料上进行异质外延生长。其中硅具有高质量、价格低、易于解理和制作电极等优势,是最具有潜力的衬底材料。但是由于硅和氮化镓有较大的晶格失配和热失配,如氮化镓与硅之间的热失配为56%,晶格失配为19.6%,在硅衬底生长的氮化镓外延层上会产生较多的位错缺陷和较大的内应力,而这些缺陷会导致外延层生产裂纹,制约着高质量的氮化镓薄膜的生长。为了更好的抑制氮化镓层因应力产生的裂纹,提高其晶体质量,在异质外延生长中通常包含籽晶层和缓冲层。传统的半导体器件的缓存层在硅衬底氮化铝籽晶层上部,形成一定厚度的氮镓铝缓冲层的结构。但是氮镓铝缓存层随着厚度的增加,会产生较多的位错缺陷和较大的内应力,导致其上成长的氮化 ...
【技术保护点】
一种含有氮镓铝和氮镓铟的缓存层的半导体器件,其特征在于,包括:衬底;籽晶层,所述籽晶层设在所述衬底的上部;缓冲层,所述缓冲层设置在所述籽晶层的上部,所述缓冲层包括氮镓铝层和氮镓铟层;以及Ⅲ族氮化物外延层,所述Ⅲ族氮化物外延层设置在所述缓冲层的上部。
【技术特征摘要】
1.一种含有氮镓铝和氮镓铟的缓存层的半导体器件,其特征在于,包括:衬底;籽晶层,所述籽晶层设在所述衬底的上部;缓冲层,所述缓冲层设置在所述籽晶层的上部,所述缓冲层包括氮镓铝层和氮镓铟层;以及Ⅲ族氮化物外延层,所述Ⅲ族氮化物外延层设置在所述缓冲层的上部。2.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述缓冲层包括单层氮镓铝层和单层氮镓铟层。3.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述氮镓铝层和/或氮镓铟层为多层,且所述氮镓铟层与所述氮镓铝层交替层叠。4.根据权利要求3所述的半导体器件,其特征在于,当所述氮镓铝层有多层时,所述缓存层中的每一层氮镓铝层中铝的掺杂浓度是不同的,所述氮镓铝层中铝的掺杂浓度小于等于1。5.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述衬底为蓝宝石衬底、硅衬底或碳化硅衬底。6.根据权利要求1所述的半导体器件...
【专利技术属性】
技术研发人员:金荣善,李东键,骆薇薇,孙在亨,
申请(专利权)人:英诺赛科珠海科技有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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