异质外延的应力控制制造技术

用于基底晶片衬底上的外延的使用超晶格结构的应力控制，包括用于硅{111}衬底上氮化镓的外延的AlN/GaN超晶格。可以在含有AlN/GaN超晶格层的超晶格结构上生长无裂纹GaN覆盖层。通过改变超晶格层的厚度和超晶格层的数量，可以精确地调整压应力和拉应力。对于恒定的周期厚度，可以调整诸如GaN的生长速率、AlN生长过程中的V/III比和生长温度的生长条件。

Stress control of heteroepitaxy

The stress control for the use of superlattice structures for the epitaxy on the substrate substrate includes a AlN/GaN superlattice for the epitaxy of Gan on the silicon {111} substrate. The crack free GaN coating can be grown on the superlattice with AlN/GaN superlattice. The pressure and tensile stress can be adjusted accurately by changing the thickness of the superlattice and the number of the superlattice. For constant periodic thickness, growth rates such as the growth rate of GaN, the V/III ratio in the AlN growth process and the growth conditions of growth temperature can be adjusted.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】异质外延的应力控制相关申请的交叉引用本申请要求2015年6月3日提交的题为“异质外延的应力控制”的美国非临时专利申请No.14/729,741的优先权的权益，该申请公开或教导的所有内容通过引用的方式明确地并入本申请中。对于美国，本申请是美国非临时专利申请No.14/729,741的继续申请。
本专利技术总体上涉及包括多层超晶格结构的半导体材料。
技术实现思路
本公开涉及使用超晶格结构的硅(Si)晶片基半导体材料中的应力控制，所述超晶格结构包括材料的交替层，所述材料的交替层包括铝(Al)、镓(Ga)和/或氮(N)中的一种或多种。所述半导体材料包括种子层、可选的缓冲结构、所述超晶格结构以及覆盖层，所述种子层在衬底上包括Al、Ga和/或N中的一种或多种，所述可选的缓冲结构在所述种子层上包括Al、Ga和/或N中的一种或多种，所述覆盖层包括Al、Ga和/或N中的一种或多种。所述缓冲结构可以由三个或更多个包含AlxGa1-xN的不同的层组成，其中在一些实施例中0≤x≤1，在其他实施例中0<x<1。在一个实施例中，通过用于硅(Si){111}衬底上氮化镓外延的AlN/G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体材料，包括：衬底；在所述衬底上的种子层；在所述种子层上的超晶格结构，其中，所述超晶格结构包括多个超晶格层，所述超晶格层包括(a)氮化镓(GaN)层和(b)选自由氮化铝(AlN)、AlyGa1‑yN及其混合物组成的组中的层，其中，0<y<1，所述超晶格层按任意顺序排列；以及形成在所述超晶格结构上的覆盖层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.03 US 14/729,7411.一种半导体材料，包括：衬底；在所述衬底上的种子层；在所述种子层上的超晶格结构，其中，所述超晶格结构包括多个超晶格层，所述超晶格层包括(a)氮化镓(GaN)层和(b)选自由氮化铝(AlN)、AlyGa1-yN及其混合物组成的组中的层，其中，0&lt;y&lt;1，所述超晶格层按任意顺序排列；以及形成在所述超晶格结构上的覆盖层。2.根据权利要求1所述的半导体材料，进一步包括在所述种子层和所述超晶格结构之间的缓冲结构，所述缓冲结构包括三个或更多个不同的AlxGa1-xN层，其中，0≤x≤1。3.根据前述权利要求中任一项所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构包括GaN和AlN的交替层。4.根据权利要求3所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构的AlN层与所述缓冲结构接触。5.根据权利要求3所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构的GaN层与所述缓冲结构接触。6.根据权利要求3所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构的GaN层与所述覆盖层接触。7.根据前述权利要求中任一项所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构包括至少50对层。8.根据权利要求1-6中任一项所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构包括50至100对层。9.根据前述权利要求中任一项所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构的AlN层具有3nm至5nm的厚度。10.根据前述权利要求中任一项所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构的GaN层具有10nm至30nm的厚度。11.根据前述权利要求中任一项所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构的AlN层与所述超晶格结构的GaN层的厚度比为1:2至1:10。12.根据权利要求1-11中任一项所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构的AlN层与所述种子层接触。13.根据权利要求1-11中任一项所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构的GaN层与所述种子层接触。14.根据前述权利要求中任一项所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构包括(a)GaN层和(b)选自由AlN、AlyGa1-yN及其混合物组成的组中的层的任意顺序的多个层，其中，0&lt;y&lt;1。15.根据前述权利要求中任一项所述的半导体材料，其中，所述超晶格结构包括(a)GaN层和(b)选自由AlN、AlyGa1-yN及其混合物组成的组中的层的任意顺序的至少三个层，其中，0&lt;y...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏杰，G·帕帕索利奥蒂斯，B·克里希南，李秀敏，
申请(专利权)人：维易科仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US