氮化物半导体外延叠层结构及其功率元件制造技术

本发明专利技术公开一种氮化物半导体外延叠层结构及其功率元件，该氮化物半导体外延叠层结构包含一硅基板；一含铝成核层，配置于前述硅基板上；一缓冲结构，配置于前述含铝成核层上，依序包含：一第一超晶格堆叠结构、一第一氮化镓系厚层，配置于前述第一超晶格堆叠结构上、一第二超晶格堆叠结构，配置于前述第一氮化镓系厚层上、及一第二氮化镓系厚层，配置于前述第二超晶格堆叠结构上；一通道层，配置于前述缓冲结构上；一阻挡层，配置于前述通道层上；及一二维电子气层，位于邻近前述通道层与前述阻挡层间的一界面；其中，该第一氮化镓硅厚层及该第二氮化镓硅厚层的总厚度大于两微米。

Nitride semiconductor epitaxial stacking structure and its power element

The invention discloses a nitride semiconductor epitaxial stacking structure and a power element thereof. The nitride semiconductor epitaxial stacking structure comprises a silicon substrate, an aluminum-containing nucleating layer disposed on the silicon substrate, and a buffer structure disposed on the aluminum-containing nucleating layer, in sequence comprising a first superlattice stacking structure and a first superlattice stacking structure. A gallium nitride thick layer is disposed on the first superlattice stacking structure, a second superlattice stacking structure, a first gallium nitride thick layer and a second gallium nitride thick layer, disposed on the second superlattice stacking structure, a channel layer disposed on the buffer structure, and a barrier layer disposed on the buffer structure. A two-dimensional electron gas layer is located at an interface adjacent to the channel layer and the barrier layer, wherein the total thickness of the first gallium nitride silicon thick layer and the second gallium nitride silicon thick layer are greater than two microns.

【技术实现步骤摘要】
氮化物半导体外延叠层结构及其功率元件
本专利技术涉及一种氮化物半导体外延叠层结构及其功率元件，更具体而言，涉及一种应用于半导体功率元件的氮化镓系半导体外延叠层结构及其功率元件。
技术介绍
近几年来，由于高频及高功率元件产品的需求与日俱增，三五族半导体材料氮化镓(GaN)的带隙约为3.4eV，热传导性>1.5W/cm，其宽带隙及高热传导性(易于散热)适合操作在高温以及耐化学腐蚀的环境。此外，氮化镓材料的击穿电场为(3×106V/cm)，载流子传输速度可以达到3×107cm/s，使得氮化镓材料适合作为微波高功率元件，可施加高电压于其上而不致崩坏。因此，以氮化镓材料为主的氮化物半导体功率元件，如氮化铝镓/氮化镓(AlGaN/GaN)半导体功率元件等因具高速电子迁移率、可达到非常快速的切换速度、可于高频、高功率及高温工作环境下操作的元件特性，广泛地于工业运用，包含电子产品、不断电系统、汽车、马达、风力发电等领域，特别被应用在电源供应器(powersupply)、DC/DC转换器(DC/DCconverter)、DC/AC逆变器(AC/DCinverter)。然而，现有的产品基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化物半导体外延叠层结构，其特征在于，包含：硅基板；含铝成核层，配置于该硅基板上；缓冲结构，配置于该含铝成核层上，依序包含：第一超晶格外延结构；第一氮化镓系厚层，配置于该第一超晶格外延结构上；第二超晶格外延结构，配置于该第一氮化镓系厚层上；以及第二氮化镓系厚层，配置于该第二超晶格外延结构上；通道层，配置于该缓冲结构上；阻挡层，配置该通道层上；以及二维电子气层，位于邻近该通道层与该阻挡层间的一界面；其中，该第一氮化镓系厚层及该第二氮化镓系厚层的总厚度大于两微米。

【技术特征摘要】
2017.02.22 TW 1061058941.一种氮化物半导体外延叠层结构，其特征在于，包含：硅基板；含铝成核层，配置于该硅基板上；缓冲结构，配置于该含铝成核层上，依序包含：第一超晶格外延结构；第一氮化镓系厚层，配置于该第一超晶格外延结构上；第二超晶格外延结构，配置于该第一氮化镓系厚层上；以及第二氮化镓系厚层，配置于该第二超晶格外延结构上；通道层，配置于该缓冲结构上；阻挡层，配置该通道层上；以及二维电子气层，位于邻近该通道层与该阻挡层间的一界面；其中，该第一氮化镓系厚层及该第二氮化镓系厚层的总厚度大于两微米。2.如权利要求1所述的氮化物半导体外延叠层结构，其中，该第一超晶格外延结构由多个氮化铝超晶格层及多个氮化铝镓超晶格层交互堆叠；其中，该第二超晶格外延结构由多个氮化铝镓超晶格层及多个氮化镓超晶格层交互堆叠。3.如权利要求1所述的氮化物半导体外延叠层结构，其中，该通道层为一氮化镓层，且该阻挡层为一氮化铝镓层。4.如权利要求1所述的氮化物半导体外延叠层结构，其中，还包含氮化铝镓后阻挡层位于该通道层与该缓冲结构之间，其中，该氮化铝镓后阻挡...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜尚儒，杨亚谕，刘家呈，张宗正，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71