The invention provides a semiconductor device with graphene structure and a preparation method thereof. The semiconductor device comprises a buffer layer, a N-type GaN layer, an active layer and a P-type GaN layer deposited on a substrate in turn. The active layer comprises a periodically stacked quantum well layer and a quantum barrier layer. The N-type GaN layer or/and the active layer also include a graphene layer located in the graphite. Aluminum nitride layer on both sides of the olefin layer. By depositing aluminum nitride layer on both sides of the graphene layer, the invention can effectively prevent carbon stain caused by graphene, reduce dislocation and defect density, and improve the crystallization quality of gallium nitride.
【技术实现步骤摘要】
具有石墨烯结构的半导体器件及其制备方法
本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种具有石墨烯结构的半导体器件及其制备方法。
技术介绍
氮化镓是一种直接带隙宽禁带半导体材料，禁带宽度为3.4eV。氮化镓材料化学性质稳定，在室温下不溶于水、酸、碱，质地硬、熔点高。氮化镓基材料制作的蓝光、绿光以及激光二极管(LaserDiode,LD)早已实现了产业化生产，以其体积小、寿命长、亮度高、能耗低等优点，有望取代传统白炽灯、日光灯等成为主要照明光源。氮化镓基材料制作的蓝光、绿光以及激光二极管发光效率由内量子效率和光提取效率两方面决定，在制程工艺中，外延工艺对内量子效率起决定性影响，芯片制备工艺对内量子效率和光提取效率均能产生影响，封装工艺主要影响光提取效率。外延工艺主要通过在蓝宝石衬底上依次沉积缓冲层、N型GaN层、有源层、P型GaN层等最终得到外延结构。其中，有源层包括交替沉积的InGaN阱层和GaN垒层。N型GaN层产生的电子和P型GaN层产生的空穴在有源层中复合发光，电子和空穴在有源层中的复合效率决定了内量子效率，进而影响到氮化镓基材料的发光效率。石墨烯在室温下的载流子...
【技术保护点】
1.一种具有石墨烯结构的半导体器件，其特征在于，包括：衬底；沉积在所述衬底上的缓冲层；沉积在所述缓冲层上的N型GaN层；沉积在所述N型GaN层上的有源层；沉积在所述有源层上的P型GaN层；其中，所述有源层包括周期层叠的量子阱层和量子垒层，所述N型GaN层或/和所述有源层中还包括一石墨烯层，位于所述石墨烯层两侧的氮化铝层。
【技术特征摘要】
1.一种具有石墨烯结构的半导体器件，其特征在于，包括：衬底；沉积在所述衬底上的缓冲层；沉积在所述缓冲层上的N型GaN层；沉积在所述N型GaN层上的有源层；沉积在所述有源层上的P型GaN层；其中，所述有源层包括周期层叠的量子阱层和量子垒层，所述N型GaN层或/和所述有源层中还包括一石墨烯层，位于所述石墨烯层两侧的氮化铝层。2.如权利要求1所述的具有石墨烯结构的半导体器件，其特征在于，所述N型GaN层包括依次沉积的第一N型GaN层、氮化铝层、石墨烯层、氮化铝层、第二N型GaN层，所述第一N型GaN层沉积在所述缓冲层上，所述有源层沉积在所述第二N型GaN层上。3.如权利要求2所述的具有石墨烯结构的半导体器件，其特征在于，所述第一N型GaN层中硅掺杂浓度高于或等于所述第二N型GaN层硅掺杂浓度。4.如权利要求1或2所述的具有石墨烯结构的半导体器件，其特征在于，所述有源层中至少其中之一量子阱层和量子垒层之间包括依次沉积的氮化铝层、石墨烯层、氮化铝层。5.如权利要求1或2所述的具有石墨烯结构的半导体器件，其特征在于，所述有源层中至少其中之一量子垒层包括依次沉积的第一量子垒层、氮化铝层、石墨烯层、氮化铝层、第二量子垒层，所述第一量子垒层沉积在位于下方的量子阱层上，位于上方的量子阱层或者P型GaN层沉积在所述第二量子垒层上。6.如权利要求4所述的具有石墨烯结构...
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