用于GaN基底应用的磷属元素化物缓冲结构和器件制造技术

一种结构可包括具有第一晶格常数的III‑N层、在III‑N层上外延生长的具有第二晶格常数的第一稀土磷属元素化物层、在所述第一稀土磷属元素化物层上外延生长的具有第三晶格常数的第二稀土磷属元素化物层和在所述第二稀土磷属元素化物层上外延生长的具有第四晶格常数的半导体层。第一晶格常数和第二晶格常数之间的第一差异以及第三晶格常数和第四晶格常数之间的第二差异小于百分之一。

Phosphorus Elements Buffer Structures and Devices for GaN Substrate Applications

A structure may include a III N layer with a first lattice constant, a first rare earth phosphorus element chemical layer with a second lattice constant epitaxially grown on the III N layer, a second rare earth phosphorus element chemical layer with a third lattice constant epitaxially grown on the first rare earth phosphorus element chemical layer, and a second rare earth phosphorus element chemical layer with a third lattice constant epitaxially grown on the second rare earth phosphorus element chemical layer. Semiconductor Layer with Quaternary Lattice Constant. The first difference between the first and second lattice constants and the second difference between the third and fourth lattice constants are less than one percent.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于GaN基底应用的磷属元素化物缓冲结构和器件对于相关申请的交叉引用本申请要求2016年6月2日提交的美国临时申请序列号62/344,439和2016年9月9日提交的美国临时申请序列号62/385,744的优先权，其中的每件美国临时申请都通过引用以整体并入本文。
技术介绍
外延、外延生长和外延沉积是指在晶体衬底上生长或沉积结晶层。结晶层称为外延层。晶体衬底用作模板并确定结晶层的取向和晶格常数。在一些示例中，结晶层可以是晶格匹配的或晶格重合的。晶格匹配的晶体层可以具有与晶体衬底的顶部表面相同或非常相似的晶格常数。晶格匹配层在半导体材料之间是有利的，因为它们允许在材料中形成带隙变化区域而不引入晶体结构的变化。这允许构造诸如发光二极管、晶体管和射频滤波器的器件。磷属元素化物是由稀土和V族元素如N、As或P形成的合金的名称。磷属元素化物在缓冲层中的先前使用包括在ScN缓冲层上生长的GaN，因为在这两种氮化物合金之间存在相对小的晶格失配。另一个先前报道的示例是由于其半金属行为而在基于GaAs的器件结构(例如，太阳能电池)中使用ErAs作为隧道结。半金属特性是大多数磷属元素化物合金共有的属性。已经研究本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构，所述结构包括：具有第一晶格常数的III‑N层；在所述III‑N层上外延生长的具有第二晶格常数的第一稀土磷属元素化物层，其中所述第一晶格常数和所述第二晶格常数之间的第一差异小于百分之一；在所述第一稀土磷属元素化物层上外延生长的具有第三晶格常数的第二稀土磷属元素化物层；以及在所述第二稀土磷属元素化物层上外延生长的具有第四晶格常数的半导体层，其中所述第三晶格常数和所述第四晶格常数之间的第二差异小于百分之一。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.02 US 62/344,439;2016.09.09 US 62/385,7441.一种结构，所述结构包括：具有第一晶格常数的III-N层；在所述III-N层上外延生长的具有第二晶格常数的第一稀土磷属元素化物层，其中所述第一晶格常数和所述第二晶格常数之间的第一差异小于百分之一；在所述第一稀土磷属元素化物层上外延生长的具有第三晶格常数的第二稀土磷属元素化物层；以及在所述第二稀土磷属元素化物层上外延生长的具有第四晶格常数的半导体层，其中所述第三晶格常数和所述第四晶格常数之间的第二差异小于百分之一。2.权利要求1的结构，其中所述第一稀土磷属元素化物层包括含有Sc和稀土元素的合金，其中所述合金由ScxRE1-xN表示，其中x大于0且小于或等于1。3.权利要求1-2任一项的结构，其中所述III-N层是在GaN衬底、Si衬底、SiC衬底和蓝宝石衬底中的一种上外延生长的器件的一部分。4.权利要求1-3任一项的结构，其中所述III-N层包括GaN材料。5.权利要求1-4任一项的结构，其中所述III-N层包括Al、Ga和In中的一种或多种。6.权利要求1-5任一项的结构，其中所述第二稀土磷属元素化物层包含至少两个稀土磷属元素化物层，其中每个所述稀土磷属元素化物层具有不同的固定晶格常数。7.权利要求1-6任一项的结构，所述结构还包含在所述第一稀土磷属元素化物层和所述第二稀土磷属元素化物层之间的第三稀土磷属元素化物层，其中：所述第三稀土磷属元素化物层具有第五晶格常数，所述第五晶格常数在所述第三稀土磷属元素化物层的厚度上变化，...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁·克拉克，吕蒂斯·达吉斯，迈克尔·莱比，罗德尼·佩尔策尔，
申请(专利权)人：IQE公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB