【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体结构中的III-N至稀土过渡相关申请的交叉引用本公开要求于2018年11月20日提交的美国临时专利申请No.62/769,951的美国法典第35篇第119(e)条的权益，该美国临时专利申请的全部内容通过引用整体并入本文中。
技术介绍
因为硅基板通常有成本效益，所以现有的半导体结构常常具有生长在硅基板上的基于氮化镓(GaN)或其它III-N的电子器件和光电子器件。然而，在很大程度上由于硅与GaN之间的大的晶格失配和热膨胀系数的巨大差异，在硅基板上生长III-N材料传统上是困难的。具体地，现有的III-N生长工艺常常依赖于高温来生长质量足以产生良好器件性能的III-N层。在高温下的III-N生长工艺期间和后续的结构冷却期间，拉伸应力可能进而增加。当向具有纤锌矿晶格的III-N层中添加稀土原子时将额外的应变引入到晶格常数中，从而导致III-N层的增大的压电系数，这是因为稀土原子周围的键被扭曲，这导致沿着c轴的较强的极化，另一方面，向III-N层添加稀土原子还将晶体结构从纤锌矿转变为立方晶。因此，重要的是增大材料的压电系数而...
【技术保护点】
1.一种分层结构，包括：/n基板；/n含稀土缓冲层，所述含稀土缓冲层在基板上方；/n第一III-N稀土过渡层，所述第一III-N稀土过渡层在含稀土缓冲层上方；以及/n第二III-N稀土过渡层，所述第二III-N稀土过渡层在第一III-N稀土过渡层上方。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181120 US 62/769,951;20191119 US 16/688,1621.一种分层结构，包括：
基板；
含稀土缓冲层，所述含稀土缓冲层在基板上方；
第一III-N稀土过渡层，所述第一III-N稀土过渡层在含稀土缓冲层上方；以及
第二III-N稀土过渡层，所述第二III-N稀土过渡层在第一III-N稀土过渡层上方。
2.根据权利要求1所述的分层结构，其中，含稀土缓冲层选自由稀土氧化物或稀土氮化物组成的组。
3.根据权利要求2所述的分层结构，其中，含稀土缓冲层在含稀土缓冲层的上表面处具有第一晶格常数并且在含稀土缓冲层的下表面处具有第二晶格常数，其中，第一晶格常数小于第二晶格常数。
4.根据权利要求1所述的分层结构，其中，第一III-N稀土过渡层包括ScAlN和ScGaN的至少三个子层。
5.根据权利要求4所述的分层结构，其中，多个子层中的每个子层具有立方结构、简单六方结构或纤锌矿六方结构中的一种。
6.根据权利要求1所述的分层结构，其中，第二III-N稀土过渡层包括用Sc作为表面活性剂生长的AlN。
7.根据权利要求4所述的分层结构，其中，在第一III-N稀土过渡层的下端处的第一子层具有第一晶格常数，在第一III-N稀土过渡层的中间处的第二子层具有第二晶格常数，并且在第一III-N稀土过渡层的上端处的第三子层具有第三晶格常数；以及
其中，第一晶格常数小于第二晶格常数并且第二晶格常数小于第三晶格常数。
8.根据权利要求1所述的分层结构，其中，第一III-N稀土过渡层包括ScAlN的多个子层，并且ScAlN的晶体结构在第一III-N稀土过渡层的上表面和第一III-N稀土过渡层的下表面处能够不同。
9.根据权利要求1所述的分层结构，其中，第二III-N稀土过渡层掺杂有稀土(RE)，以控制表面迁移率和晶格动力学。
10.根据权利要求1所述的分层结构，其中，第一III-N稀土过渡层包括：
h-ScaGa(1-a)N的第一子层，
h-SchAl(1-h)N的第二子层，以及
w-ScnAl(1-n)N的第三子层，
其中，所述子层顺次堆叠在彼此的顶部，
其中，第二子层的系数h大于第三子层的系数n，并且第一子层的面内晶格常数大于第二层的面内晶格常数，并且第二层的面内常数大于第三层的面内常数。
11.根据权利要求1所述的分层结构，其中，第一III-N稀土过渡层包括：
多个子层，其中每个子层具有晶格常数，
其中，所述多个子层中的第一子层在第一III-N稀土过渡层的上表面处具有第一晶格常数，并且所述多个子层中的另一子层在第一III-N稀土过渡层的下表面处具有第二晶格常数，并且
其中，第一晶格常数大于第二晶格常数。
12.根据权利要求1所述的分层结构，其中，第一III-N稀土过渡层是压电层。
13.根据权利要求1所述的分层结构，其中，第一III-N稀土过渡层受到压缩应力...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·达尔基斯，A·克拉克，R·佩尔策尔，M·莱贝，R·延卡，
申请(专利权)人：IQE公开有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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