半导体外延结构及其制备方法和半导体器件技术

本发明专利技术的实施例提供了半导体外延结构及其制备方法和半导体器件，涉及微电子技术领域，该半导体外延结构通过在缓冲层中掺杂硅元素，且硅元素的初始掺杂浓度与缓冲层的厚度负相关，Si在缓冲层中通常以施主的形式存在，会释放一个电子，因此在缓冲层中掺杂适量的Si即提供适量的电子后，原先处于半填充状态的能级会优先捕获这些电子而变成全填充或者接近全填充的状态，这些便可大大减少处于半填充状态的能级，进而减少这些能级对器件电子的捕获，便可以增强器件性能同时增加器件的可靠性。同时通过对掺杂浓度进行限定，使得掺杂浓度与缓冲层的厚度负相关，避免了硅掺杂影响缓冲层的高阻值性能。高阻值性能。高阻值性能。

【技术实现步骤摘要】
半导体外延结构及其制备方法和半导体器件


[0001]本专利技术涉及微电子
，具体而言，涉及一种半导体外延结构及其制备方法和半导体器件。

技术介绍

[0002]目前制造GaN基光电器件与功率器件，例如制造高电子迁移率晶体管(HEMT，High Electron Mobility Transistor)时，主要使用SiC、Sapphire(蓝宝石)和Si作为基底。但由于GaN外延层与基底存在热失配和晶格失配，在外延生长过程中引起的热失配应力以及晶格失配应变会使得外延片发生形变，从而使得外延层均匀性下降，外延产品良率下降，成本提高。
[0003]为了解决上述问题，一般需要设置高阻值的缓冲层，要获得高阻的GaN缓冲层方法有多种，例如C掺杂等，但是这些方法在实现高阻缓冲层的同时也引入了更多的深能级，这些深能级往往处于半填充状态，这种半填充状态是非必要的，因为这种状态下的能级会在器件高功率或者高频工作时捕获器件的电子，导致器件的性能衰退。
[0004]因此如何减小缓冲层中的处于半填充状态的能级对器件性能的影响成为了亟需解决的问题。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体外延结构，其特征在于，包括：衬底和位于衬底一侧的半导体层，所述半导体层包括依次层叠的成核层和缓冲层；其中，所述缓冲层为硅掺杂层，且硅元素的初始掺杂浓度与所述缓冲层的厚度负相关。2.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述缓冲层中硅元素的掺杂浓度在1e16-1e19个/cm3之间。3.根据权利要求1或2所述的半导体外延结构，其特征在于，所述缓冲层中硅元素的初始掺杂浓度满足以下关系：n＝-3.15e13
·
X+6.73e16；其中，n为所述缓冲层中硅元素的初始掺杂浓度，单位个/cm3；X为所述缓冲层的厚度，单位nm。4.根据权利要求3所述的半导体外延结构，其特征在于，所述缓冲层中硅元素的掺杂浓度在向着远离所述衬底的方向上递减。5.根据权利要求3所述的半导体外延结构，其特征在于，所述缓冲层中硅元素的掺杂浓度保持恒定。6.根据权利要求3所述的半导体外延结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晖，李仕强，钱洪途，
申请(专利权)人：苏州能讯高能半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：