半导体外延结构、半导体器件及其制备方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种半导体外延结构、半导体器件及其制备方法，涉及半导体外延技术领域，该半导体外延结构包括硅衬底、富铝硅层和AlN成核层，通过在硅衬底上形成富铝硅层，再在富铝硅层上形成成核层，其中，所述富铝硅层能够抑制所述硅衬底的表面形成无定型SiN。相较于现有技术，本发明专利技术实施例通过设置富铝硅层，可以避免形成AlN成核层的过程中硅衬底直接与NH3反应而在硅衬底的表面形成无定型SiN，避免了无定型SiN影响外延生长，保证了外延生长质量。延生长质量。延生长质量。

【技术实现步骤摘要】
半导体外延结构、半导体器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体外延
，具体而言，涉及一种半导体外延结构、半导体器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]氮化镓基化合物半导体材料由于其禁带宽度大、热稳定性好、抗辐射、耐酸碱、直接带隙、容易形成异质结器件结构等优点被广泛用于高压高频电子器件和发光器件的制作。由于氮化镓熔点高以及氮的离解压很高，氮化镓衬底需要在高温高压的条件下制备且生长出来单晶尺寸较小不能满足较低成本生产需求。目前商用的氮化镓基器件一般是通过异质外延的方法生长在蓝宝石、碳化硅或硅衬底上。
[0003]Si衬底作为GaN异质外延的一种重要氮化镓异质外延衬底材料，具有晶体质量高，衬底单价低，尺寸大，热导率高，电导率可以通过掺杂控制等优点；用于氮化镓外延的Si衬底一般为(111)面的硅衬底，这是因为Si(111)面的三次对称性有利于(0001)面GaN的外延。由于硅衬底和金属Ga存在严重的金属互溶，氮化镓薄膜不能直接生长在硅衬底上，因此需要先生长一层AlN成核层。然而，由于材料的特殊性，在生长AlN成核层时，硅衬底表本文档来自技高网...

【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：硅衬底；设置在所述硅衬底上的富铝硅层；设置在所述富铝硅层上的成核层。2.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述富铝硅层中铝原子的掺杂浓度大于1E19/cm3且小于1E22/cm3。3.根据权利要求2所述的半导体外延结构，其特征在于，所述富铝硅层的厚度小于500nm。4.根据权利要求2所述的半导体外延结构，其特征在于，所述富铝硅层呈图形化分布在所述硅衬底的表面。5.一种半导体器件，其特征在于，包括：硅衬底；设置在所述硅衬底上的富铝硅层；设置在所述富铝硅层上的成核层；位于所述成核层上的第一缓冲层；位于所述缓冲层上的第二缓冲层；以及，位于所述缓冲层上的器件层。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述富铝硅层中铝原子的掺杂浓度范围为：大于1E19/cm3且小于1E22/cm3。7.根据权利要求6所述的半导体器件，其特征在于，所述富铝硅层的厚度小于500nm。8.根据权利要求6所述的半导体器件，其特征在于，所述富铝硅层呈图形化分布在所述硅衬底的表面。9.一种半导体外延结构的制备方法，其特征在于，包括：提供一硅衬底；在硅衬底上形成富铝硅层；在所述富铝硅层上形成成核层。10.根据权利要求9所述的半导体外延结构的制备方法，其特征在于，在硅衬底上形成富铝硅层的步骤，包括：利用离子注入工艺在所述硅衬底的表面形成重掺杂铝的富铝硅层。11.根据权利要求10所述的半导体外延结构的制备方法，其特征在于，利用离子注...

【专利技术属性】
技术研发人员：房育涛，夏德洋，叶念慈，张洁，
申请(专利权)人：湖南三安半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：