本发明专利技术提供了一种氮化物基半导体器件。该氮化物基半导体器件包括：基底；AlSixC1-x预处理层，形成在基底上；掺杂铝的GaN层，形成在AlSixC1-x预处理层上；AlGaN层，形成在掺杂铝的GaN层上。该氮化物基半导体器件可包括AlSixC1-x预处理层，因此可容易消除由基底和形成在基底上的氮化物半导体层之间的性能（例如，晶格常数和膨胀系数）的差异导致的氮化物半导体层中的应力。因此，在氮化物半导体层中产生的裂纹的存在可被最少化并且可改善氮化物半导体层的表面粗糙度，因此可改善氮化物基半导体器件的稳定性和性能。氮化物基器件可包括Al含量从基底逐渐降低的渐变AlGaN层，因此，在氮化物半导体层中产生的裂纹的存在可被最少化并且可形成具有稳定结构的氮化物半导体层。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有良好稳定性的氮化物基半导体器件，更具体地讲，涉及一种稳定性提高的氮化物基半导体器件，该氮化物基半导体器件在氮化物半导体层中具有极少的裂纹并具有良好的表面粗糙度。
技术介绍
随着信息通信技术的全球化发展已经进行到相当的程度，已经加速开发高速且大容量信号通信的通信技术。具体地讲，随着在无线通信技术中对个人蜂窝电话(PCS)、卫星通信、军用雷达、广播通信、通信中继器等需求的增加，对微波波段和毫米波波段的高速信 息通信系统所需的高速高功率电子装置的需求已增加。因此，正在积极地进行关于用于高功率电子器件的电源装置以及功耗的研究。具体地讲，由于GaN基氮化物半导体具有诸如高能带隙、高的热稳定性、高的化学稳定性、大约3X IO7厘米/每秒(cm/sec)的高电子饱和速度的有益性能，所以氮化物半导体可被容易实现为光器件以及高频率高功率的电子器件。因此，全世界正在积极进行关于氮化物半导体的研究。基于GaN基氮化物半导体的电子器件可具有各种各样的优势，例如，大约3X IO6伏特/厘米(V/cm)的高击穿电场、最大电流密度、稳定的高温操作、高的导热率等。基于氮化铝镓(AlGaN)和氮化镓(GaN)的异质结产生的异质结构场效应晶体管(HFET)在结界面处具有高的带不连续性，在该界面中会释放高密度的电子，因此，电子迁移率可增大。因此，HFET可应用为高功率器件。然后，用于生长适合氮化物单晶的晶格常数和热膨胀系数的氮化物单晶的基底并不普遍。氮化物单晶可基于单分子束外延(MBE)方法或气相外延方法(例如金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法、氢化物气相外延(HVPE)方法等)生长在异质基底(例如，蓝宝石基底或碳化硅(SiC)基底)上。蓝宝石基底或SiC基底价格昂贵并且它们的尺寸受限，因而蓝宝石基底或SiC基底不适于量产。因此，除了提高导热率，Si基底可为容易用于通过加大基底的尺寸来提闻广率的大量生广的基底。然而，由于Si基底和GaN单晶之间的晶格常数的差异以及膨胀系数的差异，裂纹会容易形成在GaN层中，从而难以商业化。期望一种在Si基底上稳定生长GaN的方法。图I示出了传统氮化物基HFET的基本构造。参照图1，传统的氮化物基HFETlO可包括顺序层叠在Si基底11上的低温缓冲层12、AlGaN/GaN复合层13、非掺杂GaN层14和AlGaN层15。源极16和漏极18分别形成在AlGaN层15的上表面的两端上。栅极17设置在源极16和漏极18之间。保护层19形成在栅极17和源极16之间以及栅极17和漏极18之间。AlGaN/GaN复合层13形成为包括多个层，通过减小晶格常数之间的差异，GaN层可生长在AlGaN/GaN复合层13上。在传统的氮化物基HFETlO中，可基于具有不同带隙的GaN层14和AlGaN层15的异质结形成二维电子气(2-DEG)层。这里，当信号被输入到栅极17时，可通过2-DEG层形成沟道，从而电流可在源极16和漏极18之间流动。非掺杂GaN层14可被构造为未执行掺杂的GaN层，并且可形成为具有相对高的电阻，以防止电流泄漏到Si基底以使器件分离。
技术实现思路
本专利技术的一方面提供了一种稳定性提高的氮化物基半导体器件，该氮化物基半导体器件在氮化物半导体层中具有极少的裂纹并具有良好的表面粗糙度。根据本专利技术的一方面，提供了一种氮化物基半导体器件，所述氮化物基半导体器件包括基底J^Kg-(AlSixCh)预处理层，形成在基底上；掺杂铝(Al)的氮化镓(GaN)层，形成在AlSixCVx预处理层上；氮化铝镓(AlGaN)层，形成在掺杂Al的GaN层上。 AlSixCh预处理层可被构造为从由单床结构、规则点结构、不规则点结构和图案结构中选择的结构。所述氮化物基半导体器件还可包括缓冲层，形成在AlSixCh预处理层上，并且缓冲层可包括氮化铝(AlN)。所述氮化物基半导体器件还可包括调整了表示第V族元素与第III族元素的比率的V/III族比率的GaN种子层，GaN种子层形成在AlSixCh预处理层和掺杂Al的GaN层之间。GaN种子层可包括第一 GaN种子层，第一 GaN种子层的V/III族比率相对高；第二 GaN种子层，第二 GaN种子层的V/III族比率相对低。所述氮化物基半导体器件还可包括形成在AlSixCh预处理层和掺杂铝的GaN层之间的渐变AlGaN层，渐变AlGaN层的Al含量从AlSixCh预处理层向掺杂铝的GaN层逐渐降低。渐变AlGaN层中的Al含量可从大约70wt%降低至大约15wt%。掺杂铝的GaN层的Al含量可在大约O. lwt%至O. 9wt%的范围内。所述氮化物基半导体器件还可包括形成在AlGaN层上的保护层，保护层可包括从由氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)和氧化铝(Al2O3)中的一种选择的材料。基底可包括从蓝宝石、硅(Si)、AlN、碳化硅(SiC)和GaN中选择的材料。所述氮化物基半导体器件可以是从常开器件、常闭器件和肖特基二极管中选择的器件。所述氮化物基半导体器件可包括第一导电半导体层、活性层和第二导电半导体层。将在接下来的描述中部分阐述本专利技术另外的方面、特征和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本专利技术的实施而得知。附图说明专利或申请文件包含至少一副彩色附图。当请求和支付所需费用时专利局会出具具有彩色附图的本专利或专利申请公布的副本。从下面结合附图对实施例的描述中，本专利技术的这些和/或其它方面、特征和优势将变得清楚且更易于理解，在附图中图I是示出了根据传统技术的异质结构场效应晶体管(HFET)的基本构造的示图；图2是根据本专利技术实施例的HFET的剖视图；图3是根据本专利技术实施例的肖特基二极管的剖视图；图4是根据本专利技术实施例的半导体发光器件的剖视图；图5A是根据本专利技术实施例的在缓冲层生长在基底上之前铝(Al)预处理氮化物半导体的表面的光学图像；图5B是根据本专利技术实施例的碳化铝硅(AlSixCh)预处理氮化物半导体的表面的光学图像； 图6是根据本专利技术实施例的在缓冲层生长在基底上之前Al预处理氮化物半导体的表面的X射线衍射分析值的曲线图以及AlSixCh预处理氮化物半导体的表面的X射线衍射分析值的曲线图；图7是根据本专利技术实施例的AlSixCh预处理氮化物半导体的X射线衍射分析数据(omega_2theta)的曲线图；图8是根据本专利技术实施例的与整个AlSixCh预处理氮化物半导体的厚度相关的映射数据的曲线图；图9是示出了根据本专利技术实施例的AlSixCh预处理氮化物半导体的光学图像和显微图像的图。具体实施例方式现在将参照本专利技术的实施例进行详细说明，本专利技术的示例示出在附图中，其中，相同的标号始终表示相同的元件。下面通过参照附图来描述实施例，以解释本专利技术。在整个说明书中，当描述层、侧、芯片等中的每个形成“在”层、侧、芯片等的“上面”或“下面”时，术语“在…上面”可包括“直接在…上面”和“间接在…上面”，并且术语“在…下面”可包括“直接在…下面”和“间接在…下面”。每个元件的“在…上面”或“在…下面”的标准可根据对应的图来确定。为了便于描述，可夸大图中每个元件的尺寸，并且每个元件的尺寸不表示实际尺寸。图2示出了根据本专利技术实施例的异质结构场效应晶体管(HFET)I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氮化物基半导体器件，所述氮化物基半导体器件包括：基底；AlSixC1？x预处理层，形成在基底上；掺杂Al的GaN层，形成在AlSixC1？x预处理层上；AlGaN层，形成在掺杂Al的GaN层上。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李哉勋，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：
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