半导体器件及其生产方法技术

提供一种半导体元件，作为有效地使用缓冲区以将改进的结晶性和平坦性赋予功能层压体的结果，所述半导体元件具有改进的功能层压体的平坦性和结晶性。还提供一种半导体元件的生产方法。所述半导体元件通过在基板上形成缓冲区和包括多层氮化物半导体层的功能层压体而获得。所述功能层压体在缓冲区侧具有n型或i型第一AlxGa1-xN层(0≤x<1)。含有p型杂质的AlzGa1-zN调整层(x-0.05≤z≤x+0.05,0≤z<1)设置在所述缓冲区和所述功能层压体之间，所述含有p型杂质的AlzGa1-zN调整层中Al组成几乎等于所述第一AlxGa1-xN层的Al组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体器件和半导体器件的生产方法。本专利技术特别涉及半导体器件如紫外发光二极管、电子器件，和涉及到半导体器件的生产方法。
技术介绍
近年来，已知能够有利地用于杀菌、水净化、医疗、照明和高密度光记录等领域中的紫外LED (发光二极管)和具有使用AlGaN类薄膜作为材料而形成的器件结构的高电子迁移率晶体管(HEMT)。此外，对于此类紫外LED和具有使用AlGaN类薄膜形成的器件结构的HEMT，已经进行各种方法以获得高品质AlGaN类薄膜。通常，紫外LED具有功能层压体，所述功能层压体具有其中发光层插入η型氮化物半导体层和P型氮化物半导体层之间的结构。为了缓和由于氮化物半导体层和基板之间的晶格常数的差异而引起的应变，功能层压体通常在其间插入缓冲区的情况下形成于基板上。HEMT具有包括均由氮化物半导体层形成的i型沟道层和η型电子供给层的功能层压体。为了降低由于氮化物半导体层和基板之间的晶格常数的差异而引起的应变，功能层压体也通常在其间插入缓冲区的情况下形成于基板之上。专利文献I公开了一种氮化物半导体基板，其中掺杂有横向生长促进物质的主要含有AlN或AlGaN的第一半导体层(缓冲区)直接形成于基板上，或者使一层或多层主要含有AlN或AlGaN的氮化物半导体层插入其间，包括氮化物半导体层的功能层压体形成于其上。根据该技术，在缓冲区中横向生长得到促进，伴随着位错耦合的促进，这使得缓冲区表面上穿透位错(threading dislocation)减少。现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利申请公布JP2005-235908
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献I中，典型的AlN低温沉积的缓冲层形成于缓冲区和η型Ala 4Ga0.6N层之间。然而，未考虑到AlN低温沉积的缓冲层和η型之间的Al组成的关系。此外，AlN低温沉积的缓冲层降低促进在其下设置的缓冲区中晶格弛豫(latticerelaxation)的效果；因而，由于横向生长的结晶性改进不充分。另外，在于缓冲区上形成具有与缓冲区不同的组成的氮化物半导体层作为功能层压体的情况下，未注意到功能层压体的氮化物半导体层和缓冲区之间的晶格失配的问题。本专利技术的目的在于解决上述问题并提供一种半导体器件，其中在缓冲区中得到改进的结晶品质有效地传递至功能层压体，从而改进功能层压体的平坦性和结晶性。本专利技术的另一目的在于提供一种半导体器件的生产方法。用于解决问题的方案本专利技术的专利技术人已经进行各种研究以实现上述目的，结果发现缓冲区中得到改进的结晶性和平坦性能够通过在基板上的缓冲区和从缓冲区侧具有例如η型AlxGahN层(O≤χ〈 I)、发光层和P型AlyGapyN层(OSySl)的功能层压体中的η型AlxGapxN层之间设置AlzGa1=N调整层而有效地传递至功能层压体。注意AlzGa1=N调整层(OS ζ〈1)含有ρ型杂质，和Al组成ζ在功能层压体的最接近缓冲区侧的η型AlxGa1^N层的Al组成χ±0. 05范围内。因而，他们完成了本专利技术。本专利技术基于上述发现，并且其构成特征如下。(I) 一种半导体器件，其包括基板上的缓冲区和功能层压体，所述功能层压体包含多层氮化物半导体层，其中所述功能层压体包括在所述缓冲区侧的第一 η型或i型AlxGa1J层(O ( x〈l)，和在所述缓冲区和所述功能层压体之间设置具有约等于第一 AlxGa1J层(x-0. 05 ^ z ^ x+0. 05，O ( ζ<1)的Al组成的、含有P型杂质的AlzGa1=N调整层(2)根据上述(I)所述的半导体器件，其中所述基板是AlN模板基板。(3)根据上述(I)或(2)所述的半导体器件，其中所述缓冲区包括至少在所述功能层压体侧的AlaGa1^N层(O ^ α彡I)，并且所述Al aGai_aN层的Al组成a和所述第一AlxGahN层的Al组成χ之间的差为O. I以上。(4)根据上述(1)-(3)任一项所述的半导体器件，其中所述第一 AlxGa^N层为η型，和所述功能层压体在所述第一 AlxGa1J层上依次至少包括发光层和第二 AlyGa1J层(O < y〈l)。(5)根据上述(1)-(3)任一项所述的半导体器件，其中在所述含有P型杂质的AlzGa1=N调整层和所述第一 AlxGa1J层之间进一步设置未掺杂有杂质的i型AlwGapwN层(x-0. 05 ^ w ^ x+0. 05, O ( w<l)。(6)根据上述(5)所述的半导体器件，其中所述含有P型杂质的AlzGa1=N调整层和所述未惨杂有杂质的i型AlwGai_wN层满足z〈w的关系。(7)根据上述(1)-(6)任一项所述的半导体器件，其中所述含有P型杂质的AlzGa1=N调整层的厚度在IOOnm至1500nm的范围中。(8)根据上述(1)-(7)任一项所述的半导体器件，其中所述含有P型杂质的AlzGa1=N调整层掺杂有Mg，Mg浓度在5X IOlfVcm3至2X 102°/cm3的范围中。(9)根据上述(I)-⑶任一项所述的半导体器件，其中所述第一 AlxGa1J层中含有的O浓度小于2X1018/cm3。(10)根据上述(1)-(9)任一项所述的半导体器件，其中所述缓冲区包括具有通过交替堆叠AleGagN层(O≤β≤0.3)和AlN层而形成的超晶格结构的超晶格应变缓冲层。(11) 一种半导体器件的生产方法，其中将缓冲区、含有P型杂质的AlzGahN调整层(x-0. 05 ≤z ≤ x+0. 05，O ≤ ζ<1)和包括i型或η型AlxGa1^xN层(O彡χ〈1)的功能层压体按顺序形成于基板上。专利技术的效果本专利技术能够提供具有平坦性和结晶性优异的功能层压体的半导体器件和半导体器件的生产方法。缓冲区中得到改进的平坦性和结晶性能够通过在基板上的缓冲区和具有η型AlxGa1J层(O < χ<1)的功能层压体中第一 η型或i型AlxGa1J层之间设置AlzGa1=N调整层而有效地传递至功能层压体。AlzGa1=N调整层(O ( ζ<1)含有P型杂质，并且Al组成z在第一 AlxGa^N层的Al组成χ的±0. 05范围内。附图说明图I为根据本专利技术的半导体器件100的示意性截面图。图2为示出在根据本专利技术半导体器件100的生产时层状结构的示意性截面图。图3 (a)和3 (b)分别为实验例I和2中表面的1000倍显微照片。附图标记说明100 :半导体器件I :基板Ia:蓝宝石基板Ib A1N 或 AlGaN 层2 :缓冲层2a :P 型 Ale Ga1-Ji N 层2b A1N 层3 :功能层压体4 :N 型 AlxGahN 层5 :含有P型杂质的AlzGa1=N调整层6 :发光层7 :P 型 AlyGa1J 层8 未掺杂有杂质的I型AlwGanN层9:P侧电极10:N 侧电极具体实施例方式将参照附图来描述根据本专利技术的半导体器件的实施方案。图I为示出根据本专利技术的半导体器件100的实例的示意性截面图。如图I所示，根据本专利技术的半导体器件100包括在基板I上的缓冲区2和具有多层氮化物半导体层的功能层压体3。半导体器件100的特征在于功能层压体3具有在缓冲区2侧的第一 η型或i型AlxGa1J层(O彡x〈I) 4 (图I中的η型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大鹿嘉和，松浦哲也，
申请(专利权)人：同和电子科技有限公司，
类型：
国别省市：