[发明专利]氮化镓基半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

硅基衬底，其掺杂有硼(B)和锗(Ge)；

所述硅基衬底上的缓冲层；以及

所述缓冲层上的氮化物叠层，

其中，所述氮化物叠层包括：

多个氮化物半导体层；

至少一个掩蔽层，其介于所述多个氮化物半导体层之间,所述至少一个掩蔽层包括氮化钛(TiN)；以及

至少一个中间层，其介于所述多个氮化物半导体层之间，所述至少一个中间层包括Al_xGa_1-xN。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，硼(B)和锗(Ge)的掺杂浓度大于1×10¹⁹/cm³。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，在所述硅基衬底中掺杂硼(B)和锗(Ge)，以使得所述硅基衬底的电阻率小于或等于1Ωcm。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述缓冲层具有由AlN、SiC、Al₂O₃、AlGaN、AlInGaN、AlInBGaN、AlBGaN、GaN、XY中的一个形成的单层结构以及由它们中的一个或多个形成的多层结构中的一种结构，其中X包括钛(Ti)、铬(Cr)、锆(Zr)、铪(Hf)、铌(Nb)、以及钽(Ta)中的至少一个，Y是氮(N)和硼(B、B₂)中的一个。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述多个氮化物半导体层由Al_xIn_yGa_1-x-yN形成，其中0≤x≤1，0≤y≤1，x+y＜1。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

器件层，其处在所述氮化物叠层上，所述器件层包括发光二极管器件、高电子迁移率晶体管、以及激光二极管器件中的一个。

7.一种制造半导体器件的方法，包括：

制备掺杂有硼(B)和锗(Ge)的硅基衬底；

在所述硅基衬底上形成缓冲层；以及

在所述缓冲层上形成氮化物叠层，

其中，形成所述氮化物叠层的步骤包括：

在所述缓冲层上形成多个氮化物半导体层；

在所述多个氮化物半导体层之间形成至少一个掩蔽层,所述至少一个掩蔽层包括氮化钛(TiN)；以及

在所述多个氮化物半导体层之间形成至少一个中间层，所述至少一个中间层包括Al_xGa_1-xN。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，制备所述硅基衬底的步骤包括对所述硅基衬底执行离子注入。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，制备所述硅基衬底的步骤包括利用大于1×10¹⁹/cm³的掺杂浓度的硼(B)和锗(Ge)来对所述硅基衬底进行掺杂。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，制备所述硅基衬底的步骤包括利用硼(B)和锗(Ge)对所述硅基衬底进行掺杂，以使得所述硅基衬底的电阻率小于或等于1Ωcm。

11.根据权利要求7所述的方法，其中，形成所述缓冲层的步骤包括形成由AlN、SiC、Al₂O₃、AlGaN、AlInGaN、AlInBGaN、AlBGaN、GaN、XY中的一个形成的单层结构以及由它们中的一个或多个形成的多层结构中的一种结构，其中X包括钛(Ti)、铬(Cr)、锆(Zr)、铪(Hf)、铌(Nb)、以及钽(Ta)中的至少一个，Y是氮(N)和硼(B、B₂)中的一个。

12.根据权利要求7所述的方法，其中，形成所述多个氮化物半导体层的步骤包括形成多个Al_xIn_yGa_1-x-yN层，其中0≤x≤1，0≤y≤1，x+y＜1。

13.根据权利要求7所述的方法，还包括：

在所述氮化物叠层上形成器件层，所述器件层包括发光二极管器件、高电子迁移率晶体管、以及激光二极管器件中的一个。