[发明专利]外延晶元，以及使用其的开关元件和发光元件

权利要求书

1.一种外延晶元，包括：

衬底；以及

在所述衬底上的外延层，

其中所述外延层包括：

第一半导体层，所述第一半导体层设置在所述衬底上并且具有第一掺杂浓度；

第二半导体层，所述第二半导体层设置在所述第一半导体层上并且具有第二掺杂浓度；以及

第三半导体层，所述第三半导体层设置在所述第二半导体层上，具有比所述第一半导体层的厚度厚的厚度，并且具有第三掺杂浓度，并且

其中所述第二掺杂浓度在所述第一掺杂浓度与所述第三掺杂浓度之间。

2.根据权利要求1所述的外延晶元，其中所述第二掺杂浓度在所述第二半导体层的厚度方向上变化。

3.根据权利要求2所述的外延晶元，其中所述第二半导体层包括：邻近所述第一半导体层的第一区；以及邻近所述第三半导体层的第二区，并且

在所述第一区中的第二掺杂浓度高于在所述第二区中的第二掺杂浓度。

4.根据权利要求2所述的外延晶元，其中在所述第二半导体层的与所述第一半导体层接触的第一区中的第二掺杂浓度低于所述第一掺杂浓度。

5.根据权利要求2所述的外延晶元，其中在所述第二半导体层的与所述第三半导体层接触的第二区中的第二掺杂浓度高于所述第三掺杂浓度。

6.根据权利要求1所述的外延晶元，其中所述第一半导体层和第二缓冲层构成缓冲层。

7.根据权利要求1所述的外延晶元，其中所述第一半导体层包括均匀分布的化合物半导体材料。

8.根据权利要求1所述的外延晶元，其中所述第二掺杂浓度从5×10¹⁶/cm³至1×10¹⁶/cm³的范围内的值变化到1×10¹⁶/cm³至5×10¹⁴/cm³的范围内的值。

9.根据权利要求1所述的外延晶元，其中所述第二掺杂浓度在所述第二半导体层的厚度方向上依据所述第二半导体层的位置而变化。

10.根据权利要求1所述的外延晶元，其中所述第三半导体层具有1nm或更小的表面粗糙度。

11.根据权利要求1所述的外延晶元，其中所述第三半导体层具有0.1/cm²或更小的表面缺陷密度。

12.根据权利要求1所述的外延晶元，所述衬底包括3C-SiC、4H-SiC和6H-SiC中的一种。

13.根据权利要求1所述的外延晶元，其中所述第一至第三半导体层中的至少一个包括硅碳氮（SiCN）半导体层。

14.根据权利要求1所述的外延晶元，其中所述第一至第三半导体层中的至少一个包括铝碳化硅（AlSiC）半导体层。

15.根据权利要求1所述的外延晶元，其中所述外延层包括与所述衬底的材料相同的材料。

16.根据权利要求1所述的外延晶元，其中所述第一半导体层具有0.5μm至1μm的范围内的厚度。

17.根据权利要求1所述的外延晶元，其中所述第三掺杂浓度低于所述第一掺杂浓度。

18.一种开关元件，包括：

衬底；

在所述衬底上的第一半导体层；

在所述第一半导体层上的第二半导体层；

在所述第二半导体层上的第三半导体层；

在所述第三半导体层上的阳极电极；以及

在所述衬底下的阴极电极，

其中所述第三半导体层具有比所述第一半导体层的厚度厚的厚度，并且所述第二半导体层的第二掺杂浓度在所述第一半导体层的第一掺杂浓度与所述第三半导体层的第三掺杂浓度之间。