[发明专利]半导体装置

权利要求书

1.一种半导体装置，包括：

在衬底上形成的超晶格缓冲层；

在所述超晶格缓冲层上由氮化物半导体形成的第一半导体层；

在所述第一半导体层上由氮化物半导体形成的第二半导体层；以及

在所述第二半导体层上形成的栅极电极、源极电极和漏极电极，

其中通过交替地和周期性地层叠第一超晶格形成层和第二超晶格形成层来形成所述超晶格缓冲层，

所述第一超晶格形成层由Al_xGa_1-xN形成而所述第二超晶格形成层由Al_yGa_1-yN形成，其中满足关系x>y，

掺杂到部分或全部所述第二超晶格形成层中的用作受主的杂质元素的浓度高于掺杂到所述第一超晶格形成层中的用作受主的杂质元素的浓度，以及

所述第二超晶格形成层包括在所述第一半导体层侧的上层以及在所述衬底侧的下层，并且掺杂到所述上层中的用作受主的杂质元素的浓度高于掺杂到所述下层中的用作受主的杂质元素的浓度。

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一超晶格形成层中的x的值大于或等于0.5并且小于或等于1，并且所述第二超晶格形成层中的y的值大于0并且小于0.5。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中掺杂到所述第一超晶格形成层中的杂质元素的浓度大于或等于5×10¹⁸/cm³并且小于或等于1×10²⁰/cm³。

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中掺杂到所述第二超晶格形成层的所述上层中的杂质元素的浓度大于或等于1×10¹⁷/cm³并且小于或等于1×10¹⁸/cm³。

5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一超晶格形成层的膜厚度大于或等于0.8nm并且小于或等于2.0nm。

6.根据权利要求5所述的半导体装置，其中掺杂到所述第一超晶格形成层中的杂质元素是C，并且C的浓度大于或等于1×10¹⁷/cm³并且小于或等于1×10²⁰/cm³。

7.根据权利要求5所述的半导体装置，其中掺杂到所述第一超晶格形成层中的杂质元素是Fe，并且Fe的浓度小于或等于1×10¹⁹/cm³。

8.一种半导体装置，包括：

在衬底上形成的超晶格缓冲层；

在所述超晶格缓冲层上由氮化物半导体形成的第一半导体层；

在所述第一半导体层上由氮化物半导体形成的第二半导体层；以及

在所述第二半导体层上形成的栅极电极、源极电极和漏极电极，

其中通过从所述衬底按照顺序周期性地层叠第三超晶格形成层、第二超晶格形成层和第一超晶格形成层来形成所述超晶格缓冲层，

所述第一超晶格形成层由Al_xGa_1-xN形成，所述第二超晶格形成层由Al_yGa_1-yN形成，并且所述第三超晶格形成层由Al_zGa_1-zN形成，其中满足关系x>y>z，以及

掺杂到所述第二超晶格形成层中的用作受主的杂质元素的浓度高于掺杂到所述第一超晶格形成层和所述第三超晶格形成层中的用作受主的杂质元素的浓度。

9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中所述第一超晶格形成层中的x的值大于或等于0.5并且小于或等于1，并且所述第二超晶格形成层中的y的值大于0并且小于0.5。

10.根据权利要求8所述的半导体装置，其中掺杂到所述第一超晶格形成层中的杂质元素的浓度大于或等于5×10¹⁸/cm³并且小于或等于1×10²⁰/cm³。