[发明专利]氮化物半导体结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体结构，尤其涉及一种氮化物半导体结构。

背景技术

以氮化镓为基底的化合物形成的半导体组件由于具有高耐热性、高崩溃电压(breakdown voltage)、高电子饱和速度、高电流密度，其可以在高频率下运作、并提供较高的功率，因此不论在汽车电子、电源管理系统、照明、工业设备、可携式产品、通信设备、消费类电子产品内都具有极高的发展潜力。

然而，现有用以成长含氮半导体的衬底例如是蓝宝石衬底，其晶格大小并无法与氮化镓的晶格匹配，因此在成长含氮半导体时容置形成缺陷或裂痕，进而无法制作良好的含氮半导体。另一方面，现有的特制衬底的晶格大小虽然可以与氮化镓的晶格大小匹配，但其价格极高，进而会导致含氮半导体装置的整体工艺不符成本。因此，如何在普遍使用的衬底上成长良好的含氮半导体组件仍是人们欲解决的主要课题的一个。

发明内容

本发明是针对一种氮化物半导体结构，其具有良好的晶格质量。

根据本发明的实施例，氮化物半导体结构包括衬底、多重缓冲叠层以及含氮半导体叠层，含氮半导体叠层配置于多重缓冲层上，多重缓冲层配置于衬底以及含氮半导体叠层之间。多重缓冲叠层包括多个含氮半导体复合层，每个多个含氮半导体复合层包括第一氮化铝基层、第二氮化铝基层以及第三氮化铝基层。第二氮化铝基层以及第三氮化铝基层依序叠层于第一氮化铝基层上，且第一氮化铝基层、第二氮化铝基层以及第三氮化铝基层的铝浓度依序递减。

在本发明的一实施例中，上述的每个含氮半导体复合层还包括外延层。第一氮化铝基层、第二氮化铝基层以及第三氮化铝基层依序叠层于所述外延层上。

在本发明的一实施例中，上述的外延层的材质包括氮化铝。

在本发明的一实施例中，上述的第一氮化铝基层、第二氮化铝基层以及第三氮化铝基层的材质包括氮化铝镓、氮化铝铟或氮化铝铟镓。

在本发明的一实施例中，上述的第一氮化铝基层、第二氮化铝基层以及第三氮化铝基层各自具有一致的铝浓度。

在本发明的一实施例中，上述的第一氮化铝基层、第二氮化铝基层以及第三氮化铝基层各自的铝浓度往远离衬底的方向减少。

在本发明的一实施例中，上述的第一氮化铝基层、第二氮化铝基层以及第三氮化铝基层的铝浓度各自是以线性、指数型或曲线型变化。

在本发明的一实施例中，上述的含氮半导体复合层的数量落在2层至200层的范围内。

在本发明的一实施例中，上述的含氮半导体复合层的数量与第一氮化铝基层、第二氮化铝基层以及第三氮化铝基层的厚度呈正比。

在本发明的一实施例中，上述的含氮半导体复合层是由有机金属化学气相沉积法形成。

在本发明的一实施例中，上述的第一氮化铝基层、第二氮化铝基层以及第三氮化铝基层的厚度不超过1000纳米。

在本发明的一实施例中，上述的衬底的材质包括硅。

在根据本发明的实施例中，氮化物半导体结构包括多重缓冲叠层配置于衬底以及含氮半导体叠层之间，且多重缓冲叠层包括多个三层式的氮化铝基复合层，因此可以大幅改善衬底以及含氮半导体叠层之间晶格不匹配的问题。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是依照本发明的第一实施例的一种氮化物半导体结构的示意图；

图2是依照图1中区域A中的局部放大示意图；

图3是依照图1中区域B中的局部放大示意图。

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同组件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。