[发明专利]含Al氮化物半导体结构及其外延生长方法

权利要求书

1.一种含Al氮化物半导体结构的外延生长方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)提供衬底；

2)在所述衬底上形成周期性分布的III-V族氮化物凸条结构或凸岛结构；

3)在所述凸条结构或所述凸岛结构表面外延交替生成GaN层与第一含Al氮化物层以形成交替层叠结构；所述交替层叠结构中，一层所述GaN层与与其相邻的一层所述第一含Al氮化物层构成一个交替周期，所述交替层叠结构包括至少5个所述交替周期；多个所述交替周期的所述GaN层及所述第一含Al氮化物层共同填满相邻所述凸条结构或所述凸岛结构之间的间隙，且所述交替层叠结构的最顶层为上表面为平面的第一含Al氮化物层。

2.根据权利要求1所述的含Al氮化物半导体结构的外延生长方法，其特征在于：所述步骤2)中，在所述衬底上形成III-V族氮化物凸条结构或凸岛结构包括以下步骤：

2-1)在所述衬底表面形成掩膜层；

2-2)在对应于后续要形成所述凸条结构或凸岛结构的所述掩膜层内形成贯穿所述掩膜层的开口；

2-3)在所述开口内填充III-V族氮化物填充层，所述III-V族氮化物填充层填满所述开口，并形成突出于所述掩膜层表面的所述凸条结构或凸岛结构。

3.根据权利要求2所述的含Al氮化物半导体结构的外延生长方法，其特征在于：所述步骤2-1)中还包括在所述衬底与所述掩膜层之间形成III-V族氮化物层的步骤。

4.根据权利要求1所述的含Al氮化物半导体结构的外延生长方法，其特征在于：所述步骤2)中，在所述衬底上形成III-V族氮化物凸条结构或凸岛结构包括以下步骤：

2-1)在所述衬底表面形成III-V族氮化物层；

2-2)刻蚀所述III-V族氮化物层以形成所述凸条结构或凸岛结构。

5.根据权利要求1所述的含Al氮化物半导体结构的外延生长方法，其特征在于：所述凸条结构或所述凸岛结构的纵截面形状为三角形、梯形或矩形。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的含Al氮化物半导体结构的外延生长方法，其特征在于：步骤3)之后还包括在所述交替层叠结构表面形成第二含Al氮化物层的步骤。

7.一种含Al氮化物半导体结构，其特征在于，所述含Al氮化物半导体结构包括：

衬底；

III-V族氮化物凸条结构或凸岛结构，位于所述衬底表面，所述凸条结构或所述凸岛结构在所述衬底表面呈周期性分布；

GaN层与第一含Al氮化物层的交替层叠结构；所述交替层叠结构中，一层所述GaN层与与其相邻的一层所述第一含Al氮化物层构成一个交替周期，所述交替层叠结构包括至少5个所述交替周期；所述交替层叠结构覆盖于所述凸条结构或凸岛结构表面且多个所述交替周期的所述GaN层及所述第一含Al氮化物层共同填满相邻所述凸条结构或所述凸岛结构之间的间隙，所述交替层叠结构的最底层为GaN层，最顶层为上表面为平面的第一含Al氮化物层。

8.根据权利要求7所述的含Al氮化物半导体结构，其特征在于：所述含Al氮化物半导体结构还包括掩膜层，所述掩膜层内形成有上下贯通的开口，所述开口内填充有III-V族氮化物填充层；所述掩膜层及所述填充层位于所述衬底与所述凸条结构或所述凸岛结构之间，且所述凸条结构或所述凸岛结构位于所述III-V族氮化物填充层及部分所述掩膜层表面。

9.根据权利要求8所述的含Al氮化物半导体结构，其特征在于：所述含Al氮化物半导体结构还包括III-V族氮化物层，所述III-V族氮化物层位于所述衬底与所述掩膜层之间。

10.根据权利要求7所述的含Al氮化物半导体结构，其特征在于：所述凸条结构或所述凸岛结构的纵截面形状为三角形、梯形或矩形。

11.根据权利要求7所述的含Al氮化物半导体结构，其特征在于：所述含Al氮化物半导体结构还包括第二含Al氮化物层，位于所述交替层叠结构的表面。