[实用新型]半导体外延片

说明书

本申请公开半导体外延片，属于半导体结构技术领域，包括蓝宝石衬底层、缓冲层和GaN主体层；其中所述缓冲层包括在所述蓝宝石衬底层上由近到远依次设置的溅射薄膜层、高温AlN缓冲层、AlGaN层和GaN层，其中所述溅射薄膜层的厚度为15nm～30nm；其中所述GaN层的厚度为5nm～50nm；其中所述GaN主体层的厚度为2000nm～4000nm。本申请提供的半导体外延片通过改善缓冲层的构造，能够从整体上改善半导体外延片的晶体质量。

技术领域

本实用新型涉及半导体结构技术领域，尤其涉及半导体外延片。

背景技术

GaN基ш族氮化物是最重要的宽带隙半导体材料之一。他们特有的优良光电性能和机械性能使其在蓝绿发光二极管、激光器、紫外探测器和高温大功率电子器件等领域有广泛的应用前景。

目前，普遍采用的GaN生长方式是在蓝宝石衬底层上进行异质外延。但是蓝宝石材料与GaN材料之间经常存在较大的晶格失配和热失配问题，使的GaN外延层中的失配位错密度较高，这种位错会降低载流子的迁移率和加剧器件的电流泄露，严重影响着GaN 的器件性能。

为此，申请人提出采用uGaN/AlGaN/AlN/溅射薄膜/sapphire的新缓冲层生长结构来改善GaN材料的晶体质量。

实用新型内容

本实用新型的一个优势在于提供一种半导体外延片，其中通过设置溅射薄膜层能够有效缓解蓝宝石衬底层与GaN主体层之间的应力失配；通过设置高温AlN缓冲层能够有效减少溅射薄膜层在蓝宝石衬底层上产生的位错；通过设置AlGaN层能够为后续GaN主体层的生长形成过渡，还能够进一步减少高温AlN缓冲层和GaN主体层之间的应力，进而能够从整体上改善半导体外延片的晶体质量。

为达到本实用新型以上至少一个优势，本实用新型提供一种半导体外延片，包括：

蓝宝石衬底层；

缓冲层，其中所述缓冲层包括在所述蓝宝石衬底层上由近到远依次设置的溅射薄膜层、高温AlN缓冲层、AlGaN层和GaN层，其中所述GaN层的厚度为5nm～50nm；以及

GaN主体层，设置在所述GaN层上，其中所述GaN主体层的厚度为2000nm～4000nm。

根据本实用新型一实施例，所述溅射薄膜层为AlN薄膜。

根据本实用新型一实施例，所述溅射薄膜层的厚度为15nm～30nm。

根据本实用新型一实施例，所述高温AlN缓冲层的厚度为10nm～30nm。

根据本实用新型一实施例，所述AlGaN层的厚度为10nm～30nm。

本实用新型的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，得以充分体现。

附图说明

图1示出了本申请半导体外延片的主视结构示意图。

附图标记：10-蓝宝石衬底层，20-缓冲层，21-溅射薄膜层，22-高温AlN缓冲层，23-AlGaN层，24-GaN层，30-GaN主体层。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。