【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及基于氮化物的半导体器件。更具体地，本公开涉及一种具有不同的v/iii比以提高外延生长质量的基于氮化物的半导体器件。
技术介绍
1、近年来，对高电子迁移率晶体管(hemt)的深入研究非常普遍，特别是对于高功率开关和高频应用。基于iii族氮化物的hemt利用两种不同带隙材料之间的异质结界面形成类量子阱结构，可容纳二维电子气(2deg)区域，满足高功率/频率器件的需求。除hemt之外，具有异质结构的器件的示例还包括异质结双极晶体管(hbt)、异质结场效应晶体管(hfet)和调制掺杂场效应管(modfet)。
技术实现思路
1、根据本公开的一个方面，提供了一种半导体器件。半导体器件包括：第一基于iii-v族氮化物的层、第二基于iii-v族氮化物的层、基于氮化物的半导体层和基于氮化物的晶体管。第一基于iii-v族氮化物的层通过应用第一v/iii比率设置在衬底上。第一基于iii-v族氮化物的层具有第一浓度的iii族元素。通过应用小于第一v/iii比率的第二v/iii比率将第二基于iii-v族氮化物的层设置在第一基于iii-v族氮化物的层上。第二基于iii-v族氮化物的层具有小于第一浓度的iii族元素的第二浓度。第二浓度沿着远离第一基于iii-v族氮化物的层的方向减小，使得第一浓度的第一方差小于第二浓度的第二方差。基于氮化物的半导体层设置在第二基于iii-v族氮化物的层上。基于氮化物的晶体管设置在所述基于氮化物的半导体层上。
2、根据本公开的一个方面，提供了一种基于氮化物的
3、根据本公开的一个方面，提供了一种基于氮化物的半导体器件。基于氮化物的半导体器件包括：第一基于iii-v族氮化物的层、第二基于iii-v族氮化物的层、基于氮化物的半导体层和基于氮化物的晶体管。第一基于iii-v族氮化物的层通过应用第一v/iii比率设置在衬底上。第一基于iii-v族氮化物的层具有第一浓度的iii族元素。通过应用小于第一v/iii比率的第二v/iii比率将第二基于iii-v族氮化物的层设置在第一基于iii-v族氮化物的层上。第二基于iii-v族氮化物的层具有小于第一浓度的iii族元素的第二浓度。第二浓度沿着远离第一基于iii-v族氮化物的层的方向减小。所述第二基于iii-v族氮化物的层内每单位厚度的第二浓度的变化程度大于所述第一基于iii-v族氮化物的层内每单位厚度的第一浓度的变化程度。基于氮化物的半导体层设置在第二基于iii-v族氮化物的层上。基于氮化物的晶体管设置在所述基于氮化物的半导体层上。
4、通过上述配置，可以形成缓冲层，其具有以不同的v/iii比率生长的基于iii-v族氮化物的子层。缓冲层的底部可以通过应用高iii-v比率来形成，并且缓冲层的顶部可以通过应用低iii-v比率来形成。如此，缓冲层的底部可以减少结构内部的裂纹，并且缓冲层的顶部可以生长以修复缓冲层的底部的表面缺陷。而且，这样的iii-v比率设置可以使缓冲层具备生长沟道层的条件。
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1.一种基于氮化物的半导体器件，包括：
2.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二基于III-V族氮化物的层内每单位厚度的所述第二浓度的变化程度不同。
3.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二基于III-V族氮化物的层具有第一部分和比所述第一部分更远离所述第一基于III-V族氮化物的层的第二部分；其中，所述第一部分内每单位厚度的所述第二浓度的变化程度比所述第二部分内每单位厚度的所述第二浓度的变化程度平滑。
4.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二基于III-V族氮化物的层内每单位厚度的所述第二浓度的变化程度大于所述第一基于III-V族氮化物的层内每单位厚度的所述第一浓度的变化程度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二浓度从高到低逐渐变化，并且所述第二基于III-V族氮化物的层内每单位厚度的所述第二浓度的变化曲线为连续的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，在所述
7.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第一V/III比率等于或大于7000。
8.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二V/III比率等于或小于200。
9.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，还包括：
10.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二基于III-V族氮化物的层内每单位厚度的所述第二浓度的变化程度大于所述第三基于III-V族氮化物的层内每单位厚度的所述第三浓度的变化程度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二浓度沿远离所述第一基于III-V族氮化物的层的方向严格减小。
12.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，还包括设置在所述第二基于III-V族氮化物的层上并与所述第二基于III-V族氮化物的层接触的基于Ga的过渡层；其中，所述基于Ga的过渡层的镓浓度沿远离所述第二基于III-V族氮化物的层的方向增加。
13.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第一基于III-V族氮化物的层的厚度大于所述第二基于III-V族氮化物的层的厚度。
14.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第一基于III-V族氮化物的层和所述第二基于III-V族氮化物的层中的每一个均包含氮化铝(AlN)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述基于氮化物的半导体层包括氮化镓(GaN)、氮化铝镓(AlGaN)或其组合。
16.一种基于氮化物的半导体器件的制造方法，包括：
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一V/III比率等于或大于7000。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第二V/III比率等于或小于200。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一基于III-V族氮化物的层和所述第二基于III-V族氮化物的层中的每一个均包含氮化铝(AlN)。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基于氮化物的半导体层包括氮化镓(GaN)、氮化铝镓(AlGaN)或其组合。
21.一种基于氮化物的半导体器件，包括：
22.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第一基于III-V族氮化物的层的厚度大于所述第二基于III-V族氮化物的层的厚度。
23.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二基于III-V族氮化物的层具有第一部分和比所述第一部分更远离所述第一基于III-V族氮化物的层的第二部分；其中，所述第一部分内每单位厚度的所述第二浓度的变化程度比所述第二部分内每单位厚度的所述第二浓度的变化程度平滑。
24.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，在所述第一基于III-V族氮化物的层的厚度内所述第一浓度的最大差值小于，在所述第二基于III-V族氮化物的层的厚度内所述第二浓度的最大差值。
25.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种基于氮化物的半导体器件，包括：
2.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二基于iii-v族氮化物的层内每单位厚度的所述第二浓度的变化程度不同。
3.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二基于iii-v族氮化物的层具有第一部分和比所述第一部分更远离所述第一基于iii-v族氮化物的层的第二部分；其中，所述第一部分内每单位厚度的所述第二浓度的变化程度比所述第二部分内每单位厚度的所述第二浓度的变化程度平滑。
4.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二基于iii-v族氮化物的层内每单位厚度的所述第二浓度的变化程度大于所述第一基于iii-v族氮化物的层内每单位厚度的所述第一浓度的变化程度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二浓度从高到低逐渐变化，并且所述第二基于iii-v族氮化物的层内每单位厚度的所述第二浓度的变化曲线为连续的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，在所述第一基于iii-v族氮化物的层的厚度内所述第一浓度的最大差值小于，在所述第二基于iii-v族氮化物的层的厚度内所述第二浓度的最大差值。
7.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第一v/iii比率等于或大于7000。
8.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二v/iii比率等于或小于200。
9.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，还包括：
10.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二基于iii-v族氮化物的层内每单位厚度的所述第二浓度的变化程度大于所述第三基于iii-v族氮化物的层内每单位厚度的所述第三浓度的变化程度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，其中，所述第二浓度沿远离所述第一基于iii-v族氮化物的层的方向严格减小。
12.根据前述权利要求中任一项所述的基于氮化物的半导体器件，还包括设置在所述第二基于iii-v族氮化物的层上并与所述第二基于iii-v族氮化物的层接触的基于ga的过渡层；其中，所述基于ga的过渡层的镓...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴芃逸，李传纲，吴媛瑜，
申请(专利权)人：英诺赛科苏州半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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