【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、诸如二极管、晶体管、光检测器、led和激光器等电子和光电子装置可使用外延半导体结构来控制自由载子的传输，检测光或生成光。宽带隙半导体材料(诸如带隙高于约4ev的那些)可用于一些应用(诸如高功率装置和检测或发射紫外(uv)波长的光的光电子装置)中。
2、例如，uv发光装置(uvled)在医学、医学诊断、水纯化、食品加工、灭菌、无菌包装和深次微米光刻加工中有许多应用。通过在具有高电转换效率的紧凑且轻质的封装(诸如uvled)中递送极短波长的光源，也可实现在生物感测、通信、制药加工工业和材料制造中的新兴应用。通常使用具有所需性质从而实现电子和电洞的电荷载子的空间再结合以发射所需波长的光的半导体来实现极高效率的电能至离散光波长的电光转换。在需要uv光的情况下，几乎排他性地使用形成纤锌矿型晶体结构的镓-铟-铝-氮化物(gainaln)组合物来开发uvled。
3、在另一个示例中，使用高功率rf开关来分离、放大和过滤无线通信系统的收发器中的发送和接收信号。对构成此类rf开关的晶体管装置的要求是能够处理高电压而不会损坏。典型rf开关使用采用具有相对低崩溃电压(例如，低于约3v)的低带隙半导体(例如，si或gaas)的晶体管装置，因此许多晶体管装置被串联连接以耐受所需电压。已使用具有更高崩溃电压的更宽带隙半导体(例如，gan)来使用更少的串联连接的晶体管装置来提高rf开关的最大电压极限。在rf开关中使用更宽带隙半导体(诸如gan)的额外益处是能够简化与微波电路的阻抗匹配。
技术
1、在一些实施方案中，一种半导体结构包括外延氧化物材料。在一些实施方案中，一种半导体结构包括两种或更多种具有不同性质(诸如组成、晶体对称性或带隙)的外延氧化物材料。所述半导体结构可包含一个或多个形成于相容衬底上的外延氧化物层，所述相容衬底具有为所述外延氧化物材料的生长提供适宜模板的面内晶格参数和原子位置。在一些实施方案中，外延氧化物材料中的一种或多种经受应变。在一些实施方案中，外延氧化物材料中的一种或多种被n型或p型掺杂。在一些实施方案中，半导体结构包含具有外延氧化物材料的超晶格。在一些实施方案中，半导体结构包含具有外延氧化物材料的啁啾层。
2、本文所述半导体结构可为诸如以下各者等半导体装置的一部分：波长在红外至深紫外范围的光电子装置、发光二极管、激光二极管、光检测器、太阳能电池、高功率二极管、高功率晶体管、转换器或高电子迁移率晶体管。在一些实施方案中，半导体装置由于其中的外延氧化物材料的性质而具有高崩溃电压。在一些实施方案中，半导体装置使用冲击离子化机制进行载子倍增。
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1.一种包含外延氧化物异质结构的半导体结构，所述半导体结构包含：
2.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述衬底包含MgO、LiF或MgAl2O4。
3.如权利要求1至2中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层包含MgAl2O4。
4.如权利要求1至3中任一项所述的半导体结构，其中所述第二外延氧化物层包含NiAl2O4。
5.如权利要求1至2中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层包含(Mgy1Zn1-y1)Al2O4并且所述第二外延氧化物层包含(Nix1Zn1-x1)Al2O4。
6.如权利要求1至5中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个具有立方晶体对称性。
7.如权利要求1至6中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个经受应变。
8.如权利要求1至7中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个被n型或p型掺杂。
9.如权利要求1至8中任
10.如权利要求1至8中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层是啁啾层的层，所述层包含层厚度在整个所述啁啾层中变化的交替层。
11.一种发射波长为150nm至280nm的光的发光二极管(LED)，所述发光二极管包含如权利要求1至10中任一项所述的半导体结构。
12.一种发射波长为150nm至280nm的光的激光器，所述激光器包含如权利要求1至10中任一项所述的半导体结构。
13.一种射频(RF)开关，所述射频开关包含如权利要求1至10中任一项所述的半导体结构。
14.一种高电子迁移率晶体管(HEMT)，所述高电子迁移率晶体管包含如权利要求1至10中任一项所述的半导体结构。
15.一种包含外延氧化物异质结构的半导体结构，所述半导体结构包含：
16.如权利要求15所述的半导体结构，其中所述衬底包含MgO、LiF或MgAl2O4。
17.如权利要求15至16中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层包含Ni2GeO4。
18.如权利要求15至17中任一项所述的半导体结构，其中所述第二外延氧化物层包含Mg2GeO4。
19.如权利要求15至16中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层包含(Nix1Mgy1)2GeO4并且所述第二外延氧化物层包含(Mgy1Zn1-x1-y1)2GeO4。
20.如权利要求15至19中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个具有立方晶体对称性。
21.如权利要求15至20中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个经受应变。
22.如权利要求15至21中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个被n型或p型掺杂。
23.如权利要求15至22中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层是超晶格的单位晶胞层。
24.如权利要求15至22中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层是啁啾层的层，所述层包含层厚度在整个所述啁啾层中变化的交替层。
25.一种发射波长为150nm至280nm的光的发光二极管(LED)，所述发光二极管包含如权利要求15至24中任一项所述的半导体结构。
26.一种发射波长为150nm至280nm的光的激光器，所述激光器包含如权利要求15至24中任一项所述的半导体结构。
27.一种射频(RF)开关，所述射频开关包含如权利要求15至24中任一项所述的半导体结构。
28.一种高电子迁移率晶体管(HEMT)，所述高电子迁移率晶体管包含如权利要求15至24中任一项所述的半导体结构。
29.一种包含外延氧化物异质结构的半导体结构，所述半导体结构包含：
30.如权利要求29所述的半导体结构，其中所述衬底包含MgO、LiF或MgAl2O4。
31.如权利要求29至30中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层包含MgGa2O4或MgAl2O4。
32.如权利要求29至31中任一项所述的半导体结构，其中所述第二外延氧化物层包含Ni2...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种包含外延氧化物异质结构的半导体结构，所述半导体结构包含：
2.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述衬底包含mgo、lif或mgal2o4。
3.如权利要求1至2中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层包含mgal2o4。
4.如权利要求1至3中任一项所述的半导体结构，其中所述第二外延氧化物层包含nial2o4。
5.如权利要求1至2中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层包含(mgy1zn1-y1)al2o4并且所述第二外延氧化物层包含(nix1zn1-x1)al2o4。
6.如权利要求1至5中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个具有立方晶体对称性。
7.如权利要求1至6中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个经受应变。
8.如权利要求1至7中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个被n型或p型掺杂。
9.如权利要求1至8中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层是超晶格的单位晶胞层。
10.如权利要求1至8中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层是啁啾层的层，所述层包含层厚度在整个所述啁啾层中变化的交替层。
11.一种发射波长为150nm至280nm的光的发光二极管(led)，所述发光二极管包含如权利要求1至10中任一项所述的半导体结构。
12.一种发射波长为150nm至280nm的光的激光器，所述激光器包含如权利要求1至10中任一项所述的半导体结构。
13.一种射频(rf)开关，所述射频开关包含如权利要求1至10中任一项所述的半导体结构。
14.一种高电子迁移率晶体管(hemt)，所述高电子迁移率晶体管包含如权利要求1至10中任一项所述的半导体结构。
15.一种包含外延氧化物异质结构的半导体结构，所述半导体结构包含：
16.如权利要求15所述的半导体结构，其中所述衬底包含mgo、lif或mgal2o4。
17.如权利要求15至16中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层包含ni2geo4。
18.如权利要求15至17中任一项所述的半导体结构，其中所述第二外延氧化物层包含mg2geo4。
19.如权利要求15至16中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层包含(nix1mgy1)2geo4并且所述第二外延氧化物层包含(mgy1zn1-x1-y1)2geo4。
20.如权利要求15至19中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个具有立方晶体对称性。
21.如权利要求15至20中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个经受应变。
22.如权利要求15至21中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个被n型或p型掺杂。
23.如权利要求15至22中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层是超晶格的单位晶胞层。
24.如权利要求15至22中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层是啁啾层的层，所述层包含层厚度在整个所述啁啾层中变化的交替层。
25.一种发射波长为150nm至280nm的光的发光二极管(led)，所述发光二极管包含如权利要求15至24中任一项所述的半导体结构。
26.一种发射波长为150nm至280nm的光的激光器，所述激光器包含如权利要求15至24中任一项所述的半导体结构。
27.一种射频(rf)开关，所述射频开关包含如权利要求15至24中任一项所述的半导体结构。
28.一种高电子迁移率晶体管(hemt)，所述高电子迁移率晶体管包含如权利要求15至24中任一项所述的半导体结构。
29.一种包含外延氧化物异质结构的半导体结构，所述半导体结构包含：
30.如权利要求29所述的半导体结构，其中所述衬底包含mgo、lif或mgal2o4。
31.如权利要求29至30中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层包含mgga2o4或mgal2o4。
32.如权利要求29至31中任一项所述的半导体结构，其中所述第二外延氧化物层包含ni2geo4或mg2geo4。
33.如权利要求29至30中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层包含(mgx1)(aly1ga1-y1)2o4并且所述第二外延氧化物层包含(nix2mgy2)2geo4。
34.如权利要求29至33中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个具有立方晶体对称性。
35.如权利要求29至34中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个经受应变。
36.如权利要求29至35中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层中的至少一个被n型或p型掺杂。
37.如权利要求29至36中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层是超晶格的单位晶胞层。
38.如权利要求29至36中任一项所述的半导体结构，其中所述第一外延氧化物层和所述第二外延氧化物层是啁啾层的层，所述层包含层厚度在整个所述啁啾层中变化的交替层。
39.一种发射波长为150nm至280nm的光的发光二极管(led)，所述发光二极管包含如权利要求29至38中任一项所述的半导体结构。
40.一种发射波长为150nm至280nm的光的激光器，所述激光器包含如权利要求29至38中任一项所述的半导体结构。
41.一种射频(rf)开关，所述射频开关包含如权利要求29至38中...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·阿塔纳科维奇，
申请(专利权)人：斯兰纳UV科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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