[发明专利]GaN膜结构及其制造方法和包括其的半导体器件

权利要求书

1.一种氮化镓(GaN)膜结构，包括：

基板；

设置在所述基板上的至少两个支撑件；

第一缓冲层，配置为在所述至少两个支撑件上延伸；

电极层，设置在所述第一缓冲层上；

第二缓冲层，设置在所述电极层上；以及

GaN薄层，设置在所述第二缓冲层上，

其中所述至少两个支撑件在所述基板与所述第一缓冲层之间定义至少一个气体腔。

2.根据权利要求1所述的结构，其中所述第一缓冲层包括铝氮化物(AlN)或硅氮化物(SiN_X)。

3.根据权利要求1所述的结构，其中所述电极层包含钼(Mo)、钛(Ti)、钌(Ru)、铬氮化物(CrN)或钽氮化物(TaN)。

4.根据权利要求1所述的结构，其中所述第二缓冲层包含铝氮化物(AlN)。

5.根据权利要求1所述的结构，还包括插置在所述第二缓冲层与所述GaN薄层之间的应变补偿层。

6.根据权利要求5所述的结构，还包含插置在所述应变补偿层与所述GaN薄层之间的GaN缓冲层。

7.一种包括权利要求1所述的GaN膜结构的半导体器件。

8.一种半导体发光器件，包括：

基板；

设置在所述基板上的至少两个支撑件；

第一缓冲层，配置为在所述至少两个支撑件上延伸；

下电极层，设置在所述第一缓冲层上；

第二缓冲层，设置在所述下电极层上；

n-GaN层，设置在所述第二缓冲层上；

有源层，设置在所述n-GaN层上；

P-GaN层，设置在所述有源层上；以及

P-电极层，设置在所述p-GaN层上，

其中所述至少两个支撑件在所述基板与所述第一缓冲层之间定义至少一个气体腔。

9.根据权利要求8所述的器件，其中所述下电极层的一部分通过移除部分的所述第二缓冲层、所述n-GaN层、所述有源层、所述p-GaN以及所述p-电极层而被暴露。

10.一种半导体压电传感器，包括：

基板；

设置在所述基板上的至少两个支撑件；

第一缓冲层，配置为在所述至少两个支撑件上延伸；

下电极层，设置在所述第一缓冲层上；

第二缓冲层，设置在所述下电极层上；

氮化镓(GaN)薄层，设置在所述第二缓冲层上；以及

上电极层，设置在所述GaN薄层上，

其中所述至少两个支撑件在所述基板与所述第一缓冲层之间定义至少一个气体腔。

11.一种制造半导体器件的方法，包括：

在基板上形成牺牲层；

在所述牺牲层上形成第一缓冲层；

在所述第一缓冲层上形成电极层；

在所述电极层上形成第二缓冲层；

部分地蚀刻所述牺牲层，从而形成配置为支撑所述第一缓冲层的至少两个支撑件，并且形成在所述基板与所述第一缓冲层之间的至少一个空腔；以及

在所述第二缓冲层上形成氮化镓(GaN)薄层。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一缓冲层包含铝氮化物(AlN)或硅氮化物(SiN_X)。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述电极层包含Mo、Ti、Ru、CrN或TaN。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二缓冲层包含铝氮化物(AlN)。

15.根据权利要求11所述的方法，在形成所述GaN薄层之前，还包括在所述第二缓冲层上形成应变补偿层。

16.根据权利要求15所述的方法，在形成GaN薄层之前，还包括在所述应变补偿层上形成GaN缓冲层。

17.根据权利要求11所述的方法，其中形成在所述第二缓冲层上的所述GaN薄层是n-GaN薄层，

该方法还包括：

在所述n-GaN薄层上形成有源层；

在所述有源层上形成p-GaN薄层；以及

在所述p-GaN薄层上形成p-电极层。