[发明专利]半导体外延结构及其生长方法

权利要求书

1.一种半导体外延结构，其特征在于，包括：

形成于硅或者碳化硅衬底上的氮化物成核层；

形成于所述氮化物成核层上的氮化物层，所述氮化物层包括第一氮化物层和第二氮化物层；

位于所述第一氮化物层和第二氮化物层之间的插入层，所述插入层包括第一插入层和及位于所述第一插入层上方的第二插入层，所述第一插入层为铝镓氮层，所述第二插入层为铝镓氮层或氮化铝层，所述第一插入层中铝的平均含量低于所述第二插入层中铝的平均含量。

2.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述插入层还包括位于所述第二插入层上方的第三插入层，所述第三插入层为铝镓氮层，所述第三插入层中铝的平均含量低于所述第二插入层中铝的平均含量。

3.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第一插入层为氮化镓/铝镓氮超晶格结构。

4.根据权利要求1或2所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第二插入层的厚度大于等于2纳米。

5.根据权利要求1或2所述的半导体外延结构，其特征在于，所述半导体外延结构还包括形成于所述氮化物层上的有源区，所述有源区选自铟镓氮/镓氮多量子阱结构和p型氮化物构成的发光二极管、铝镓氮/氮化镓异质结构成的高电子迁移率晶体管、铝镓铟氮/氮化镓异质结构成的高电子迁移率晶体管、氮化铝/氮化镓异质结构成的高迁移率三极管、氮化镓MOSFET、UV-LED、光电探测器、氢气产生器或太阳能电池。

6.根据权利要求1或2所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第一插入层中铝的平均含量自下而上逐渐增多。

7.根据权利要求2所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第三插入层中铝的平均含量自下而上逐渐减少。

8.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述氮化物成核层为铝镓氮层、铝铟镓氮层、氮化铝层或氮化镓层。

9.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述氮化物层为氮化镓层、铝铟镓氮层或铝镓氮层。

10.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述插入层中掺杂有硅和/或锗，以实现n型掺杂。

11.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述氮化物层中掺杂有硅和/或锗，以实现n型掺杂。

12.一种如权利要求1所述的半导体外延结构的生长方法，其特征在于，包括：

（1）提供硅或者碳化硅衬底；

（2）在所述硅或者碳化硅衬底上生长氮化物成核层；

（3）在所述氮化物成核层上生长第一氮化物层；

（4）在所述第一氮化物层上生长第一插入层；

（5）在所述第一插入层上生长第二插入层；

（6）在所述第二插入层上生长第二氮化物层。

13.根据权利要求12所述的半导体外延结构的生长方法，其特征在于，所述氮化物成核层的生长温度大于等于700℃。

14.根据权利要求12所述的半导体外延结构的生长方法，其特征在于，所述氮化物层的生长温度大于等于700℃。

15.根据权利要求12所述的半导体外延结构的生长方法，其特征在于，所述插入层的生长温度大于等于700℃。