[发明专利]氮化物半导体元件和氮化物半导体晶片

权利要求书

1.一种氮化物半导体元件，包括：

基础层，包括AlN缓冲层，所述基础层具有主表面；

功能层，包括氮化物半导体；以及

堆叠体，提供在所述主表面与所述功能层之间，所述堆叠体包括第一堆叠中间层，所述第一堆叠中间层包括：

第一GaN中间层，提供在所述基础层上；

Al_x1Ga_1-x1N(0<x1≤1)的第一高Al成分层，提供在所述第一GaN中间层上；以及

Al_y1Ga_1-y1N(0<y1<1且y1<x1)的第一低Al成分层，提供在所述第一高Al成分层上，压缩应变施加到所述第一低Al成分层，

无应变的GaN具有沿着平行于所述主表面的第一轴的第一晶格间距，

所述Al_x1Ga_1-x1N(0<x1≤1)在无应变时具有沿所述第一轴的第二晶格间距，

所述第一高Al成分层具有沿所述第一轴的第三晶格间距，并且

所述第一低Al成分层的Al成分比不大于：在所述第一晶格间距与所述第三晶格间距之间的差的绝对值和在所述第一晶格间距与所述第二晶格间距之间的差的绝对值的比。

2.根据权利要求1所述的元件，进一步包括GaN层，提供在所述堆叠体与所述功能层之间。

3.根据权利要求1所述的元件，其中，

所述堆叠体进一步包括第二堆叠中间层，所述第二堆叠中间层提供在所述第一堆叠中间层与所述功能层之间，

所述第二堆叠中间层包括：

第二GaN中间层，提供在所述第一堆叠中间层上，

Al_x2Ga_1-x2N(0<x2≤1)的第二高Al成分层，提供在所述第二GaN中间层上，以及

Al_y2Ga_1-y2N(0<y2<1且y2<x2)的第二低Al成分层，提供在所述第二高Al成分层上，压缩应变施加到所述第二低Al成分层；并且

所述Al_x2Ga_1-x2N(0<x2≤1)在无应变时具有沿所述第一轴的第四晶格间距，

所述第二高Al成分层具有沿所述第一轴的第五晶格间距，并且

所述第二低Al成分层的Al成分比不大于：在所述第一晶格间距与所述第五晶格间距之间的差的绝对值和在所述第一晶格间距与所述第四晶格间距之间的差的绝对值的比。

4.根据权利要求3所述的元件，其中，所述第二GaN中间层的厚度比所述第一GaN中间层的厚度厚。

5.根据权利要求1所述的元件，其中，所述第一低Al成分层的Al成分比不小于在所述第一晶格间距与所述第三晶格间距之间的差的绝对值和在所述第一晶格间距与所述第二晶格间距之间的差的绝对值的比的35%。

6.根据权利要求1所述的元件，其中，

所述第三晶格间距大于所述第二晶格间距。

7.根据权利要求1所述的元件，其中，

沿所述第一GaN中间层的所述第一轴的晶格间距小于所述第一晶格间距。

8.根据权利要求1所述的元件，进一步包括衬底，

所述基础层设置在所述衬底与所述堆叠体之间。

9.根据权利要求1所述的元件，其中，所述第一高Al成分层的厚度、所述第一低Al成分层的厚度和所述第一GaN中间层的厚度的总和不小于50nm且不大于2000nm。

10.根据权利要求1所述的元件，其中，所述第一GaN中间层包括δ-掺杂层，所述δ-掺杂层提供在所述GaN中间层的所述高Al成分层一侧上的表面上，并且所述δ-掺杂层包括Si。

11.根据权利要求10所述的元件，其中，所述δ-掺杂层中的Si浓度不小于7×10¹⁹cm^-3且不大于5×10²⁰cm^-3。