[发明专利]含氮半导体元件

说明书

本发明提供了一种含氮半导体元件，其包括基板、第一氮化铝镓缓冲层、第二氮化铝镓缓冲层以及半导体堆叠层。第一氮化铝镓缓冲层设置于基板上，而第二氮化铝镓缓冲层设置于第一氮化铝镓缓冲层上。第一氮化铝镓缓冲层的化学通式为Al_xGa_1‑xN，其中0≦x≦1。第一氮化铝镓缓冲层掺杂有浓度超过5×10¹⁷cm^‑3的氧与浓度超过5×10¹⁷cm^‑3的碳的二者至少其中之一。第二氮化铝镓缓冲层的化学通式为Al_yGa_1‑yN，其中0≦y≦1。半导体堆叠层设置于第二氮化铝镓缓冲层上。

本发明专利申请是申请日为2017年9月19日，申请号为201710851654.9的名为“含氮半导体元件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是有关于一种半导体元件，且特别是有关于一种含氮半导体元件。

背景技术

在一般的半导体元件中，为了增加电子电洞结合的机率以及提高电子阻障，会在主动层与P型半导体层之间设置氮化铝铟镓(Al_xIn_yGa_1-x-yN)的含氮四元半导体层。然而，由于氮化镓材质或氮化铝镓材质的半导体层的晶格与基板的晶格差异，往往会造成半导体层的磊晶质量降低。因此，如何有效改善含氮半导体层的磊晶质量仍是急需改善的问题之一。

发明内容

本发明提供一种含氮半导体元件，其具有良好的磊晶质量。

本发明的实施例的含氮半导体元件包括基板、第一氮化铝镓(Aluminum GalliumNitride,简称AlGaN)缓冲层、第二氮化铝镓缓冲层以及半导体堆叠层。第一氮化铝镓缓冲层设置于基板上，且第一氮化铝镓缓冲层的化学通式为Al_xGa_1-xN，其中0≦x≦1。第一氮化铝镓缓冲层掺杂有浓度超过5×10¹⁷cm^-3的氧与浓度超过浓度超过5×10¹⁷cm^-3的碳的二者至少其中之一。第二氮化铝镓缓冲层设置于第一氮化铝镓缓冲层上，且第二氮化铝镓缓冲层的化学通式为Al_yGa_1-yN，其中0≦y≦1。半导体堆叠层设置于第二氮化铝镓缓冲层上。

在本发明的一实施例中，上述的基板的材料包括蓝宝石、硅或碳化硅。

在本发明的一实施例中，当上述的基板的材料为蓝宝石时，基板连接第一氮化铝镓缓冲层的表面为一图案化表面。当基板的材质为硅或碳化硅时，基板连接第一氮化铝镓缓冲层的表面为一平滑表面。

在本发明的一实施例中，上述的第一氮化铝镓缓冲层的厚度落在1纳米至100纳米的范围。

在本发明的一实施例中，上述的第一氮化铝镓缓冲层的化学通式中的x值大于第二氮化铝镓缓冲层的化学通式中的y值。

在本发明的一实施例中，上述的含氮半导体元件更包括第三氮化铝镓缓冲层，而第三氮化铝镓缓冲层的化学通式为Al_zGa_1-zN，其中0≦z≦1。第三氮化铝镓缓冲层设置于第一氮化铝镓缓冲层以及第二氮化铝镓缓冲层之间，且第一氮化铝镓缓冲层中的铝浓度大于第三氮化铝镓缓冲层中的铝浓度。

在本发明的一实施例中，上述的第三氮化铝镓缓冲层的厚度落在1纳米至100纳米的范围。