氮化镓系二极体装置缓冲层结构

摘要

本发明提出一种氮化镓系二极体装置的缓冲层结构。此结构是先利用氮化矽(SixNy, x,y≧0)低温成长第一缓冲层。在此第一缓冲层里，SixNy是形成多个随机分布群聚(Cluster)的遮罩。然后在此第一缓冲层之上，再以低温成长一氮化铝铟镓(AlwInzGa1-w-zN, 0≦w,z<1, w+z≦1)的第二缓冲层。第二缓冲层并非直接成长在第一缓冲层之上，而是以磊晶侧向成长(Epitaxially Lateral Overgrowth, ELOG)方式，由第一缓冲层的SixNy遮罩未遮盖的基板之上开始成长，再满溢越过到第一缓冲层的遮罩上。这种结构可以有效改善知做法的氮化铝或氮化镓缓冲层缺陷密度过高的问题。

主权项

1.一种氮化镓系二极体装置之缓冲层结构,该氮化镓系二极体装置从下而上依序分别包括:一基板,其系由氧化铝单晶(Sapphire)、6H-SiC、4H-SiC、Si、ZnO、GaAs、尖晶石(MgAl2O4)、与一晶格常数接近于氮化物半导体之单晶氧化物之一所制成;一位于该基板之一侧之缓冲层;以及位于该缓冲层之上之氮化镓磊晶结构,其中,该缓冲层进一步包括:一第一缓冲层,位于该基板之上,系由有一特定组成的氮化矽(SiaNb,a,b≧0)所构成,厚度介于5~100之间,包含有复数个随机分布群聚之遮罩;以及一第二缓冲层,由该基板未被该第一缓冲层遮盖之表面往上覆盖于该第一缓冲层之上,系由有一特定组成的氮化铝铟镓(AlcIndGa1-c-dN,0≦c,d<1, c+d≦1)所构成,厚度介于50~400之间。2.如专利申请范围第1项所述之氮化镓系二极体装置之缓冲层结构,其中,该缓冲层进一步包括一第三缓冲层,位于该第二缓冲层之上,系由有一特定组成的氮化矽(SikNo,k,o≧0)所构成,厚度介于5~100之间,包含有复数个随机分布群聚之遮罩。3.一种氮化镓系二极体装置之缓冲层结构,该氮化镓系二极体装置从下而上依序分别包括:一由蓝宝石与碳化矽两者之一所构成之基板;位于该基板之一侧依序堆叠之复数层之缓冲层;以及位于最上层之该缓冲层之上之氮化镓磊晶结构,其中,每一该缓冲层进一步包括:一第一缓冲层,系由有一特定组成的氮化矽(SieNf ,e,f≧0)所构成,厚度介于5~20之间,包含有复数个随机分布群聚之遮罩;以及一第二缓冲层,由未被该第一缓冲层遮盖之表面往上覆盖于该第一缓冲层之上,系由有一特定组成的氮化铝铟镓(AlgInhGa1-g-hN, 0≦g,h<1,g+h≦1)所构成,厚度介于10~100之间。4.如专利申请范围第3项所述之氮化镓系二极体装置之缓冲层结构,其中,该缓冲层进一步包括一第三缓冲层,位于最上层之该第二缓冲层之上,系由有一特定组成的氮化矽(SipNq,p,q≧0)所构成,厚度介于5~100之间,包含有复数个随机分布群聚之遮罩。5.如专利申请范围第3项所述之氮化镓系二极体装置之缓冲层结构,其中,该复数层之缓冲层之层数介于2~10之间。6.如专利申请范围第3项所述之氮化镓系二极体装置之缓冲层结构,其中,该第一缓冲层之各层之组成与厚度不必相同,该第二缓冲层之各层之组成与厚度不必相同。图式简单说明:第一图系依据本发明之氮化镓系二极体装置成长第一缓冲层后之上视示意图。第二图系依据本发明第一实施例之氮化镓系二极体装置之结构示意图。第三图系依据本发明第二实施例之氮化镓系二极体装置之结构示意图。第四图系依据本发明第三实施例之氮化镓系二极体装置之结构示意图。第五图系依据本发明第四实施例之氮化镓系二极体装置之结构示意图。