[发明专利]半导体异质结构

权利要求书

1.一种半导体异质结构，包括

具有第一面内晶格常数a₁的支撑衬底(1)；

在支撑衬底(1)上形成的处于松弛状态的在顶部具有第二面内晶格常数a₂的缓冲结构，以及

在缓冲结构上形成的由非渐变层构成的多层堆叠(20、21)，

其特征在于：所述的非渐变层为应变层，其中所述的应变层包括至少一个处于松弛状态并具有第三面内晶格参数a₃的半导体材料的应变平滑层，其中第三面内晶格常数a₃介于第一和第二晶格常数a₁、a₂之间。

2.根据权利要求1所述的半导体异质结构，其特征在于：上述缓冲结构包括在支撑衬底(1)上形成的至少空间渐变的缓冲层(2)。

3.根据权利要求2所述的半导体异质结构，其特征在于：上述缓冲结构包括在渐变缓冲层(2)上形成的松弛层。

4.根据权利要求3所述的半导体异质结构，其特征在于：上述松弛层是在渐变硅-锗缓冲层上形成的松弛硅-锗层(3)，而且其锗含量对应于渐变硅-锗缓冲层中锗含量的最大值。

5.根据权利要求1所述的半导体异质结构，其特征在于：缓冲结构为锗含量渐增的渐变硅-锗缓冲层，上述多层堆叠(20、21)由硅-锗层交替组成，上述硅-锗层的锗含量介于0％与低于渐变硅-锗缓冲层中最高锗含量的某百分比之间。

6.根据权利要求5所述的半导体异质结构，其特征在于：上述多层堆叠(20、21)由交替的硅-锗平滑层(5、5′、5″、5、5″″)以及应变硅层(4、4′、4″、4、6)构成。

7.根据权利要求1所述的半导体异质结构，其特征在于：上述多层堆叠(20、21)在顶部有应变硅层(6)。

8.根据权利要求4所述的半导体异质结构，其特征在于：上述多层堆叠(20)包括在松弛硅-锗层(3)上形成的第一应变硅层(4)，其中在上述第一应变硅层(4)上形成上述多层堆叠的其它层。

9.根据权利要求4或8所述的半导体异质结构，其特征在于：上述多层堆叠(20、21)包括在松弛硅-锗层(3)或第一应变硅层(4)上形成的第一硅-锗平滑层(5)，其中在上述第一硅-锗平滑层(5)上形成多层堆叠的其它层。

10.根据权利要求6所述的半导体异质结构，其特征在于：上述渐变硅-锗缓冲层的上述最高锗含量约为20％，上述硅-锗平滑层的锗含量约为11％到19.5％。

11.根据权利要求10所述的半导体异质结构，其特征在于：上述多层堆叠中每一个上述的硅-锗平滑层的厚度为大约200到大约600。

12.根据权利要求10或11所述的半导体异质结构，其特征在于：上述多层堆叠中每一个上述的应变硅层的厚度为大约50到大约250。

13.根据权利要求10到12其中之一所述的半导体异质结构，其特征在于：上述多层堆叠(20、21)的厚度为大约1000到大约3400。

14.根据权利要求2所述的半导体异质结构，其特征在于：上述渐变硅-锗缓冲层的上述最高锗含量约为40％。

15.根据权利要求1所述的半导体异质结构，其特征在于：支撑衬底(1)包括硅、蓝宝石、碳化硅或者砷化镓，缓冲结构由属于V-V族、III-V族或者II-VI族单原子合金的原子合金构成。

16.根据权利要求1所述的半导体异质结构，其特征在于：多层堆叠中的非渐变层包括硅、锗、硅-锗、砷化镓、磷化铟、铟砷化镓、氮化铝、氮化铟和/或氮化镓。