[发明专利]具有夹层结构的厚氮化物半导体结构和制作厚氮化物半导体结构的方法

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

衬底；

在所述衬底上的成核层；

在所述成核层上的组分渐变层；和

在所述组分渐变层上的氮化物半导体材料层；以及

在所述氮化物半导体材料层内被隔开的多个弛豫氮化物夹层，其中所述弛豫氮化物夹层包括铝和镓并且利用n型掺杂剂进行导电掺杂，其中所述氮化物夹层具有10％到90％的镓浓度；

其中包括所述多个氮化物夹层的所述氮化物半导体材料层具有至少2.0μm的总厚度。

2.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述氮化物夹层具有第一晶格常数并且所述氮化物半导体材料具有第二晶格常数，使得所述氮化物半导体材料层在所述多个氮化物夹层中的一个的一侧比在所述多个氮化物夹层中的所述一个的相反侧更多地拉伸应变。

3.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述氮化物半导体材料层具有2.0μm到8.0μm的总厚度。

4.如权利要求3所述的半导体结构，其中所述氮化物半导体材料层无裂缝。

5.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述组分渐变层在与所述氮化物半导体材料层的界面处具有与所述氮化物半导体材料层的材料组分相同的材料组分。

6.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述组分渐变层在与所述成核层的界面处具有与所述成核层的材料组分相同的材料组分。

7.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述组分渐变层在与所述成核层的界面处具有与所述成核层的材料组分不同的材料组分。

8.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述成核层包括AlN，并且其中所述组分渐变层在与所述成核层的界面处具有材料组分Al_xGa_1-xN，其中0＜x＜1。

9.如权利要求8所述的半导体结构，其中x大于0.25并且小于1。

10.如权利要求9所述的半导体结构，其中x为0.7或以上并且小于1。

11.如权利要求10所述的半导体结构，其中x是0.75。

12.如权利要求1所述的半导体结构，进一步包括：

直接在所述弛豫氮化物夹层中的一个上的不连续掩模层。

13.如权利要求12所述的半导体结构，其中所述不连续掩模层包括SiN和/或MgN。

14.如权利要求13所述的半导体结构，其中所述氮化物半导体材料层在所述一夹层下具有第一位错密度并且所述第二层氮化物半导体材料在所述一夹层上具有比所述第一位错密度低的第二位错密度。

15.如权利要求12所述的半导体结构，其中所述不连续掩模层包括BN。

16.如权利要求12所述的半导体结构，进一步包括在所述一氮化物夹层之下的第二不连续掩模层。

17.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述氮化物夹层利用n型掺杂剂以1×10¹⁹cm^-3到1×10²¹cm^-3的浓度进行掺杂。

18.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述氮化物夹层中的至少一个在其中包括多个分立部分，其中所述分立部分具有与所述至少一个氮化物夹层的材料组分不同的材料组分。

19.如权利要求18所述的半导体结构，其中所述至少一个氮化物夹层具有第一带隙并且所述分立部分具有第二带隙，所述第二带隙小于所述第一带隙。

20.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述多个氮化物夹层中的一个具有与所述多个氮化物夹层中的另一个的材料组分和/或掺杂浓度不同的材料组分和/或掺杂浓度。

21.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述多个氮化物夹层的掺杂随着离衬底距离的增加而增加。

22.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述多个氮化物夹层的镓浓度随着离衬底距离的增加而增加。