[发明专利]半导体外延结构及其生长方法

权利要求书

1.一种半导体外延结构，其特征在于，包括：

形成于衬底上的成核层；

形成于所述成核层上的氮化物层，所述氮化物层包括第一氮化物层和第二氮化物层；

位于所述第一氮化物层和第二氮化物层之间的插入层，所述插入层包括第一插入层和位于所述第一插入层上方的第二插入层，所述第一插入层为铝镓氮层，所述第二插入层为氮化硅层。

2.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第一插入层的厚度大于等于一个原子层的厚度。

3.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第一插入层中铝的组分大于等于1%。

4.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第一插入层中铝的组分均匀分布，或随着厚度的变化而变化，或是形成多层结构或者超晶格结构。

5.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第二插入层中含有铝元素。

6.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述半导体外延结构还包括形成于所述氮化物层上的有源区，所述有源区选自铟镓氮/镓氮多量子阱结构和p型氮化物构成的发光二极管、铝镓氮/氮化镓异质结构成的高电子迁移率晶体管、铝镓铟氮/氮化镓异质结构成的高电子迁移率晶体管、氮化铝/氮化镓异质结构成的高迁移率三极管、氮化镓MOSFET、UV-LED、光电探测器、氢气产生器或太阳能电池。

7.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述成核层为铝镓氮层、铝铟镓氮层、氮化铝层或氮化镓层。

8.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述氮化物层为氮化镓层、铝铟镓氮层或铝镓氮层。

9.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第一插入层中掺杂有硅或锗，以实现n型掺杂。

10.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述氮化物层中掺杂有硅和/或锗，以实现n型掺杂。

11.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述衬底为蓝宝石、碳化硅、硅、铌酸锂、绝缘衬底硅、氮化镓或氮化铝中的一种。

12.一种如权利要求1所述的半导体外延结构的生长方法，其特征在于，包括：

（1）提供一衬底；

（2）在所述衬底上生长成核层；

（3）在所述成核层上生长第一氮化物层；

（4）在所述第一氮化物层上生长第一插入层；

（5）在所述第一插入层上生长第二插入层；

（6）在所述第二插入层上生长第二氮化物层。