[发明专利]半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

硅衬底；

初始缓冲层，布置在所述硅衬底上并包括氮化铝AlN；

器件层，布置在所述初始缓冲层上并包括半导体化合物；

过渡层，布置在所述初始缓冲层和所述器件层之间；以及

至少一中间层，布置在所述过渡层和所述器件层之间，其中，所述中间层包括第一中间层以及布置在所述第一中间层和所述器件层之间的第二中间层，

其中所述硅衬底的硅晶格直接接触所述初始缓冲层的晶格，

其中，所述初始缓冲层包括沉积在所述硅衬底上的超薄Al薄膜和位于所述Al薄膜上的AlN层，并且所述硅衬底的所述硅晶格直接接触所述初始缓冲层的所述Al薄膜的晶格，

其中，所述过渡层包括多个AlN/Al_xGa_1-xN超晶格单元层，所述AlN超晶格层是底层并且所述Al_xGa_1-xN超晶格层是叠置在所述AlN超晶格层上的顶层，其中满足0<x<1，

其中，所述第一中间层与所述Al_xGa_1-xN超晶格层直接接触且包含非掺杂GaN，所述第二中间层与所述器件层直接接触且包含Al_yGa_1-yN，其中0<y<1。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述初始缓冲层具有(002)晶面作为主平面。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述初始缓冲层具有600arcsec至1000arcsec的半高宽度FWHM。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述初始缓冲层的粗糙度为0.1nm至0.3nm的均方根。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述初始缓冲层具有50nm至300nm的厚度。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，AlN/Al_xGa_1-xN超晶格单元层中的x值随着离所述初始缓冲层距离的增加而逐渐减小。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，在所述初始缓冲层和所述硅衬底之间不存在SiN。

8.一种半导体器件的制造方法，所述方法包括：

在硅衬底上形成初始缓冲层；以及

在所述初始缓冲层上形成器件层，

其中形成所述初始缓冲层包括：

在反应室将所述硅衬底加热到第一温度；

将所述反应室的内部温度减少到第二温度，所述第二温度低于所述第一温度；

在所述第二温度于所述反应室内流动包含Al的第一气体一第一预定时间段以在所述硅衬底上形成超薄Al膜；以及

在经过所述第一预定时间段之后，将包括氮的第二气体连同所述第一气体流动一第二预定时间段以在所述Al膜上形成AlN层，所述反应室的所述内部温度在所述第二预定时间段被增加到高于所述第二温度的第三温度，

其中在所述第二预定时间段的所述第一气体的流动量大于在所述第一预定时间段的所述第一气体的流动量，

其中所述第一温度是1050℃至1150℃，

其中所述第二温度是750℃至850℃，并且

其中所述第一预定时间段是5秒至15秒。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括，在所述反应室的所述内部温度被减小到所述第二温度之后，且在所述第一气体被流动之前，将所述反应室的所述内部温度保持在所述第二温度。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二温度与所述第三温度之间的差是200℃到300℃。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一气体与所述第二气体的供应比率是1：100到1：1500。