[实用新型]一种晶体外延结构

说明书

本实用新型涉及半导体器件领域，公开了一种晶体外延结构，包括：衬底，具有相对的第一表面和第二表面；晶格匹配层和第二晶格失配层，依次设置在所述第一表面上；第一晶格失配层，设置在所述第二表面上；所述第一晶格失配层、所述衬底以及所述第二晶格失配层的晶格常数单调递增或单调递减。本实用新型中第一晶格失配层的形成有效改变了衬底和晶格匹配层的应变状态，从而有效减弱了第二晶格失配层形成时所产生的应变，抑制了位错的产生，提高了晶体外延结构的质量，进而提高半导体器件性能。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件领域，具体涉及一种晶体外延结构。

背景技术

外延生长是指在具有一定结晶取向的晶体表面上延伸出并按一定晶体学方向生长单晶薄膜的方法。外延生长可用于生长组分或者杂质分布陡变或渐变的同质、异质外延层薄膜。外延技术的发展对于提高半导体材料质量和器件性能，对于新材料、新器件的开发都具有重要的意义。

近年来，随着化合物半导体器件性能发展的需要，在衬底上生长晶格失配的高质量外延层结构的需求变得越来越迫切。传统的外延生长方式是直接在衬底正面生长晶格失配结构，由于晶格常数不匹配，外延材料层必然会发生应变，应变最终需要通过位错来消除，但位错的出现会显著降低材料的质量和器件的性能。

因此，如何消除不匹配外延材料生长时的应变，对于降低位错密度，提高晶格失配结构的晶体质量，尤为重要。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题是如何消除不匹配外延材料生长时的应变。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供了一种晶体外延结构，包括：

衬底，具有相对的第一表面和第二表面；

晶格匹配层和第二晶格失配层，依次设置在所述第一表面上；

第一晶格失配层，设置在所述第二表面上；

所述第一晶格失配层、所述衬底以及所述第二晶格失配层的晶格常数单调递增或单调递减。

可选地，所述第一晶格失配层包括晶格渐变层和晶格稳定层。

可选地，所述第二晶格失配层包括晶格过渡层和晶格失配功能层。

可选地，所述晶格匹配层包括依次堆叠设置的第一子电池层、第一隧穿结、第二子电池层以及第二隧穿结。

可选地，所述第一表面和所述晶格匹配层之间还依次设置有缓冲层和腐蚀剥离层。

可选地，所述衬底的厚度为300μm。

可选地，所述衬底为抛光面。

本实用新型的技术方案，具有如下优点：

本实用新型提供的晶体外延结构，通过在衬底的第二表面设置第一晶格失配层，有效改变了衬底和晶格匹配层的应变状态，从而有效减弱了第二晶格失配层形成时所产生的应变，抑制了位错的产生，提高了晶体外延结构的质量，进而提高半导体器件性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的衬底的结构示意图；

图2为本实用新型提供的在衬底上形成晶格匹配层后的晶体外延结构示意图；

图3为本实用新型提供的在衬底第二表面形成第一晶格失配层后的晶体外延结构示意图；