[发明专利]一种P型氮化物外延结构、制备方法及半导体器件

权利要求书

1.一种P型氮化物外延结构，其特征在于：包括：

衬底；以及

依次生长于所述衬底上的U型氮化物层、P型氮化物前置层和P型氮化物复合层；

其中，所述P型氮化物前置层为轻掺杂Mg的氮化物层；

所述P型氮化物复合层包括呈周期性结构的非掺氮化物层、共掺低受主层和镁掺杂并入层，单个周期中的非掺氮化物层、共掺低受主层和镁掺杂并入层依次生长；所述镁掺杂并入层为重掺杂Mg的氮化物层；

所述共掺低受主层为掺Si的氮化铟层。

2.如权利要求1所述的一种P型氮化物外延结构，其特征在于：所述P型氮化物前置层的厚度为0.5um-1.5um，所述P型氮化物前置层中Mg的掺杂浓度为1E18cm^-3-1E19cm^-3，所述镁掺杂并入层中Mg的掺杂浓度大于所述P型氮化物前置层中Mg的掺杂浓度。

3.如权利要求1所述的一种P型氮化物外延结构，其特征在于：所述氮化铟层中掺入Si的掺杂浓度为1E17cm^-3-1E18cm^-3。

4.如权利要求1所述的一种P型氮化物外延结构，其特征在于：所述镁掺杂并入层中掺入Mg的掺杂浓度为1E20cm^-3-1E21cm^-3。

5.如权利要求1-4中任一项所述的一种P型氮化物外延结构，其特征在于：所述周期性结构的周期为20-300个。

6.一种P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在衬底上生长U型氮化物层；

S2、在U型氮化物层上生长P型氮化物前置层，其中，P型氮化物前置层中轻掺杂Mg；

S3、通入氨气，在P型氮化物前置层上生长P型氮化物复合层；

S4、通入氮气退火激活，形成P型氮化物外延结构；

其中，生长所述P型氮化物复合层包括以下步骤：

S31、通入氮化物金属源，生长非掺氮化物层；

S32、关闭氮化物金属源，通入铟源和硅源，在非掺氮化物层上生长共掺低受主层，其中，所述共掺低受主层为掺Si的氮化铟层；

S33、关闭铟源和硅源，通入镁源，在共掺低受主层上生长镁掺杂并入层，其中，所述镁掺杂并入层为重掺杂Mg的氮化物层；

S34、循环步骤S31-S33，在所述P型氮化物前置层上形成呈周期性结构的非掺氮化物层、共掺低受主层和镁掺杂并入层，单个周期中的非掺氮化物层、共掺低受主层和镁掺杂并入层依次生长。

7.如权利要求6所述的一种P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：所述P型氮化物前置层的生长厚度为0.5um-1.5um，所述P型氮化物前置层中Mg的掺杂浓度为1E18cm^-3-1E19cm^-3，所述镁掺杂并入层中Mg的掺杂浓度大于所述P型氮化物前置层中Mg的掺杂浓度。

8.如权利要求6所述的一种P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：所述P型氮化物复合层的生长温度为900℃-1050℃，其中，所述共掺低受主层的生长温度低于所述非掺氮化物层的生长温度。

9.如权利要求6所述的一种P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：所述非掺氮化物层的生长时间为10s-20s，所述共掺低受主层的生长时间为1s-10s，所述镁掺杂并入层的生长时间为1s-10s。

10.如权利要求6所述的一种P型氮化物外延结构的制备方法，其特征在于：所述氮化铟层中掺入Si的掺杂浓度为1E17cm^-3-1E18cm^-3，且所述步骤S32中通入铟源和氮化物金属源的摩尔比至少为2。