CN211125657U - 一种半导体结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种半导体结构，该半导体结构包括：支撑层；分布于所述支撑层上的图形化氮化物外延层，所述图形化氮化物外延层中的图形结构彼此分离设置，并在支撑层水平方向上分布；第一电极，所述第一电极与图形化氮化物外延层相接触；第二电极，所述第二电极与支撑层相接触。本申请的半导体结构通过引入图形化外延层，在外延层厚度增大时可以大大减少应力，避免了外延层翘曲甚至龟裂，显著增加外延层生长的厚度。

Description

一种半导体结构

技术领域

本申请涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种半导体结构。

背景技术

由于硅材料和氮化物之间有巨大的晶格失配和热失配，在硅衬底上生长氮化镓外延膜十分困难。首先需要生长氮化铝来阻止镓原子和硅衬底之间的反应，在氨气氛围内镓原子会起到刻蚀硅衬底的作用。另外，氮化镓在硅衬底上的浸润很差，非常困难得到均匀连续的氮化镓外延膜。所以，生长高质量的氮化铝成核层，是在硅衬底上生长氮化镓半导体器件必不可少的先决条件。在氮化铝成核层的帮助下，可以在硅衬底上生长均匀连续表面光洁的氮化镓外延膜。但是，由于氮化镓的热膨胀系数大概是硅衬底的两倍，所以在高温条件下生长氮化镓材料后，在冷却过程中就会产生巨大的张应力。当氮化镓外延膜的厚度超过临界值后(比如说一个微米)，整个外延膜就会产生龟裂和翘曲。

传统方法虽然可以从一定程度上缓解不同外延层之间的晶格失配，但是随着外延层厚度的增加，不同外延层之间的晶格失配会累积并逐渐扩大，会导致圆片的翘曲，并会影响圆片的平整度甚至导致圆片龟裂。因此，这些传统方法会大大限制外延层的厚度。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本申请的一实施例提供了一种半导体结构，所述半导体结构包括：支撑层；位于所述支撑层之上的图形化氮化物外延层，其中所述图形化氮化物外延层中的图形结构彼此分离设置。

本申请的一实施例中，所述的图形化氮化物外延层的任意一个图形结构水平方向的特征尺寸小于100um，垂直方向的尺寸范围为：1um～10um。

本申请的一实施例中，所述的图形化氮化物外延层的任意一个图形结构俯视图包括为矩形、圆形、空心圆、椭圆、棱形、多边形或具有曲边的封闭图形。

本申请的一实施例中，所述的图形化氮化物外延层的图形结构在支撑层水平方向上分布，图形化氮化物外延层的任意两个图形结构的水平方向间距为5um～20um。

本申请的一实施例中，所述图形化氮化物外延层包括氮化镓、氮化铝、铝镓氮、铟镓氮、铝铟镓氮中一种或几种的组合。

本申请的一实施例中，所述的半导体结构还包括与所述图形化氮化物外延层相接触的第一电极，以及与所述支撑层相接触的第二电极。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：本申请的半导体结构引入图形化氮化物外延层，该图形化氮化物外延层中的图形结构彼此分离设置。从而在外延层厚度增大时可以大大减少应力，避免了外延层翘曲甚至龟裂，显著增加外延层生长的厚度。

附图说明

图1为本申请的一实施例中半导体结构的侧视剖面图；

图2为本申请的一实施例中半导体结构不包含电极的侧视剖面图；

图3为图2中半导体结构的俯视图；

图4为图2中半导体结构的另一具体实施方式俯视图；

图5为图2中半导体结构的另一具体实施方式俯视图；

图6为图2中半导体结构的另一具体实施方式俯视图；

图7为本申请的另一实施例提供的半导体结构的侧视剖面图。

图8为本申请的另一实施例提供的半导体结构的侧视剖面图。

具体实施方式

下面将对本申请实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请一实施例中提供了一种半导体结构，如图1所示，图1是本申请的一实施例中半导体结构的侧视剖面图，该半导体结构包括：支撑层100、图形化氮化物外延层200、第一电极300、第二电极400。其中图形化氮化物外延层200位于所述支撑层100上，且图形化氮化物外延层200中的图形结构彼此分离设置。其中第一电极300与所述氮化物外延层200相接触，第二电极400与所述支撑层100相接触。所述支撑层100、图形化氮化物外延层200、第一电极300、第二电极400形成垂直结构。

本申请一实施例中，如图2和图3所示，图2是本申请的一实施例中半导体结构不包含电极的侧视剖面图，图3是图2中半导体结构的俯视图，所述图形化氮化物外延层200的任意图形结构俯视图为长方形。任意一个图形结构不作特别限定，符合器件设计目的即可。例如图4、图5、图6所示，图4、图5、图6是图2中半导体结构的另一具体实施方式俯视图，可替代地，所述图形化氮化物外延层200中的任意图形结构俯视图可为矩形、圆、空心圆。在其他实施方式中，所述图形化氮化物外延层200中的任意一个图形结构俯视图还可以为椭圆、棱形、多边形或至少一边为曲边的封闭图形。

图1所示的实施例中，该半导体结构为基于异质结构的肖特基二极管时，图形化氮化物外延层200中的任意一个图形结构可包括：氮化物成核层210、位于所述氮化物成核层210上的氮化物缓冲层220、位于所述氮化物缓冲层220上的氮化物沟道层230和位于所述氮化物沟道层230上的氮化物势垒层240。所述氮化物成核层210和氮化物缓冲层220包括N型掺杂的氮化物半导体层，所述氮化物沟道层230包括非故意掺杂的氮化物半导体层，以提高氮化物外延层的导电率。但本申请中对图形化氮化物外延层200的具体结构不作特别限定，当该半导体结构为其他种类的器件时，本领域人员应当知晓，可根据不同的器件种类，设置不同结构的氮化物外延层200。

此外氮化物外延层200的设计可以根据支撑层100的不同而灵活设计。

如图1所示的实施例中，支撑层100是可以包括硅、碳化硅、蓝宝石中的一种或多种，如此，图形化氮化物外延层200可包括：氮化物成核层210、氮化物缓冲层220、氮化物沟道层230、氮化物势垒层240。

在本申请的其他实施例中，如图7所示，以该半导体结构为肖特基二极管为例，支撑层100可以是第二氮化物成核层，图形化氮化物外延层200可包括：第一氮化物成核层211、氮化物缓冲层220、氮化物沟道层230、氮化物势垒层240。

在本申请的其他实施例中，如图8所示，以该半导体结构为肖特基二极管为例，支撑层100可以是氮化物缓冲层，图形化氮化物外延层200可包括：氮化物沟道层230、氮化物势垒层240。

本申请一实施例中，如图1-3所示，图形化氮化物外延层200的图形结构在支撑层100上是等距规律分布的。但本申请对图形结构的排布不作具体限定，在本申请其他实施例中，也可以是不规律分布的。

本申请一实施例中，所述的图形化氮化物外延层200中的任意一个图形结构水平方向的特征尺寸小于100um，垂直方向的尺寸范围为：1um～10um。

本申请一实施例中，所述图形化氮化物外延层200具体材料可包括氮化镓、氮化铝、铝镓氮、铟镓氮、铝铟镓氮中一种或几种的组合。

本申请中的电极的设计可以根据器件设计的需求而灵活设计。

如1和图7所示，第一电极300和第二电极400是在支撑层两侧，在其他实施例中，如图8所示，第一电极300和第二电极400也可以是在支撑层的同一侧，本申请对电极的设置不作特别限定，可根据设计需求而灵活变化。

此外，如图1、图7及图8所示的实施例中，当该半导体结构为肖特基二极管时，第一电极300可为正极，第二电极400可为负极。但本申请不以此为限，电极的设计可根据器件的设计需求而定。

综上所述，本申请的半导体结构引入图形化氮化物外延层，该图形化氮化物外延层中的图形结构彼此分离设置，从而在外延层厚度增大时可以大大减少应力，避免了外延层翘曲甚至龟裂，显著增加外延层生长的厚度。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种半导体结构，其特征在于，所述半导体结构包括：

支撑层；

图形化氮化物外延层，位于所述支撑层之上，其中所述图形化氮化物外延层中的图形结构彼此分离设置。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述的图形化氮化物外延层的任意一个图形结构水平方向的特征尺寸小于100um，垂直方向的尺寸范围为：1um～10um。

3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述的图形化氮化物外延层的任意一个图形结构俯视图包括为多边形或具有曲边的封闭图形。

4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述的图形化氮化物外延层的图形结构在支撑层水平方向上分布，图形化氮化物外延层的任意两个图形结构的水平方向间距为5um～20um。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括与所述图形化氮化物外延层相接触的第一电极，以及与所述支撑层相接触的第二电极。

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