W形成在柵極絕緣體170上，源極接觸件174可W形成在源極 區(qū)域166上，漏極接觸件176可W形成在襯底110的底表面上。
[0172] 如果電壓足夠地施加到柵極接觸件172,則溝道被引入到在源極區(qū)166與漂移區(qū) 162之間的體區(qū)164中的元件的表面，使得元件可W導(dǎo)通。
[0173] 當(dāng)元件關(guān)閉時(shí)，即不存在足夠引入溝道的電壓時(shí)，MES陽T結(jié)構(gòu)與包括體區(qū)164、漂 移層162和襯底110的PN二極管的結(jié)構(gòu)相同。當(dāng)W反向偏置MESFET結(jié)構(gòu)時(shí)，在體區(qū)164 與漂移層162之間的結(jié)中的漂移層162的表面上，耗盡區(qū)可W朝向襯底110擴(kuò)大，該阻塞了 漏極電壓。
[0174] 同時(shí)，第一和第二半導(dǎo)體層120和130用作緩沖層，而第S半導(dǎo)體層140可W用作 漂移層，但是本實(shí)施例不限于此。
[0175] 當(dāng)?shù)赟半導(dǎo)體層140用作漂移層時(shí)，可W不形成漂移層162。換言之，體區(qū)164、源 極區(qū)166和體接觸區(qū)168可W直接形成在第立半導(dǎo)體層140的頂表面上。
[0176] 圖9是顯示根據(jù)本實(shí)施例的發(fā)光元件的截面圖。
[0177] 參考圖9,根據(jù)本實(shí)施例的發(fā)光元件可W包括襯底110、外延層150、發(fā)光結(jié)構(gòu)188 W及第一和第二電極190和192。
[017引襯底110和外延層150構(gòu)成根據(jù)第一和第S實(shí)施例的外延晶元100。因此，下面將 省略外延晶元100的細(xì)節(jié)。
[0179] 襯底110可W不包含滲雜物。
[0180] 外延層150可W構(gòu)成N型導(dǎo)電層，但是本實(shí)施例不限于此。另外，盡管第一至第立 半導(dǎo)體層120、130和140在外延過程中包括N型滲雜物，但是本實(shí)施例不限于此。
[0181] 發(fā)光結(jié)構(gòu)188可W產(chǎn)生光。發(fā)光結(jié)構(gòu)188可W包括III-V族化合物半導(dǎo)體材料。
[0182] 發(fā)光結(jié)構(gòu)188可W包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層182、有源層184W及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層 186。
[018引例如，第一和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層181和186可W包括GaN，AlGaN和AlInGaN中的 一種。
[0184] 例如，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層182可W包括N型滲雜物，第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層186可W包 括P型滲雜物，但是本實(shí)施例不限于此。
[01化]通過使例如供應(yīng)自第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層182的電子的第一載流子與例如供應(yīng)自第 二導(dǎo)電半導(dǎo)體層186的空穴的第二載流子復(fù)合，有源層184可W產(chǎn)生具有對應(yīng)于能隙的波 長的光，該能隙由有源層184的化合物半導(dǎo)體材料決定。
[0186] 有源層184可W具有層疊結(jié)構(gòu)，其通過數(shù)次重復(fù)一個(gè)包括阱層和勢壘層的循環(huán)而 形成。
[0187] 第一電極190可W設(shè)置在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層182的一部分上，第二電極192可W 設(shè)置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層186的一部分上。
[0188] 第二電極192的尺寸可W對應(yīng)于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層186的該部分，使得電流可W 主要集中到第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層186對應(yīng)于第二電極192的尺寸的部分上。為了解決上述問 題，例如包括ITO的透明導(dǎo)電層可W設(shè)置在第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層186的整個(gè)部分上。因此，因 為供應(yīng)自第二電極192的電流由于透明導(dǎo)電層而擴(kuò)展，所W電流均勻施加到了第二導(dǎo)電半 導(dǎo)體層186的整個(gè)部分上，使得可W均勻地產(chǎn)生光。
[0189] 第一和第二電極190和192可W包括金屬。
[0190] 當(dāng)電力被供應(yīng)到第一和第二電極190和192時(shí)，電子從第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層182產(chǎn) 生，空穴從第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層186產(chǎn)生，并且電子與空穴在有源層184彼此復(fù)合W產(chǎn)生光。
[0191] 依據(jù)有源層184的能隙，可W產(chǎn)生具有各種波長的光。
[0192] 因此，根據(jù)本實(shí)施例的發(fā)光元件可W包括紅發(fā)光元件、綠發(fā)光元件、藍(lán)發(fā)光元件、 紅外發(fā)光元件或者紫外發(fā)光元件。
[0193] 根據(jù)本實(shí)施例的發(fā)光元件被封裝為使得該發(fā)光元件可W應(yīng)用到照明、顯示或背光 單元。
[0194] 如上所述，可W使用根據(jù)第一至第S實(shí)施例的外延晶元100制造諸如肖特基勢壘 二極管、MESFET和發(fā)光元件的半導(dǎo)體電子元件。
[0195] 工業(yè)實(shí)用性
[0196] 根據(jù)本實(shí)施例的外延晶元可W適用于電子元件。電子元件可W是開關(guān)元件或發(fā)光 元件。例如，開關(guān)元件可W是肖特基勢壘二極管或MES陽T。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種外延晶元，包括： 襯底；以及 在所述襯底上的外延層， 其中所述外延層包括： 第一半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層設(shè)置在所述襯底上并且具有第一摻雜濃度； 第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層上并且具有第二摻雜濃 度；以及 第三半導(dǎo)體層，所述第三半導(dǎo)體層設(shè)置在所述第二半導(dǎo)體層上，具有比所述第一半導(dǎo) 體層的厚度厚的厚度，并且具有第三摻雜濃度，并且 其中所述第二摻雜濃度在所述第一摻雜濃度與所述第三摻雜濃度之間。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，其中所述第二摻雜濃度在所述第二半導(dǎo)體層的厚 度方向上變化。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的外延晶元，其中所述第二半導(dǎo)體層包括：鄰近所述第一半導(dǎo) 體層的第一區(qū)；以及鄰近所述第三半導(dǎo)體層的第二區(qū)，并且 在所述第一區(qū)中的第二摻雜濃度高于在所述第二區(qū)中的第二摻雜濃度。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的外延晶元，其中在所述第二半導(dǎo)體層的與所述第一半導(dǎo)體層 接觸的第一區(qū)中的第二摻雜濃度低于所述第一摻雜濃度。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的外延晶元，其中在所述第二半導(dǎo)體層的與所述第三半導(dǎo)體層 接觸的第二區(qū)中的第二摻雜濃度高于所述第三摻雜濃度。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，其中所述第一半導(dǎo)體層和第二緩沖層構(gòu)成緩沖 層。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，其中所述第一半導(dǎo)體層包括均勻分布的化合物半 導(dǎo)體材料。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，其中所述第二摻雜濃度從5X10lfVcm3至IX10 16/ cm3的范圍內(nèi)的值變化到IX10lfVcm3至5X10 1Vcm3的范圍內(nèi)的值。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，其中所述第二摻雜濃度在所述第二半導(dǎo)體層的厚 度方向上依據(jù)所述第二半導(dǎo)體層的位置而變化。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，其中所述第三半導(dǎo)體層具有Inm或更小的表面粗 糙度。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，其中所述第三半導(dǎo)體層具有〇. 1/cm2或更小的表 面缺陷密度。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，所述襯底包括3C-SiC、4H-SiC和6H-SiC中的一 種。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，其中所述第一至第三半導(dǎo)體層中的至少一個(gè)包 括娃碳氮（SiCN)半導(dǎo)體層。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，其中所述第一至第三半導(dǎo)體層中的至少一個(gè)包 括鋁碳化硅（AlSiC)半導(dǎo)體層。15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，其中所述外延層包括與所述襯底的材料相同的 材料。16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，其中所述第一半導(dǎo)體層具有0. 5ym至Iym的范 圍內(nèi)的厚度。17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的外延晶元，其中所述第三摻雜濃度低于所述第一摻雜濃度。18. -種開關(guān)元件，包括： 襯底； 在所述襯底上的第一半導(dǎo)體層； 在所述第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層； 在所述第二半導(dǎo)體層上的第三半導(dǎo)體層； 在所述第三半導(dǎo)體層上的陽極電極；以及 在所述襯底下的陰極電極， 其中所述第三半導(dǎo)體層具有比所述第一半導(dǎo)體層的厚度厚的厚度，并且所述第二半導(dǎo) 體層的第二摻雜濃度在所述第一半導(dǎo)體層的第一摻雜濃度與所述第三半導(dǎo)體層的第三摻 雜濃度之間。19. 一種開關(guān)元件，包括： 襯底； 在所述襯底上的第一半導(dǎo)體層； 在所述第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層； 在所述第二半導(dǎo)體層上的第三半導(dǎo)體層； 在所述第三半導(dǎo)體層上的源極接觸件、漏極接觸件和柵極接觸件；以及 在所述第三半導(dǎo)體層與所述柵極接觸件之間的柵極絕緣體， 其中所述第三半導(dǎo)體層具有比所述第一半導(dǎo)體層的厚度厚的厚度，并且所述第二半導(dǎo) 體層的第二摻雜濃度在所述第一半導(dǎo)體層的第一摻雜濃度與所述第三半導(dǎo)體層的第三摻 雜濃度之間。20. -種發(fā)光元件，包括： 襯底； 在所述襯底上的外延層；以及 發(fā)光結(jié)構(gòu)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述外延層上并且至少包括第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源 層和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層， 其中所述外延層包括： 在所述襯底上的第一半導(dǎo)體層； 在所述第一半導(dǎo)體層上的第二半導(dǎo)體層；以及 在所述第二半導(dǎo)體層上的第三半導(dǎo)體層，并且 其中所述第三半導(dǎo)體層具有比所述第一半導(dǎo)體層的厚度厚的厚度，并且所述第二半導(dǎo) 體層的第二摻雜濃度在所述第一半導(dǎo)體層的第一摻雜濃度與所述第三半導(dǎo)體層的第三摻 雜濃度之間。
【專利摘要】一種外延晶元，包括設(shè)置在襯底上的外延層。外延層包括第一至第三半導(dǎo)體層。第三半導(dǎo)體層具有比第一半導(dǎo)體層的厚度厚的厚度。第二半導(dǎo)體層的第二摻雜濃度在第一半導(dǎo)體層的第一摻雜濃度與第三半導(dǎo)體層的第三摻雜濃度之間。
【IPC分類】H01L21/20
【公開號】CN104919571
【申請?zhí)枴緾N201380070392
【發(fā)明人】姜石民, 金知慧, 黃玟泳
【申請人】Lg伊諾特有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2013年11月21日
【公告號】US20150311290, WO2014084549A1