衬底结构和采用该衬底结构的半导体器件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104103675104103675A(43)申请公布日2014.10.15(21)申请号201310520285.7(22)申请日2013.10.29(30)优先权数据10-2013-00376542013.04.05KR(71)申请人三星电子株式会社地址韩国京畿道(72)发明人李商文曹永真李明宰(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105代理人张波(51)Int.Cl.H01L29/04(2006.01)H01L29/205(2006.01)H01L29/06(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图4页附图4页(54)发明名称衬底结构和采用该衬底结构的半导体器件(57)摘要本发明提供了一种衬底结构和采用该衬底结构的半导体器件。该衬底结构包括：衬底；成核层，形成在衬底上并且包括具有与衬底的晶格常数相差小于1%的晶格常数的III-V族化合物半导体材料；以及缓冲层，形成在成核层上并且包括第一层和第二层，其中，第一层和第二层包括具有比成核层的晶格常数大4%或更大的晶格常数的III-V族化合物半导体材料。CN104103675ACN1043675ACN104103675A权利要求书1/2页1.一种衬底结构，包括：衬底；成核层，形成在所述衬底上并且包括具有与所述衬底的晶格常数相差小于1%的晶格常数的III-V族化合物半导体材料；以及缓冲层，形成在所述成核层上并且包括第一层和第二层，其中，所述第一层和所述第二层包括具有比所述成核层的晶格常数大4%或更大的晶格常数的III-V族化合物半导体材料。2.如权利要求1所述的衬底结构，其中，所述缓冲层的所述第一层和所述第二层的晶格常数之间的差异小于1%。3.如权利要求2所述的衬底结构，其中，所述缓冲层还包括第三层，所述第三层形成在所述第二层上并且包括具有与所述第二层的晶格常数相差小于1%的晶格常数的III-V族化合物半导体材料。4.如权利要求3所述的衬底结构，其中，所述第一层和所述第三层由相同的III-V族化合物半导体材料制成。5.如权利要求3所述的衬底结构，其中，所述第二层和所述第三层中的每一个由III-V族化合物半导体材料制成，其中，包含在所述第二层中的V族元素不同于包含在所述第三层中的V族元素。6.如权利要求5所述的衬底结构，其中，所述缓冲层具有其中所述第二层和所述第三层交替层叠在彼此之上两次或更多次的结构。7.如权利要求6所述的衬底结构，其中，材料层形成在所述第二层和所述第三层的交界处，其中，所述材料层的晶格常数和所述第二层的晶格常数之间的差异以及所述材料层的晶格常数和所述第三层的晶格常数之间的差异各自大于所述第二层的晶格常数和所述第三层的晶格常数之间的差异。8.如权利要求5所述的衬底结构，其中，所述第二层和所述第三层中的一个是磷化铟（InP），而另一个是铟镓砷化物（InGaAs）。9.如权利要求2所述的衬底结构，其中，所述第一层和所述第二层中的每一个由III-V族化合物半导体材料制成，其中，包含在所述第一层中的V族元素不同于包含在所述第二层中的V族元素。10.如权利要求9所述的衬底结构，其中，所述缓冲层具有其中所述第一层和所述第二层交替层叠在彼此之上两次或更多次的结构。11.如权利要求10所述的衬底结构，其中，材料层形成在所述第一层和所述第二层之间的交界处，其中，所述材料层的晶格常数和所述第一层的晶格常数之间的差异以及所述材料层的晶格常数和所述第二层的晶格常数之间的差异各自大于所述第一层的晶格常数和所述第二层的晶格常数之间的差异。12.如权利要求9所述的衬底结构，其中，所述第一层和所述第二层中的一个是磷化铟（InP），而另一个是铟镓砷化物（InGaAs）。13.如权利要求1所述的衬底结构，其中，所述成核层包括磷化镓（GaP）、磷化铝（AlP）、镓铝磷化物（GaxAl1-xP）、镓氮磷化物（GaNP）和镓氮砷磷化物（GaNAsP）中的一种。14.如权利要求1所述的衬底结构，其中，所述缓冲层由磷化铟（InP）、砷化镓（GaAs）、2CN104103675A权利要求书2/2页砷化铟（InAs）、锑化镓（GaSb）和锑化铟（InSb）中的一种或其组合形成。15.如权利要求1所述的衬底结构，其中，所述衬底是硅衬底。16.一种半导体器件，包括：硅衬底；成核层，形成在所述硅衬底上并且包括具有与所述硅衬底的晶格常数相差小于1%的晶格常数的III-V族化合物半导体材料；缓冲层，形成在所述成核层上并且包括第一层和第二层，其中，所述第一层和所述第二层包括具有比所述成核层的晶格常数大4%或更大的晶格常数的III-V族化合物半导体材料；以及器件层，形成在所述缓冲层上并且包括III