本技術涉及半導體，尤其涉及一種氮化物二極管器件結構。

背景技術：

1、氮化物半導體具有多種突出的性能，例如其中的氮化鎵(gan)作為第三代半導體材料應用最為廣泛，其具有高禁帶寬度、高臨界擊穿電場、高載流子飽和遷移速度以及高熱導率和直接帶隙等特點，在高溫、高頻、大功率微電子器件以及高性能光電子器件領域具有很大的應用前景，被譽為繼lcd和oled顯示的下一代顯示技術。

2、現有技術中，由于在藍寶石或sic等異質襯底上進行異質外延生長氮化鎵材料，不同材料之間的晶格常熟和熱失配會產生位錯或缺陷，并隨著外延層的生長而向上延伸，這些位錯在器件工作時表現為非輻射復合中心而影響器件效率，同時作為漏電通道引起漏電流增大而使器件迅速老化，影響器件的工作效率及壽命，制約了其在半導體電子領域中的應用；此外，隨著高端應用領域的空前發(fā)展，對降低外延層中的缺陷提出更高的需求，而現有工藝方法難以滿足日益苛刻的高端要求。

3、綜上所述，在現有工藝上進一步降低外延層中的缺陷分布，提高外延層的晶體質量，并且提高半導體器件的漏電性能，對于目前推動半導體材料的高端領域的應用和產業(yè)化意義重大。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種氮化物二極管器件結構。

2、為實現前述實用新型目的，本實用新型采用的技術方案包括：

3、本實用新型提供一種氮化物二極管器件結構，其包括沿指定方向依次層疊設置的基底、圖形結構層以及半導體結構層；

4、所述圖形結構層包括沿所述指定方向依次設置的陣列層、摻雜層以及覆蓋層；

5、所述陣列層包括獨立分布于所述基底朝向所述半導體結構層的一面的多個圖形化凸起結構，所述摻雜層至少設置于所述圖形化凸起結構的朝向所述圖形化凸起結構的頂面，所述覆蓋層連續(xù)覆蓋所述摻雜層以及處于多個所述圖形化凸起結構之間的部分區(qū)域，并具有多個納米級孔洞結構；

6、所述圖形化凸起結構的材質包括第一元素的氧化物，所述覆蓋層的材質包括所述第一元素的氮化物，所述摻雜層的材質包括所述第一元素的氮化物被第二元素摻雜所形成的摻雜材料。

7、基于上述技術方案，與現有技術相比，本實用新型的有益效果至少包括：

8、本實用新型采用陣列層、摻雜層和覆蓋層多層復合的圖形結構層，陣列化的多個圖形化凸起結構提高了氮化物材料的側向外延能力，阻斷了基底的位錯向上延伸，提高了氮化物材料的晶體質量；覆蓋層利用了自身具有納米孔狀薄膜結構加強了相鄰的圖形化凸起結構之間的外延層的側向外延能力，使得外延層在納米孔上方合并過程中的位錯得到轉向，進一步提高了氮化物材料的晶體質量；

9、覆蓋層在工藝制備過程中會比較傾向于表面懸掛鍵為中心成鍵，這樣可以屏蔽襯底表層附近的懸掛鍵帶電中心，降低襯底表層附近之間的漏電通道。

10、而兩層中間的摻雜層則利用了摻雜缺陷控制提高了陣列層和覆蓋層的界面電荷捕獲能力，改善界面特性，降低了界面電荷移動，從而極大地降低了漏電通道的形成最終改善了半導體外延片的漏電性能。

11、由此，在陣列層、摻雜層和覆蓋層的綜合作用下，使得氮化物二極管器件結構的外延質量和漏電性能均得以顯著改善。

12、上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠使本領域技術人員能夠更清楚地了解本申請的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合詳細附圖說明如后。

技術特征：

1.一種氮化物二極管器件結構，其特征在于，包括沿指定方向依次層疊設置的基底、圖形結構層以及半導體結構層；

2.根據權利要求1所述的氮化物二極管器件結構，其特征在于，所述第二元素的摻雜提高了所述圖形結構層的電荷捕獲能力和/或對所述圖形結構層產生了鈍化作用；

3.根據權利要求1所述的氮化物二極管器件結構，其特征在于，所述氮化物二極管器件結構為氮化物二極管器件；

4.根據權利要求3所述的氮化物二極管器件結構，其特征在于，所述圖形化凸起結構包括第一凸起結構和第二凸起結構，所述第一凸起結構的寬度和高度均小于所述第二凸起結構；

5.根據權利要求4所述的氮化物二極管器件結構，其特征在于，所述第一凸起結構的寬度為0.5-2μm，高度為0.1-0.5μm，間距為0.1-1μm；

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的氮化物二極管器件結構，其特征在于，所述覆蓋層中的孔洞結構的尺寸為5-150nm，孔隙率為60-90%；

技術總結
本技術公開了一種氮化物二極管器件結構。所述器件結構包括基底、圖形結構層以及半導體結構層；圖形結構層包括陣列層、摻雜層以及覆蓋層；陣列層包括獨立的多個圖形化凸起結構，摻雜層至少設置于圖形化凸起結構的頂面，覆蓋層連續(xù)覆蓋摻雜層以及處于多個圖形化凸起結構之間的部分區(qū)域，并具有多個納米級孔洞結構；圖形化凸起結構的材質包括第一元素的氧化物，覆蓋層的材質包括第一元素的氮化物，摻雜層的材質包括第一元素的氮化物被第二元素摻雜所形成的摻雜材料。本技術提高了氮化物材料的晶體質量；利用了摻雜缺陷控制提高了陣列層和覆蓋層的界面電荷捕獲能力，最終改善了半導體外延片的漏電性能。

技術研發(fā)人員：閆其昂,王國斌
受保護的技術使用者：江蘇第三代半導體研究院有限公司
技術研發(fā)日：20240326
技術公布日：2025/4/28