Полупроводниковый прибор со встроенными контактами (варианты) и способ изготовления полупроводниковых приборов со встроенными контактами (варианты)

Полупроводниковый прибор со встроенными контактами (варианты) и способ изготовления полупроводниковых приборов со встроенными контактами (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

[0001] Изобретение относится к полупроводниковым приборам и, в частности, к полупроводниковым приборам, сформированным из пленок полупроводникового материала на основе GaN.

[0002] Изобретение разработано главным образом для использования в качестве полупроводникового прибора на основе GaN и/или InGaN, и/или AlGaN, содержащего встроенные электропроводные (например, металлические) контакты, и будет описано здесь далее со ссылкой на этот вид применения. Однако следует принимать во внимание, что изобретение не ограничивается этим конкретным видом применения.

Предпосылки изобретения

[0003] Любое обсуждение уровня техники по всему описанию никоим образом не должно рассматриваться как допущение того, что такой уровень техники широко известен или является частью общедоступных сведений в данной области.

[0004] Нитрид галлия является материалом, широко используемым в конструкциях светоизлучающих диодов с синим, фиолетовым и белым свечением, лазерных светодиодов с синим свечением, детекторов ультрафиолетового излучения и сверхвысокочастотных (микроволновых) транзисторных приборов высокой мощности.

[0005] По причине существующих и потенциальных видов применения нитрида галлия при изготовлении приборов с низким потреблением энергии, пригодных для использования по широкому спектру назначений, пленки нитрида галлия представляют значительный интерес.

[0006] Стимулированное удаленной плазмой газофазное химическое осаждение (RPECVD, причем эта аббревиатура может быть взаимозаменяема с RPCVD, т.е. газофазное химическое осаждение с удаленной плазмой) является еще одним способом роста, который может быть использован для выращивания пленок нитридов металлов группы (III). В случае, когда подлежащая выращиванию пленка является нитридом галлия, технология RPECVD дает возможность использования температуры выращивания от, примерно, 500°C до, примерно, 800°C или от, примерно, 500°C до, примерно, 700°C, которая существенно ниже температуры выращивания способом газофазного химического осаждения металлоорганических соединений (MOCVD) и позволяет уменьшить стоимость оборудования. Другим преимуществом способа RPECVD является то, что могут быть использованы термочувствительные материалы подложек, которые более точно совпадают по параметрам кристаллической решетки с GaN, такие как оксид цинка.

[0007] Несмотря на то, что в отношении RPECVD, благодаря удаленности источника плазмы от подложки, широко распространено мнение, что эта технология позволяет избежать повреждения пленки под действием частиц, образованных в плазме, авторы изобретения обнаружили, что пленки, выращенные этим способом, могут подвергаться существенному повреждению даже под воздействием частиц со сравнительно низкой энергией. Чтобы преодолеть проблемы этого способа, особенно в отношении пленок из GaN и сплавов на его основе, заявителем были раскрыты способы и устройства для выращивания пленок GaN способом REPCVD с обеспечением дополнительного уменьшения энергии активных нейтральных частиц азота, которые достигают подложки, в публикации согласно Договору о патентной кооперации (PCT) за номером WO/2006/034540 под названием «Способ и аппарат для выращивания пленки нитрида металла группы (III) и пленка нитрида металла группы (III)» («Method and apparatus for growing a group (III) metal nitride film and a group (III) metal nitride film»), содержание которой включено сюда во всей полноте посредством перекрестной ссылки. Способ, описанный в WO/2006/034540, также предусматривает выращивание пленки нитрида галлия, при этом загрязнение пленки нитрида галлия кислородом сведено к минимуму, и новые конструкции нагревателя, которые могут противостоять жестким условиям эксплуатации, имеющим место в системе выращивания методом RPECVD, используемой для выращивания нитридов металлов.

[0008] Несмотря на то, что технологии выращивания пленок нитридов металлов разработаны, имеются значительные трудности при выращивании пленок в случае изготовления полупроводниковых приборов на нитридах металлов с иной структурой, чем мезаструктура. В этом случае используются другие способы выращивания приборов на нитридах металлов, такие как осаждение на электропроводный SiC и лазерное отслаивание GaN, однако, эти способы также обладают недостатками: SiC очень дорог, а выход годных приборов при использовании способов лазерного отслаивания очень низок вследствие повреждения GaN в таком приборе, обусловленного нагреванием лазером. Известны также технологии с химическим отслаиванием, например, для изготовления приборов выращиванием на промежуточном (временном) буферном слое и химическим травлением для удаления этого буферного слоя после выращивания (см., например, использование нитрида хрома (CrN) в качестве такого буферного слоя в работе Ha et al, IEEE Photonic Technology Letters 2008, 20(3) p.175-177). Технологии с химическим травлением, однако, также обладают недостатками, поскольку обусловливают необходимость в дополнительной обработке прибора, например, требуется вытравливание сквозных отверстий в пленке, что относится к сфере не совсем отработанных технологий и пока находится в стадии исследований в отношении приборов на GaN. Непосредственное выращивание на слое нитрида металла устраняет необходимость в дополнительной обработке химическим травлением. Однако известные к настоящему времени способы изготовления полупроводниковых приборов, имеющие встроенные (или, используя взаимозаменяемый термин, скрытые) контакты для выполнения электрического подключения к приборной структуре, не могут быть приспособлены к пленкам нитридов металлов. Поэтому приборы на нитридах металлов ограничивались структурами меза-типа, подобными той, которая представлена на фигуре 1, в состав которой входит подложка 2, буферный слой 4, первый слой легированного примесью n- или p-типа полупроводникового материала 6, область перехода 8, второй слой 10 полупроводникового материала, легированного примесью противоположного первому слою типа (т.е. p- или n-типа), и контакты 12 и 14, соответственно, находящиеся в контакте с полупроводниковыми слоями 10 и 6, при этом оба контакта 12 и 14 открыты, чтобы обеспечить возможность выполнения электрического подключения к полупроводниковому прибору. Недостатком такой компоновки является то, что эффективное расстояние между контактами 12 и 14 может составлять величину порядка нескольких десятков микрометров и вплоть до значительной величины в несколько сотен микрометров. Такое большое расстояние между контактами 12 и 14 приводит к большому последовательному сопротивлению между контактами, которое должно быть преодолено перед началом работы прибора и которое, соответственно, приводит к негативным последствиям в виде ухудшения эффективности прибора и нежелательного тепловыделения в приборной структуре (см. Chakraborty et al. IEEE Transactions of Electron. Devices 2007, 54(5) для дополнительного рассмотрения последовательного сопротивления в полупроводниковых приборах на GaN). При встроенных контактах в приборной структуре эффективное расстояние между контактами может быть значительно уменьшено при достижении очевидных преимуществ, связанных с последовательным сопротивлением и эффективностью эксплуатации прибора.

[0009] Трудности изготовления структур со встроенными контактами возрастают в случае полупроводниковых приборов на нитридах металлов вследствие неспособности металлических контактов выдерживать агрессивные химические среды, используемые в технологиях MOCVD или HVPE (гидридной парофазной эпитаксии) выращивания нитрида галлия. В частности, присутствие газов, содержащих аммиак и/или галоген, при типично используемых сравнительно высоких температурах приводит к тому, что большая часть металлических контактов повреждается перед осаждением слоя GaN. Дополнительной трудностью является диффузия металла из контактного слоя в GaN, причем данная проблема существенно облегчается посредством выращивания пленки при более низких температурах.

[0010] В соответствии с этим, имеется потребность в полупроводниковых приборах на нитридах металлов, в частности приборов, сформированных из материалов на основе GaN, имеющих встроенные/скрытые контакты, и в способах изготовления таких приборов.

[0011] Термин «содержащий», как он используется здесь, означает «включающий в основном, но не обязательно исключительно». Кроме того, вариации слова «содержащий», такие как «содержат» и «содержит», имеют соответственно варьирующиеся значения.

Сущность изобретения

[0012] Задачей данного изобретения является преодоление или частичное устранение, по меньшей мере, одного из недостатков уровня техники или же предоставление применимой альтернативы.

[0013] В данном описании термины «встроенный» или «встраивать» могут быть использованы взаимозаменяемым образом с терминами «скрытый» и «скрыть».

[0014] В соответствии с первым аспектом предложен полупроводниковый прибор, содержащий:

подложку;

первый контакт;

первый слой легированного полупроводникового материала, осажденного на подложку;

полупроводниковую область перехода, осажденную на первый слой;

второй слой легированного полупроводникового материала, осажденный на область перехода, причем этот второй слой обладает типом примесной проводимости, противоположным типу примесной проводимости первого слоя; и

второй контакт;

при этом второй контакт находится в электрическом соединении со вторым слоем, а первый контакт встроен в полупроводниковый прибор между подложкой и областью перехода и находится в электрическом соединении с первым слоем. Первый контакт может находиться в непосредственном или опосредованном электрическом соединении с первым слоем. Первый контакт может находиться в электрическом соединении с первым слоем через электропроводный буферный слой.

[0015] В конкретном варианте предложен полупроводниковый прибор, содержащий:

подложку;

первый скрытый контакт;

первый слой легированного полупроводникового материала, осажденного на подложку;

полупроводниковую область перехода, осажденную на первый слой или прилегающую к нему;

второй слой легированного полупроводникового материала, осажденный на область перехода, причем этот второй слой обладает противоположным первому слою типом примесной проводимости; и

второй контакт;

при этом второй контакт находится в электрическом соединении со вторым слоем, а первый контакт скрыт в полупроводниковом приборе между подложкой и областью перехода и находится в электрическом соединении с первым слоем. Первый контакт может находиться в непосредственном или опосредованном электрическом соединении с первым слоем. Первый контакт может находиться в электрическом соединении с первым слоем через электропроводный буферный слой.

[0016] В соответствии со вторым аспектом предложен полупроводниковый прибор, сформированный из полупроводниковых нитридных материалов, содержащий:

подложку;

по меньшей мере, один первый контакт на подложке;

первый полупроводниковый нитридный слой, причем первый контакт встроен в этот первый слой и находится в электрическом соединении с первым слоем;

слой перехода, прилегающий к первому полупроводниковому слою;

второй полупроводниковый нитридный слой, прилегающий к слою перехода; и

второй контакт, прилегающий ко второму полупроводниковому слою и находящийся в электрическом соединении со вторым слоем;

при этом первый и второй контакты электрически взаимосвязаны через слой перехода. Первый и второй контакты могут быть электрически взаимосвязаны через слой перехода.

[0017] В соответствии с вариантом этого второго аспекта предложен полупроводниковый прибор, сформированный из полупроводниковых нитридных материалов, содержащий:

подложку;

по меньшей мере, один первый контакт на подложке;

первый полупроводниковый нитридный слой, причем первый контакт скрыт в этом первом слое и находится в электрическом соединении с первым слоем;

слой перехода, осажденный на первый полупроводниковый слой или прилегающий к нему;

второй полупроводниковый нитридный слой, прилегающий к слою перехода; и

второй контакт, прилегающий ко второму полупроводниковому слою и находящийся в электрическом соединении со вторым слоем;

при этом первый и второй контакты электрически взаимосвязаны через слой перехода. Под выражением «электрически взаимосвязаны через слой перехода» подразумевается, что первый и второй контакты электрически взаимосвязаны посредством слоя перехода, а не соединены непосредственно друг с другом.

[0018] В соответствии с третьим аспектом предложен полупроводниковый нитридный прибор, содержащий:

подложку;

первый слой нитрида металла, осажденный на подложку;

по меньшей мере, один первый контакт, сформированный на первом слое нитрида металла;

второй слой нитрида металла, осажденный на первом слое нитрида металла с герметизацией по меньшей мере части первого контакта;

полупроводниковую область перехода, осажденную на втором слое нитрида металла;

третий слой нитрида металла, осажденный на область перехода, причем этот третий слой нитрида металла обладает типом примесной проводимости, противоположным типу примесной проводимости первого и второго слоев нитрида металла; и

второй контакт, находящийся в электрическом соединении с третьим слоем нитрида металла.

[0019] В соответствии с вариантом этого третьего аспекта предложен полупроводниковый нитридный прибор, содержащий:

подложку;

первый слой нитрида металла, осажденный на подложку;

по меньшей мере, один первый контакт, сформированный на первом слое нитрида металла;

второй слой нитрида металла, осажденный на первом слое нитрида металла с герметизацией, по меньшей мере, части первого контакта;

полупроводниковую область перехода, осажденную на втором слое нитрида металла или прилегающую к нему;

третий слой нитрида металла, осажденный на область перехода, причем этот третий слой нитрида металла обладает типом примесной проводимости, противоположным типу примесной проводимости первого и второго слоев нитрида металла; и

второй контакт, находящийся в электрическом соединении с третьим слоем нитрида металла.

[0020] Слои нитрида металла в каждом из аспектов с первого по третий могут быть сформированы из полупроводникового материала - нитрида металла(ов), например, GaN, AlGaN, InGaN, InGaAlN, InAlN или их комбинаций, например, InGaN/AlGaN, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, GaN/AlInGaN, InGaN/AlInGaN, AlGaN/AlInGaN среди прочих других, как это будет понятно специалисту.

[0021] В каждом из приборов по аспектам с первого по третий первый контакт может быть на подложке или прилегающим к ней или, альтернативно, может быть на электропроводном буферном слое, прилегающим к нему, встроенным в него или скрытым в нем, при этом электропроводный буферный слой может быть на подложке или прилегающим к ней. Герметизация, по меньшей мере, части первого контакта может включать в себя формирование, по меньшей мере, частично встроенного или, по меньшей мере, частично скрытого контакта.

[0022] В каждом из приборов по аспектам с первого по третий каждый из первых и вторых контактов может быть электропроводным контактом и может быть металлическим контактом. Электропроводный(е) контакт(ы) может(гут) обладать удельным электросопротивлением, которое много меньше удельного электросопротивления полупроводникового материала - нитрида металла(ов), например, удельное электросопротивление контакта(ов) может быть на один, два, три, четыре, пять, шесть, семь, восемь или более порядков величины меньше, чем удельное электросопротивление полупроводникового материала - нитрида металла(ов).

[0023] В каждом из приборов по аспектам с первого по третий фотолюминесценция прибора на или вблизи длины волны, соответствующей ширине собственной(ых) запрещенной(ых) зоны(зон) (запрещенной(ых) зоны(зон) либо с прямыми, либо с непрямыми переходами) материалов, использованных в этом приборе, может превышать фотолюминесценцию прибора на других длинах волн. Эти другие длины волн могут соответствовать фотолюминесценции, обусловленной дефектами внутри прибора. Например, для полупроводникового нитрида металла (например, GaN или аналогичный полупроводниковый материал, как описано здесь) длина волны, соответствующая ширине запрещенной зоны, может находиться в интервале, примерно, от 300 до 550 нм или, альтернативно, примерно, от 300 до 500, от 300 до 450, от 320 до 550, от 320 до 500, от 320 до 450, от 340 до 450, от 360 до 450, от 360 до 420, от 360 до 400 нм и может составлять, примерно, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440 или, примерно, 450 нм, и фотолюминесценция на этой длине волны может превышать максимальную интенсивность связанной с дефектами фотолюминесценции в интервале длин волн, примерно, от 450 до 800 нм. Интенсивность фотолюминесценции на длине волны запрещенной зоны может превышать интенсивность фотолюминесценции на других (например, связанных с дефектами) длинах волн, по меньшей мере, в 0,5, 1, 1,5, 2 или более раз.

[0024] В соответствии с четвертым аспектом предложен способ формирования полупроводникового прибора со встроенными контактами, содержащий следующие стадии:

формируют первый, по меньшей мере, один контакт на подложке;

маскируют первый контакт, оставляя открытой, по меньшей мере, одну область прибора;

формируют первый слой поверх первого контакта поблизости от упомянутой области прибора, встраивая первый контакт в первый слой;

формируют переход поверх первого слоя;

формируют второй слой поверх перехода;

формируют второй контакт на втором слое; и

удаляют маску, открывая первые контакты на подложке в области, не соответствующей упомянутым областям прибора.

[0025] В соответствии с вариантом этого четвертого аспекта предложен способ формирования полупроводникового прибора со скрытыми контактами, содержащий следующие стадии:

формируют первый, по меньшей мере, один контакт на подложке;

маскируют первый контакт, оставляя открытой, по меньшей мере, одну область прибора;

формируют первый слой поверх первого контакта поблизости от упомянутой области прибора, скрывая первый контакт в первом слое;

формируют переход поверх первого слоя;

формируют второй слой поверх перехода;

формируют второй контакт на втором слое; и

удаляют маску, открывая первые контакты на подложке в области, не соответствующей упомянутым областям прибора.

[0026] В соответствии с другим вариантом четвертого аспекта предложен способ формирования полупроводникового прибора со встроенными или скрытыми контактами, содержащий следующие стадии:

обеспечивают подложку, содержащую, по меньшей мере, один первый электропроводный контакт;

маскируют первый контакт, оставляя открытой, по меньшей мере, одну область прибора;

формируют первый слой поверх первого контакта поблизости от упомянутой области прибора, встраивая первый контакт в первый слой или скрывая его в нем;

формируют переход поверх первого слоя;

формируют второй слой поверх перехода;

формируют второй электропроводный контакт на втором слое; и

удаляют маску, открывая первые контакты на подложке в области, не соответствующей упомянутым областям прибора.

[0027] Первый(е) и второй контакты могут быть, соответственно, первым(и) и вторым электропроводными контактами и могут быть, соответственно, первым(и) и/или вторым металлическими контактами. Первый(е) электропроводный(е) контакт(ы) и второй электропроводный контакт могут быть металлическими контактами.

[0028] В соответствии с пятым аспектом предложен способ формирования полупроводникового нитридного прибора со встроенными контактами, содержащий следующие стадии:

обеспечивают подложку, содержащую, по меньшей мере, один первый контакт;

маскируют первую часть первого контакта, оставляя открытой, по меньшей мере, одну область прибора, содержащую вторую часть первого контакта;

формируют первый полупроводниковый нитридный слой поверх второй части первого контакта в упомянутой области прибора, тем самым встраивая первый контакт в первый слой;

формируют переход поверх первого слоя;

формируют второй полупроводниковый нитридный слой поверх перехода;

формируют второй контакт на втором слое; и

удаляют маску, тем самым открывая первую часть первых контактов.

[0029] В соответствии с вариантом этого пятого аспекта предложен способ формирования полупроводникового нитридного прибора со встроенными контактами, содержащий следующие стадии:

формируют первый, по меньшей мере, один электропроводный контакт на подложке;

маскируют первую часть первого контакта, оставляя открытой, по меньшей мере, одну область прибора, содержащую вторую часть первого контакта;

формируют первый полупроводниковый нитридный слой поверх второй части первого контакта в упомянутой области прибора, тем самым скрывая первый контакт в первом слое;

формируют переход поверх первого слоя;

формируют второй полупроводниковый нитридный слой поверх перехода;

формируют второй электропроводный контакт на втором слое; и

удаляют маску, тем самым открывая первую часть первых контактов.

[0030] В соответствии с вариантом этого пятого аспекта предложен способ формирования полупроводникового нитридного прибора со встроенными или скрытыми контактами, содержащий следующие стадии:

обеспечивают подложку, содержащую, по меньшей мере, один электропроводный контакт;

маскируют первую часть первого контакта, оставляя открытой, по меньшей мере, одну область прибора, содержащую вторую часть первого контакта;

формируют первый полупроводниковый нитридный слой поверх второй части первого контакта в упомянутой области прибора, тем самым встраивая первый контакт в первый слой или скрывая его в нем;

формируют переход поверх первого слоя;

формируют второй полупроводниковый нитридный слой поверх перехода;

формируют второй электропроводный контакт на втором слое; и

удаляют маску, тем самым открывая первую часть первых контактов.

[0031] Первый(е) и второй контакты могут быть, соответственно, первым(и) и вторым электропроводными контактами и могут быть, соответственно, первым(и) и/или вторым металлическими контактами. Первый(е) электропроводный(е) контакт(ы) и второй электропроводный контакт могут быть металлическими контактами.

[0032] В соответствии с шестым аспектом предложен способ формирования полупроводникового нитридного прибора со встроенными контактами, содержащий следующие стадии:

обеспечивают подложку, содержащую по меньшей мере один первый электропроводный контакт;

формируют первый полупроводниковый нитридный слой поверх первого контакта, тем самым встраивая первый контакт в первый слой;

формируют переход поверх первого слоя;

формируют второй полупроводниковый нитридный слой поверх перехода; и

формируют второй электропроводный контакт на втором слое.

[0033] В соответствии с вариантом этого шестого аспекта предложен способ формирования полупроводникового нитридного прибора со встроенными контактами, содержащий следующие стадии:

формируют первый, по меньшей мере, один электропроводный контакт на подложке;

формируют первый полупроводниковый нитридный слой поверх первого контакта, тем самым скрывая первый контакт в первом слое;

формируют переход поверх первого слоя;

формируют второй полупроводниковый нитридный слой поверх перехода; и

формируют второй электропроводный контакт на втором слое.

[0034] В соответствии с вариантом этого шестого аспекта предложен способ формирования полупроводникового нитридного прибора со встроенными или скрытыми контактами, содержащий следующие стадии:

обеспечивают подложку, содержащую, по меньшей мере, один первый электропроводный контакт;

формируют первый полупроводниковый нитридный слой поверх первого контакта, тем самым встраивая первый контакт в первый слой или скрывая его в нем;

формируют переход поверх первого слоя;

формируют второй полупроводниковый нитридный слой поверх перехода; и

формируют второй электропроводный контакт на втором слое.

[0035] Способ по изобретению в любом из аспектов с четвертого по шестой может быть осуществлен таким образом, что полупроводниковые слои прибора могут быть получены при температуре, не превышающей, примерно, 800°C, или, в других вариантах, при температуре, не превышающей, примерно, 700°C. Полупроводниковые слои прибора могут быть получены при одной или более температуре(ах) в интервале от, примерно, 500°C до, примерно, 800°C или, альтернативно, в интервале от, примерно, 500°C до, примерно, 700°C.

[0036] Слои нитрида металла в каждом из аспектов с четвертого по шестой могут быть сформированы из полупроводникового материала - нитрида металла(ов), например, GaN, AlGaN, InGaN, InGaAlN, InAlN или их комбинаций, например, InGaN/AlGaN, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, GaN/AlInGaN, InGaN/AlInGaN, AlGaN/AlInGaN среди прочих других, как это будет понятно специалисту.

[0037] В каждом из приборов по аспектам с четвертого по шестой каждый из первых и вторых контактов может быть электропроводным контактом и может быть металлическим контактом. Первый(е) электропроводный(е) контакт(ы) и второй электропроводный контакт могут быть металлическими контактами. Электропроводный(е) контакт(ы) может(гут) обладать удельным электросопротивлением, которое много меньше удельного электросопротивления полупроводникового материала - нитрида металла(ов), например, удельное электросопротивление контакта(ов) может быть на один, два, три, четыре, пять, шесть, семь, восемь или более порядков величины меньше удельного электросопротивления полупроводникового материала - нитрида металла(ов).

[0038] Каждый из способов по аспектам с четвертого по шестой может содержать формирование первого и второго полупроводниковых нитридных слоев при температуре в интервале, приблизительно, от 500 до 800 градусов Цельсия или, примерно, от 500°C до 700°C. Каждый способ может необязательно содержать стадию осаждения буферного слоя, который может быть либо изолирующим буферным слоем, либо легированным буферным слоем. Легированный буферный слой может быть n-типа или p-типа. Буферный слой может быть осажден на подложку перед формированием упомянутого, по меньшей мере, одного первого металлического контакта, при этом первые контакты формируют на буферном слое. Первый контакт может быть электрическим контактом. Первый контакт может образовывать омический контакт с первым слоем. Первый контакт может образовывать омический контакт с электропроводным буферным слоем. Комбинация первого контакта и буферного слоя может образовывать омический контакт с первым слоем. Электрическое соединение может быть в виде омического контакта. Буферный слой может быть осажден на подложку после формирования упомянутого, по меньшей мере, одного первого металлического контакта, при этом первые контакты встроены в буферный слой. Буферный слой может быть понижающим последовательное сопротивление буферным слоем. Буферный слой может быть активным полупроводниковым буферным слоем и может быть активным полупроводниковым нитридным слоем. Буферный слой может быть сформирован из ZnO или других подходящих материалов. В каждом из аспектов с первого по шестой слой перехода находится в электрическом соединении как с первым, так и со вторым слоями прибора.

[0039] Данное изобретение также включает в себя прибор, получаемый способом по изобретению. Также в пределах объема изобретения находится прибор, сформированный способом по изобретению.

[0040] Первый слой может быть первым полупроводниковым слоем и может быть первым полупроводниковым слоем нитрида металла. Первый полупроводниковый слой нитрида металла может быть либо n-типа, либо p-типа. Переход может быть двойным гетеропереходом. Двойной гетеропереход может быть сформирован из нитридов металлов InGaN и/или AlGaN. Переход может быть переходом с одной или несколькими квантовыми ямами или полупроводниковым переходом некоторых других типов. Полупроводниковые слои могут быть сформированы с помощью технологии изготовления с удаленной плазмой в атмосфере азота.

[0041] В варианте каждого из аспектов полупроводникового прибора с первого по третий или в любом из способов по аспектам с четвертого по шестой слой перехода может быть областью перехода либо в первом, либо во втором полупроводниковых слоях. Аналогичным образом, один или оба из первого и второго полупроводниковых слоев могут независимым образом или каждый определяться областями легирования в соответствующем полупроводниковом материале.

[0042] Полупроводниковый прибор по изобретению может быть изготовлен таким образом, что полупроводниковые слои прибора могут быть сформированы при температуре, не превышающей, примерно, 800°C или, в других вариантах, при температуре не более, примерно, 700°C. Он может быть изготовлен при одной или более температуре(ах) в интервале от, примерно, 500°C до, примерно, 700°C.

[0043] В любом варианте каждого из аспектов полупроводникового прибора с первого по третий или в любом из способов по аспектам с четвертого по шестой применимы следующие признаки по отдельности или в любой комбинации двух или более признаков:

[0044] Первый контакт может быть встроен в буферный слой, который может быть электропроводным буферным слоем. В других вариантах полупроводникового прибора первый контакт может быть расположен поверх буферного слоя. В еще одних вариантах первый контакт может быть встроен в первый слой. В других вариантах полупроводниковый прибор может содержать буферный слой, промежуточный между подложкой и первым слоем. Первый контакт может быть встроен в буферный слой или первый слой. Первый контакт может быть электрическим контактом. Первый контакт может образовывать омический контакт с первым слоем. Первый контакт может образовывать омический контакт с электропроводным буферным слоем. Комбинация первого контакта и буферного слоя может образовывать омический контакт с первым слоем. Электрическое соединение может быть в виде омического контакта. Может быть более, чем один буферный слой, например, может быть два, три, четыре, пять или более буферных слоев. Буферный слой может быть активным полупроводниковым буферным слоем и может быть активным полупроводниковым нитридным слоем. Буферный слой может быть сформирован из ZnO. Буферный слой может быть понижающим последовательное сопротивление буферным слоем.

[0045] Первый слой может быть полупроводниковым слоем n-типа, а второй слой - полупроводниковым слоем p-типа. В других вариантах первый слой может быть полупроводниковым слоем p-типа, а второй слой - полупроводниковым слоем n-типа. Каждый из первого и второго слоев может быть слаболегированным, или же каждый из них может быть сильнолегированным. В других вариантах первый слой может быть слаболегированным, а второй слой может быть сильнолегированным, или, альтернативно, первый слой может быть сильнолегированным, а второй слой может быть слаболегированным. Либо первый, либо второй слои могут включать в себя области со ступенчатым или градиентным легированием, в которых легирование изменяется от слабого легирования до сильного легирования или наоборот. Слой n-типа может быть слоем нитрида с избытком галлия и может быть слоем нитрида, легированного кремнием. Слой p-типа может быть слоем нитрида, легированного магнием, и может быть слоем нитрида галлия, легированного магнием. Альтернативно, слой p-типа может быть слоем нитрида, легированного бериллием или цинком.

[0046] Первый и/или второй слои могут иметь концентрацию легирующей примеси от 1×10¹⁸ см^-3 до 1×10¹⁹ см^-3, или же концентрация легирующей примеси может составлять в интервале от 1×10¹⁶ см^-3 до 1×10²¹ см^-3, от 1×10¹⁷ см^-3 до 1×10²⁰ см^-3, от 5×10¹⁷ см^-3 до 1×10²⁰ см^-3, от 1×10¹⁸ см^-3 до 1×10²⁰ см^-3, от 1×10¹⁸ см^-3 до 5×10¹⁹ см^-3, от 5×10¹⁸ см^-3 до 5×10¹⁹ см^-3, от 2×10¹⁸ см^-3 до 1×10¹⁹ см^-3 или от 5×10¹⁸ см^-3 до 1×10¹⁹ см^-3. Концентрация легирующей примеси может составлять, приблизительно, 1×10¹⁶ см^-3, 5×10¹⁶ см^-3, 1×10¹⁷ см^-3, 5×10¹⁷ см^-3, 8×10¹⁷ см^-3, 1×10¹⁸ см^-3, 2×10¹⁸ см^-3, 3×10¹⁸ см^-3, 4×10¹⁸ см^-3, 5×10¹⁸ см^-3, 6×10¹⁸ см^-3, 7×10¹⁸ см^-3, 8×10¹⁸ см^-3, 9×10¹⁸ см^-3, 1×10¹⁹ см^-3, 1×10¹⁹ см^-3, 2×10¹⁹ см^-3, 5×10¹⁹ см^-3 или 1×10²⁰ см^-3. Первый слой может быть легирован более сильно в области, прилегающей к первому контакту.

[0047] Полупроводниковый прибор может быть полупроводниковым прибором на нитриде металла(ов). Первый и второй слои могут быть сформированы из полупроводникового материала III-V. Первый и второй слои могут быть сформированы из нитрида металла. Нитрид металла может быть нитридом галлия (GaN). В других вариантах первый и второй слои могут быть сформированы из нитрида галлия-алюминия (AlGaN), нитрида индия-галлия (InGaN), InGaAlN или InAlN. В других вариантах первый и второй слои могут быть сформированы из разных полупроводниковых материалов, например, InGaN/AlGaN, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, GaN/AlInGaN, InGaN/AlInGaN, AlGaN/AlInGaN или других их комбинаций. В других вариантах в переходе могут быть использованы многочисленные слои, такие как, например, квантовые ямы InGaN, или слои, расположенные между барьерами GaN или AlGaN. Полупроводниковый прибор может представлять собой полупроводниковый транзистор, например, помимо многих других, биполярный транзистор или полевой транзистор. Полупроводниковый прибор может представлять собой светоизлучающий прибор, например, светоизлучающий диод (светодиод или СИД), лазерный прибор, например, лазерный диод (либо излучающий с торца лазерный диод, либо поверхностно-излучающий лазер с вертикальным резонатором VCSEL, либо лазерный диод какого-либо другого типа), и может быть, например, лазерным диодом на InGaN/GaN. Светоизлучающий прибор может излучать свет в пределах интервала длин волн, примерно, от 300 до 600 нм. Светоизлучающий прибор может быть синим СИД на GaN, синим СИД на основе GaN, синим лазерным диодом на основе GaN или синим лазерным диодом на GaN. Полупроводниковый прибор может представлять собой фотоприемный прибор, например, помимо многих других, фотодиод, фототранзистор, прибор с зарядовой связью, солнечный элемент или солнечно-слепой детектор. Фотоприемный прибор может принимать свет в интервале длин волн, примерно, от 350 до 700 нм.

[0048] Первый контакт может быть контактом n-типа, а второй контакт может быть контактом p-типа. В других вариантах первый контакт может быть контактом p-типа, а второй контакт может быть контактом n-типа.

[0049] Расстояние между первым и вторым контактами может находиться в интервале, приблизительно, от 10 нм до 10000 нм. Альтернативно, расстояние между первым и вторым контактами может составлять от 10 нм до 5000 нм, от 10 до 1000, от 10 до 900, от 10 до 800, от 10 до 700, от 10 до 600, от 10 до 500, от 10 до 400, от 10 до 350, от 10 до 300, от 10 до 250, от 10 до 200, от 10 до 150, от 10 до 100, от 10 до 50, от 50 до 10000, от 50 до 5000, от 50 до 1000, от 50 до 750, от 50 до 500, от 50 до 300, от 100 до 10000, от 100 до 5000, от 100 до 1000, от 100 до 750, от 100 до 600, от 100 до 500, от 100 до 450, от 100 до 300, от 100 до 350, от 100 до 300, от 100 до 250, от 100 до 200, от 100 до 150, от 200 до 10000, от 200 до 5000, от 200 до 1000, от 200 до 750, от 200 до 600, от 200 до 500, от 200 до 450, от 200 до 300, от 200 до 350, от 200 до 300, от 200 до 250, от 400 до 10000, от 400 до 5000, от 400 до 1000, от 400 до 750, от 400 до 600, от 400 до 500, от 400 до 450, от 1000 до 10000, от 1000 до 7500, от 1000 до 5000, от 1000 до 2500, от 1000 до 2000, от 2,500 до 10000 или от 5000 до 10000 нм, и расстояние между первым и вторым контактами может составлять, приблизительно, 10 нм или 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 900, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000 или 10000 нм.

[0050] Последовательное сопротивление слоя, прилегающего к первому контакту (т.е. скрытому контакту, как в случае n-типа, так и в случае p-типа проводимости), может составлять менее 5 Ом и может находиться в интервале, примерно, от 0,00001 до 5 Ом. Альтернативно, последовательное сопротивление может находиться в интервале, примерно, от 0,0001 до 2, от 0,0001 до 1, от 0,0001 до 0,1, от 0,0001 до 0,01, от 0,0001 до 0,001, от 0,001 до 5, от 0,001 до 2, от 0,001 до 1, от 0,001 до 0,1, от 0,001 до 0,01, от 0,01 до 5, от 0,01 до 2, от 0,01 до 1, от 0,01 до 0,1, от 0,1 до 5, от 0,1 до 2, от 0,1 до 1 и может составлять, примерно, 0,0001, 0,0005, 0,001,