CN102610719A - 变质基板体系、其制备方法以及iii-氮化物半导体器件 - Google Patents

变质基板体系、其制备方法以及iii-氮化物半导体器件 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种层压基板体系，所述层压基板体系含有变质过渡区(2)，所述变质过渡区(2)由多个交替的AlxGa1-xN(5)和支撑基板材料(4)(或者与支撑基板具有相同的一般化学组成的材料)层制成。在层压基板体系之上形成具有低位错密度的III-氮化物半导体器件(2)。变质过渡区的多个层(4，5)形成超晶格结构，该超晶格结构的晶格常数和结构沿其生长方向从支撑基板(1)的(在支撑基板附近的)晶格常数和结构变化为器件(3)的(器件附近的)晶格常数和结构。

Description

变质基板体系、其制备方法以及III-氮化物半导体器件
技术领域
本发明涉及一种基板结构，并且尤其是涉及用于III-氮化物材料体系如(Al，Ga，In)N材料体系的基板结构。本发明还涉及制备基板结构体的方法，并且特别是涉及用于III-氮化物材料体系如(Al，Ga，In)N材料体系的基板结构体的制备。本发明还涉及结合有本发明的基板体系的III-氮化物半导体器件——本发明的基板体系可以作为用于制备下列各项的基板使用：光电子半导体器件如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和太阳能电池，或者电子半导体器件如异质结构场效应晶体管(HFET)或者高电子迁移率晶体管(HEMT)。
通过(Al，Ga，In)N意指通式AlxGayIn(1-x-y)N的化合物，其中0≤x≤1并且0≤y≤1。为方便起见，可以将指数x和y省略以使得，例如，AlGaInN表示具有非零摩尔分数的Al、Ga和In的化合物，AlGaN表示具有非零摩尔分数的Al和Ga以及零摩尔分数的In等。
背景技术
由于其六方晶体结构、低成本、良好的可获得性和物理坚固性，蓝宝石(氧化铝Al2O3的一种晶形)目前是在其上面形成由III-氮化物半导体制成的高亮度蓝色LED所选择的基板。然而，对于该应用它决不是完美的，因为尽管蓝宝石和III-氮化物来自相同的六方晶族，但它们具有不同的晶系和异质晶体化学关系，即，蓝宝石被归为III-氮化物半导体的异质基板。(根据对称性将晶体划分为7个不同的晶系；在三维空间中存在七个晶系，即：三斜、单斜、正交、四方、三方、六方和立方)。生长在蓝宝石上的蓝色LED器件受到具有非常高的螺纹位错密度的困扰，其典型地高于108cm-2，这继而导致器件效率上的急剧下降。这些位错的形成主要归因于GaN与蓝宝石之间14％的晶格大小差异。
LED工业典型地采用低温生长的AlN或GaN缓冲层作为部分克服GaN与蓝宝石之间晶格差异的手段。例如，美国专利4855249提出了根据其中首先在基板上生长AlN缓冲层的技术在蓝宝石基板上生长AlGaN膜，并且美国专利5290393提出了在蓝宝石基板上使用AlN、GaN或GaAlN缓冲层。然而，仍然产生非常高密度的螺纹位错。
蓝色LED在硅基板上的形成也受相同的问题的困扰，但是达到大得多的程度，这归因于它们差异巨大的晶系和异质晶体化学关系。
在其中器件层与基板不匹配的若干其他III-V材料体系中，例如InAlAs晶体管，采用变质缓冲层防止位错穿入到器件中。变质缓冲层可以描述为设置在基板与一个或多个器件层之间的中间区域，并且拥有在基板与器件层之间晶格大小上的渐次变化，或者，更确切地，它渐次地将基板晶格大小变换为器件晶格大小。例如，美国专利3862859提出了一种半导体器件，其中在基板与器件层之间设置插入层。该插入层由具有基本上与器件层相同的晶格常数的材料形成，并且将插入层的生长打断以使得插入层由在每对相邻层之间存在生长界面的多个外延层组成。美国专利3862859提出了每个层将具有比前一层更少的位错。作为进一步的实例，美国专利6818928提出了在III-V基板如GaAs上使用变质III-V半导体缓冲层。缓冲层具有在组成上渐次降低的四元组分(例如，在组成上渐次变化的AlGaInAs)和在组成上渐次升高的三元组分(例如，在组成上渐次变化的AlInAs)，以通过使缓冲层的晶格大小渐次变化减少螺纹位错。这些现有技术仅适用于具有相同晶系的晶格失配材料(例如闪锌矿)。
美国专利4088515提出了在基板上生长的GaAs/GaAsP超晶格结构。该超晶格的平均晶格参数与在其上生长有超晶格缓冲层的基板的平均晶格参数相匹配，从而在超晶格与基板之间不产生错配位错。
存在关于在另外的异质基板与III-氮化物LED器件结构体之间使用Al2O3薄层以减少螺纹位错并提高器件效率的报道(JJAP 43，1930-19332004和APL 94，222105，2009)。然而，这样的中间层不改变面内晶格参数，也不起变质层的作用。
美国专利7244520提出了用于氮化物半导体生长的基板，所述基板由蓝宝石底基板和生长在蓝宝石底基板上的以下层形成：氧化铝层、氮氧化铝层、氮化物铝层以及氧化铝保护层。美国专利6744076和5741724中也提出了氮氧化铝缓冲层的使用。美国专利6744076提出了在碳、氮和一氧化碳的存在下加热蓝宝石基板，以在该蓝宝石基板上形成氮氧化铝层和氮化铝膜。美国专利5741724提出了在尖晶石(MgAl2O4)基板上生长多个缓冲层；所述缓冲层包括由氮氧化铝形成的第一缓冲层，由多个组成上渐次变化的氮氧化铝层形成的第二缓冲层，由氮化铝形成的第三缓冲层，以及由氮化镓形成的第四缓冲层。这些提议的缺点在于，它们需要使用趋向于具有差结晶性的氮氧化铝。
US 2006/0273300提出了在蓝宝石基板上生长的GaN-基器件。在基板上生长n-GaN接触层，并且之后生长下包覆区、下导波层、活性层、上导波层和上包覆区。一个或两个包覆区都可以由层状结构体形成，例如交替层叠的AlGaN层和GaN层，以在对载流子注入不带有大的阻力下允许良好光学限制。
DE 10032062提出了具有HEMT结构的气体传感器，其中将由第III族氮化物异质结构体如GaN/AlGaN/AlN异质结构体形成的多个层设置在蓝宝石基板上。该文献针对提高气体传感器的性能。
US 2010/0237387提出了在基板(硅、碳化硅或蓝宝石)与氮化物半导体层之间的缓冲区。在此文献中所提出的缓冲区具有交替组成的层的第一区，以及交替组成的层的第二区。交替组成层的层是AlMGaN层的不同成员，其中M是铟或硼。
JP 2010-232610涉及改善形成在基板(硅、碳化硅或蓝宝石)上的GaN/AlGaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的性能。该文献提出了形成在基板上的AlN或GaN缓冲层，并且GaN层和AlGaN层之后生长在该缓冲层上。
发明目的
本发明的目的是解决至少一些在异质基板如蓝宝石、GaAs、硅或碳化硅上生长一个或多个III-氮化物半导体材料的层中遇到的问题。
发明内容
本发明的第一方面提供一种基板体系，所述基板体系包括：基板，所述基板由材料M制成；以及变质过渡区，所述变质过渡区设置在所述基板的表面上，所述变质过渡区包括多个交替的AlxGa1-xN(0≤x≤1)层和具有与基板材料M相同的一般化学组成的材料层。
如上所述，变质过渡区是设置在基板上的区域，并且，当在基板体系上生长一个或多个器件层时，其将成为设置在所述基板与所述一个或多个器件层之间的中间区，并且将在基板与一个或多个器件层之间拥有晶格大小上的渐次变化(或者将逐步地将基板晶格大小“变换”为器件晶格大小)。现有技术中没有教导过包括基板和这种变质过渡区的基板体系，所述变质过渡区含有多个交替的AlxGa1-xN(0≤x≤1)层和具有与基板相同的一般化学组成的材料层。
美国专利7244520的图4中所示实施方案描述了基板结构体，即蓝宝石底基板组成的基板中没有氮氧化铝层的情况：提出了氧化铝层、氮化铝层和氧化铝保护层。不能将这样的结构体归类为含有变质过渡区的结构体，因为在使用单一的氮化铝-氧化铝层对不可能产生晶格参数的渐次变化。
在US 2006/0273300中，在包覆层中提供了层结构，以在对载流子注入不带有大的阻力下允许良好光学限制，并且该层结构不形成器件“基板体系”的一部分。此外，US 2006/0273300的层结构体不包括具有与基板材料相同的一般化学组成的材料层。US 2006/0273300中的基板是蓝宝石基板，但是没有建议在包覆层(或器件结构中的任何位置)中使用氧化铝层。
在DE 10032062中，层结构体形成HEMT器件结构体自身，并且不是变质缓冲层。此外，在DE 10032062中没有提及使用具有与基板相同的一般组成的层：基板是蓝宝石，但是没有提及在层结构体中使用氧化铝层。
US 2010/0237387提出了一种缓冲区，所述铝具有交替组成的层的第一区，以及交替组成的层的第二区。基板是硅、碳化硅或蓝宝石，并且所述层是AlMGaN层的不同成员，其中M是铟或硼。没有建议在缓冲区中使用具有与基板相同的一般组成的层。
JP 2010-232610涉及通过在基板上形成缓冲层提高GaN/AlGaNHEMT的性能。没有建议使用包括多个具有与基板材料相同的一般化学组成的材料层的变质过渡区-JP 2010-232610使用硅、碳化硅或蓝宝石基板，但是缓冲层是AlN或GaN缓冲层。
本发明因此提供防止或者至少减少在器件中形成螺纹错位的改善的方法，所述器件(如蓝色LED)制造在基板如蓝宝石或硅基板上的(Al，Ga，In)N材料体系中，这是高度期望的。通过最小化或消除穿入至生长在支撑基板上的器件中的位错，从而提高了器件的效率。
本发明提供例如通过使用生长在支撑基板与器件之间的变质过渡区，在异质支撑基板上形成高效率蓝色LED器件结构体的方式，以消除或显著减少穿入器件中的位错的数量。
本发明描述了一种基板体系，其中通过生长变质过渡区将异质支撑基板如蓝宝石或硅“转换”为氮化物材料GaN、AlN或AlGaN，所述变质过渡区的晶格大小和结构从基板的晶格大小和结构逐渐地渐次变化为氮化物材料的晶格大小和结构。通过使晶格大小和结构渐次变化，可以通过松弛任何应力和防止3D岛的形成和聚结，显著地减少螺纹位错的形成。变质过渡区材料可以通过使用不同的交替层而渐次变化，所述不同的交替层一方面由支撑基板材料(例如Al2O3或Si)制成，另一方面由AlxGa1-xN制成，其中层厚度和铝含量(x)在生长过程中变化。
应当注意的是，在本发明应用于例如蓝宝石基板的情况下，变质过渡区不需要含有蓝宝石(氧化铝Al2O3的一种特定形式，并且由于杂质的存在而可以有颜色)层，但是可以含有Al2O3层例如外延沉积的Al2O3层。通常，可以应用本发明的条件是变质过渡区含有具有与基板材料(例如Al2O3层和蓝宝石基板)相同的一般化学组成的层，但是所述层在例如杂质含量和/或晶形上不同。
在超晶格结构中沉积Al2O3(或硅)和AlxGa1-xN是之前在现有技术中未知的。
本发明的第二方面提供了形成基板体系的方法，所述方法包括下列步骤：
提供基板，所述基板由基板材料制成
在所述支撑基板的表面上沉积变质过渡区，所述变质过渡区包括多个交替的AlxGa1-xN(0≤x≤1)层和具有与基板材料的一般化学组成相同的材料层。
为了完成上述和相关目标，本发明于是包括在下文中充分描述的并且在权利要求书中特别指出的特征。以下说明和附图详细陈述本发明的特定示例性实施方案。然而，这些实施方案仅表示其中可以采用本发明的原理的一些方式。当结合附图考虑时，本发明其他的目的、益处和新特征从发明的以下详述中将变得显而易见。
发明效果
使用本发明的第一方面中限定的变质过渡区使得整个变质过渡区的晶格参数和晶体结构能够从基板的晶格参数和晶体结构梯度变化为在变质过渡区中使用的AlxGa1-xN材料的晶格参数和晶体结构。可以在基板体系上带有很少的或没有与其上表面变质过渡区的晶格参数的晶格失配生长(Al，Ga，In)N层，或者包括两个以上(Al，Ga，In)N层的器件结构体。这减少了在一个或多个(Al，Ga，In)N层中的位错数密度，并且这样使得能够生长更高质量的一个或多个(Al，Ga，In)N层和器件。
附图说明
图1说明了根据本发明设置在异质支撑基板上的III-氮化物半导体器件。
图2是本发明多层结构的示意图。
图3是根据一个实施方案的本发明多层结构的示意图。
图4是根据另一个实施方案的本发明多层结构的示意图。
附图标记说明
1支撑基板
2变质过渡区
3III-氮化物半导体器件
4由与支撑基板相同的材料组成的变质过渡区的组成层
5由AlxGa1-xN组成的变质过渡区其他组成层
实施方案的详述
图1示例了本发明的基本概念，本发明包括器件3，所述器件3设置在具有变质过渡区2的支撑基板1上，所述变质过渡区2提供将基板晶体结构(和晶格大小)变化为器件晶体结构(和晶格大小)的区域。
图2说明了变质过渡区2是由多个分别由与支撑基板相同的一般化学组成的材料和AlxGa1-xN制成的交替层4、5组成的层压结构。优选地，变化交替层4、5的厚度和x的值，以确保对于各个层4、5产生二维(2D)或逐层生长，并确保过渡区的整个表面保持平滑。多个层4、5优选形成超晶格结构，其晶格常数沿其生长方向从支撑基板1的(在支撑基板附近的)晶格常数变为器件3的(在器件附近的)晶格结构。通过超晶格层的厚度和x值精确控制晶格常数的变化。
III-氮化物半导体器件3生长在变质过渡区的上表面上。该器件典型地为LED、LD、太阳能电池、HFET或HEMT(器件3的详细结构与本发明无关并且器件3因而在图2中显示为单个块)。在器件的后生长制造阶段的过程中可以实施将变质基板体系机械分离并且从器件结构体移除的加工步骤。支撑基板1通常是提供机械稳定性的单晶片。合适的支撑基板是蓝宝石、硅、碳化硅和砷化镓(GaAs)。这些基板当用于III-氮化物半导体器件时可以归为异质基板。
本发明的一个方面涉及用于在蓝宝石片上生长高质量III-氮化物半导体器件的变质基板体系。在这种情况下，支撑基板是蓝宝石。为了将高质量III-氮化物器件设置在蓝宝石上，关键是确保在变质过渡区沉积过程中总是发生2D生长，并确保避免任何从2D到3D的生长表面变换。3D生长的抑制防止螺纹位错的形成。
图3说明了变质过渡区2的多层结构。它包括一系列的与AlxGa1-xN层5交替的Al2O3层4。在支撑蓝宝石基板1的区域中，Al2O3层4的厚度基本上大于AlxGa1-xN层5的厚度。之后交替层之间的厚度差在生长方向上朝向变质过渡区2的中心区域逐步减小。在变质过渡区2的中心区域上方，AlxGa1-xN层5的厚度逐步变得大于Al2O3层4的厚度。最终，在器件3的区域中，AlxGa1-xN层5的厚度比Al2O3层4的厚度大很多。以此方式改变交替层的厚度，有效地在变质过渡区中渐次变化晶格常数。在多个层5之间x值可以变化，以便进一步控制晶格常数。III-氮化物半导体器件3生长在变质基板体系的上表面上。
变质基板体系的结构体优选由另一个AlxGa1-xN层完成，如图3中层5a所示。这另一个AlGaN层5a可以具有任何厚度并且与过渡区分开，即，其不是任何超晶格的一部分。层5a是其上生长有器件结构体的层，并且在完成的器件中与其形成n型电接触。因此，优选设置层5a以允许足够的电流通过器件注入，这是因为过渡区2本身非常易于具有高电阻。在一些情况下，可以省略所述另一个AlGaN层5a，但是电流注入可能随即成为问题。
当设置另一个AlGaN层5a时，接近另一个AlxGa1-xN层5a的过渡区的晶格常数优选基本上等于该另一个AlxGa1-xN层的晶格常数。
由于变质过渡区抑制螺纹位错在生长方向上的形成和传播，所以过渡区的层中存在的螺纹位错的数密度沿生长方向降低。例如，本发明提供如下结构，其中上部AlxGa1-xN层5a(或者如果没有设置上部AlxGa1-xN层5a则为过渡区2最上面的AlxGa1-xN层5)每cm2含有少于107个螺纹位错，或者每cm2含有少于106个螺纹位错，或者甚至每cm2含有少于105个螺纹位错。作为结果，III-氮化物半导体器件3将含有远少于现有技术的螺纹位错，从而将实现高效率器件性能。许多工作者已经证明了半导体器件的内量子效率随位错密度降低而提高。例如，Dai等已经在“带有不同位错密度的GaInN/GaN多重量子阱的内量子效率和非辐射复合系数(Internal quantum efficiency and non-radiative recombination coefficient ofGaInN/GaN multiple quantum wells with different dislocation densities)”，Appl.Phys.Lett.94卷，111109(2009)中展示了对于给定的载流子浓度，GaInN/GaN结构的内量子效率随螺纹位错的密度降低而提高。将螺纹位错的密度减少到每cm2少于107个螺纹位错，或者减少到每cm2少于106个螺纹位错，或者甚至减少到每cm2少于105个螺纹位错将因此带来具有高内量子效率的器件。
并非严格地需要使用与用于变质过渡区2相同的技术生长器件3。同样地，并非严格地需要立即连续地生长交替层4、5；可以在层之间提供生长间断，以确保它们之间平滑的界面，并防止混合区域的形成。在这种间断的过程中，过渡区的温度可以先升高后降低以进行退火。可以使用多种技术生长变质过渡区结构，包括金属有机气相外延(MOVPE)、分子束外延(MBE)、原子层沉积(ALD)、溅射或等离子体沉积。脉冲MOVPE方法被认为特别有利于安全以及确保对交替层4、5的厚度、组成和质量的高度控制。在交替层4、5之间的前体脉冲或生长中断将防止在供应气体和/或前体之间发生不想要的反应。这种不想要的反应可能潜在地是爆炸性的或者导致具有差结晶性的混合界面区域的有害形成。
本发明另外的实施方案涉及用于在硅晶片上生长高品质的III-氮化物半导体器件的变质基板体系。在此情况下，支撑基板是硅。为了在硅上设置高品质的III-氮化物器件，关键是确保在变质过渡区沉积过程中总是发生2D生长，并且避免任何从2D到3D的生长表面变换。3D生长的抑制防止了螺纹位错的形成。图4说明了变质过渡区2的多层结构。它包括一系列的与AlxGa1-xN层5交替的硅层4。在支撑硅基板1的区域中，硅层4的厚度基本上大于AlxGa1-xN层5的厚度。然后在生长方向上朝向变质过渡区2的中心区域逐渐减小交替层之间的厚度差。在变质过渡区2的中心区域上方，AlxGa1-xN层5的厚度逐渐变得大于硅层4的厚度。最终，在器件3的区域中，AlxGa1-xN层5的厚度基本上大于硅层4的厚度。变质基板体系的结构由任意厚度的AlxGa1-xN层完成。以此方式改变交替层的厚度，有效地在变质过渡区中渐次变化晶格常数。在多个层5之间X值可以变化，以便进一步控制晶格常数。如何完成这种变化依赖于趋向于生长在基板体系上的特定顶部器件结构体3，例如对于LED顶部器件，在过渡区2的顶部x理想地为零，但是如果顶部器件结构是激光器，在过渡区2的顶部大约6％的x值是优选的。
III-氮化物半导体器件3生长在变质基板体系的上表面上。
如果需要，图4的结构体还可以包括上部AlxGa1-xN层(未显示)，其对应于图3的上部AlxGa1-xN层5a。
由于变质过渡区抑制螺纹位错在生长方向上形成和传播，因此III-氮化物半导体器件将含有远少于现有技术中的螺纹位错，因此将得到高效率的器件性能。
并非严格地需要使用与用于变质基板体系相同的技术生长器件3。同样地，并非严格地需要立即连续地生长交替层4、5；可以在层之间提供生长间断，以确保它们之间平滑的界面，并防止混合区域的形成。在这种间断的过程中，过渡区的温度可以先升高后降低以进行退火。可以使用多种技术生长变质过渡区结构，包括金属有机气相外延(MOVPE)、分子束外延(MBE)、原子层沉积(ALD)、溅射或等离子体沉积。脉冲MOVPE方法被认为特别有利于确保交替层4、5的厚度、组成和质量的高度控制。在交替层4、5之间的前体脉冲或生长中断将防止在前体之间发生寄生反应。这样的寄生反应可能导致具有差结晶性的混合界面区域的有害形成。
尽管已经关于一个或多个特定实施方案显示和描述了本发明，但是对于本领域技术人员，在阅读和理解了本说明书和附图的基础上也可以想到等效的变化和更改。特别是对于由上述要素(部件、组件、器件、组成等)完成的各种性能，除非另有说明，用于描述这样要素的术语(包括提到“方法”)是指对应于执行所述要素具体功能(即，在功能上等效的)的任何要素，即使在结构上不同于在此本发明一个或多个示例性实施方案中所公开的执行所述功能的结构。此外，虽然以上已经关于若干实施方案中的仅仅一个或几个描述了本发明的具体特征，但是这样的特征可以与其他实施方案的一个或多个其他特征结合，这可能对于给定的或特定的应用是适宜并且有益的。
实施例1
现在接着说明如何制备高度适用于生长具有减少螺纹位错的高效率III-氮化物LED器件的变质基板体系。
首先将蓝宝石(Al2O3)支撑基板1插入MOVPE反应器中，并且在流动的氢气下热清洗。MOVPE反应器配备有以下气体源：氢、氮、氧、氨和硅烷；以及以下液体前体源：三甲基镓(TMG)、三甲基铟(TMI)、三甲基铝(TMA)和双(环戊二烯基)镁(Cp2Mg)。热清洗后将支撑基板冷却到适合于变质过渡区生长的温度，200至900℃的范围内的温度是优选的，500℃是最优选的。低于200℃和高于900℃过渡区将不容易形成。变质过渡区生长可以以或者Al2O3层4或者AlxGa1-xN层5开始。在前者的情况下，Al2O3层可以具有在1至100nm范围内的厚度并且通过伴随氮流动的TMA和氧生长。在后一种情况下，在蓝宝石基板与AlxGa1-xN之间有大的晶格失配，并因必须保持2D生长表面，即，必须不超过AlxGa1-xN的临界厚度。保持2D表面防止螺纹位错的形成。估计AlN或GaN的任一个在蓝宝石上的临界厚度为大约0.3nm，所以第一AlxGa1-xN层必须不超过0.3nm的厚度。
相反地，上部基板材料4层应当具有低于位错形成临界厚度的厚度，而上部AlGaN层5可以具有任何所需要的厚度，例如在1至100nm的范围内。
表I中所示的以下层厚顺序是可以用于完成变质过渡区的层厚顺序的一个实例。对此实施例，在整个过渡区中AlxGa1-xN层由GaN组成。
表I
Figure BDA0000131204670000111
Figure BDA0000131204670000121
Figure BDA0000131204670000131
在表I中的层序中，在中间对之下的对(即，直至对45的对，它们比器件3更接近基板1)中，AlxGa1-xN层(在此实施例中为GaN层)具有比用于形成螺纹位错的临界厚度更小的厚度。类似地，在中间对上的对(即，对47及以上，它比基板1更接近器件3)中，与基板的一般化学组成相同的材料层(在此实施例中为Al2O3层)具有比形成螺纹位错的临界厚度更小的厚度。
此外，层的中间对(46)的两个层都具有比形成螺纹位错的临界厚度更小的厚度，即使它们各自具有0.4nm的厚度。因为在整个变质过渡区晶格参数从基板的晶格参数逐步变化为顶层的晶格参数，每个层的临界厚度将随着对数的增加而变化。
为了防止在气体源或前体之间发生爆炸性或寄生反应，在层的沉积之间提供生长间断，以允许将任何气体泵走，例如，为了防止氧与氢反应，它是潜在的爆炸混合物。
在生长间断过程中，还可以在冷却下来用于依次生长下一层之前对温度升高到高于700℃的变质过渡区进行退火。这样的退火顺序有助于使生长表面平坦并且进一步减少螺纹位错的数量。
在变质过渡区最后的交替层的生长之后，如果需要时可以沉积上部AlGanN层5a，并且可以将基板加热至超过900℃以用于生长器件3，器件3可以是任何高效率III-氮化物器件。
实施例2
现在接着的是如何制备高度适用于生长具有减少螺纹位错的高效率III-氮化物LED器件的变质基板体系的另一个说明。
首先将硅(Si)支撑基板1插入MOVPE反应器中，并且在流动的氢气下热清洗。MOVPE反应器配备有以下气体源：氢、氮、氧、氨和硅烷；以及以下液体前体源：三甲基镓(TMG)、三甲基铟(TMI)、三甲基铝(TMA)和双(环戊二烯基)镁(Cp2Mg)。热清洗后将支撑基板冷却到适合于变质过渡区生长的温度，在200至1000℃范围内的温度是优选的，900℃是最优选的。低于200℃将不易形成过渡区。变质过渡区生长可以以Si层4或者AlxGa1-xN层5开始。在前者的情况下，Si层可以具有1至100nm范围内的厚度并且通过伴随氢流动的TMA生长。在后一种情况下，在硅基板和AlxGa1-xN之间存在大的晶格失配，并因此有必要保持2D生长表面，即，必须不超过AlxGa1-xN的临界厚度。保持2D表面防止螺纹位错的形成。估计AlN或者GaN在硅上的临界厚度为大约0.3nm，所以第一AlxGa1-xN层必须不超过0.3nm的厚度。对这个实施例，AlxGa1-xN层在整个变质过渡区中由GaN组成。可以使用如表I中所示的相同层厚度顺序完成变质过渡区。
为了防止在气体源或前体之间发生任何寄生反应，可以在层的沉积之间提供生长间断，以允许将任何气体泵走，例如，为了防止硅烷与氨反应从而导致形成非晶氮化硅。
在变质过渡区最后的交替层生长之后，如果需要可以沉积上部AlGanN层5a，并且可以将基板加热至超过900℃以用于器件3的生长，器件3可以是任何高效率III-氮化物器件。
应当理解的是，上述实施方案仅是本发明的实施例并且本发明可以以其他方式实施。例如，表1的层厚度顺序仅是一个实例，并且本发明不限于此层厚度顺序，也不限于92对层的序列。原则上本发明仅可以应用于2对层(使得过渡区2具有结构M，AlGaN，M，AlGaN，或者结构AlGaN，M，AlGaN，M)，但是使用更多对的层例如50-150对层或者70-110对层，预期得到更好的结果。
作为进一步的实施例，本发明不限于上述实施例中使用的具体材料。如上所述，其他对于支撑基板1合适的材料包括碳化硅和砷化镓(GaAs)，并且本发明可以使用由碳化硅或砷化镓(GaAs)形成的支撑基板1实施。即，本发明的另一个实施例是包括碳化硅基板和设置在该碳化硅基板表面上的变质过渡区的基板体系，所述变质过渡区包括多个交替的AlxGa1-xN(0≤x≤1)层和碳化硅层。本发明的再另一个实施例是包括砷化镓(GaAs)基板和设置在砷化镓基板表面上的变质过渡区的基板体系，所述变质过渡区包括多个交替的AlxGa1-xN(0≤x≤1)层和砷化镓(GaAs)层。
注意，还可以将本发明如下表述。
基板体系还可以包含设置在变质过渡区上的上部AlxGa1-xN层。
所述变质过渡区可以包含超晶格。
具有与基板材料相同的一般化学组成的材料的层通常可以随着远离基板在厚度上减小。
离基板最远的具有与基板材料相同的一般化学组成的材料的层可以具有比形成位错的临界厚度更小的厚度。
AlxGa1-xN层通常可以随着远离基板在厚度上增大。
最接近基板的AlxGa1-xN层可以具有比形成位错的临界厚度更小的厚度。(如众所周知的是，如果将材料的薄层设置在晶格常数与该材料的晶格常数不同的基板上，则在可能存在应变层结构，其中该薄层采取基板的晶格常数；如果发生这种情况，则在材料和基板之间的界面处不形成位错。出现这种效果是因为，对于低厚度的层，由晶格失配产生的弹性应变能小于形成位错所需的能量，并且相对位错形成应力层结构将是在能量上稳定的。然而，在较大厚度的层处，层将采用其固有的晶格常数并且位错将在界面处出现。应变层结构可以存在的条件是材料层的厚度低于特定厚度：通常称为用于位错形成的临界厚度或者简称“临界厚度”。)。
所述基板和所述上部AlxGa1-xN层(或者如果没有设置上部AlxGa1-xN层(例如图3的层5a)，则是过渡区最上面的AlxGa1-xN层)可以具有不同的晶系。本发明甚至在基板与AlxGa1-xN彼此具有不同晶系的情况下也允许在基板上生长高质量的上部AlxGa1-xN层。
所述变质过渡区可以含有螺纹位错，并且螺纹位错的数密度可以沿生长方向降低。
所述上部AlxGa1-xN层(或者如果没有设置上部AlxGa1-xN层(例如图3的层5a)，则是过渡区最上面的AlxGa1-xN层)可以每cm2含有少于107个螺纹位错。
所述上部AlxGa1-xN层(或者如果没有设置上部AlxGa1-xN层(例如图3的层5a)，则是过渡区最上面的AlxGa1-xN层)可以每cm2含有少于106个螺纹位错。
所述上部AlxGa1-xN层(或者如果没有设置上部AlxGa1-xN层(例如图3的层5a)，则是过渡区最上面的AlxGa1-xN层)可以每cm2含有少于105个螺纹位错。
所述变质过渡区与基板邻接的晶格常数可以基本上等于基板的晶格常数，并且与上部AlxGa1-xN层邻接的晶格常数可以基本上等于上部AlxGa1-xN层的晶格常数。
所述多个交替层可以含有多个Al2O3层并且基板材料M可以是蓝宝石。
所述多个交替层可以含有多个硅层并且基板材料可以是硅。
所述多个交替层可以含有多个GaAs层并且基板材料可以是GaAs。
所述多个交替层可以含有多个碳化硅层并且基板材料可以是碳化硅。
基板可以是结晶基板。
可以使用MOVPE、MBE、ALD、溅射或等离子体沉积之一沉积变质过渡区。
本发明的第三方面提供通过第二方面的方法制备的基板体系。
本发明的第四方面提供包括第一或第三方面的基板体系的III-氮化物半导体器件。该器件可以例如包括一个或多个生长在基板体系上的III-氮化物半导体材料层。该器件可以例如为光电子半导体器件如，例如，发光二极管(LED)、激光二极管(LD)或太阳能电池；或者电子半导体器件如，例如，异质结构场效应晶体管(HFET)或高电子迁移率晶体管(HEMT)。
工业实用性
本发明使得能够在异质基板如蓝宝石、GaAs、硅或碳化硅上生长一种或多种III-氮化物半导体材料的一个或多个高品质层。这使得能够制造高品质的III-氮化物半导体器件如，例如，在光谱的蓝光区域发射的LED或者其他半导体器件。

Claims (23)

1.一种基板体系，所述基板体系包括：
基板，所述基板由基板材料制成；
变质过渡区，所述变质过渡区设置在所述基板的表面上，所述变质过渡区包含多个交替的AlxGa1-xN层(0≤x≤1)和具有与所述基板材料相同的一般化学组成的材料层。
2.如权利要求1所述的基板体系，所述基板体系还包括设置在所述变质过渡区上的上部AlxGa1-xN层。
3.如权利要求1或2所述的基板体系，其中所述变质过渡区包含超晶格。
4.如权利要求1或2所述的基板体系，其中所述具有与所述基板材料相同的一般化学组成的材料层在厚度上通常随远离所述基板而减小。
5.如权利要求1或2所述的基板体系，其中离所述基板最远的所述具有与所述基板材料相同的一般化学组成的材料层的厚度小于用于位错形成的临界厚度。
6.如权利要求1或2所述的基板体系，其中所述AlxGa1-xN层在厚度上通常随远离所述基板而增大。
7.如权利要求1或2所述的基板体系，其中最接近所述基板的所述AlxGa1-xN层的厚度小于用于位错形成的临界厚度。
8.如权利要求2所述的基板体系，其中所述基板和所述上部AlxGa1-xN层属于不同的晶系。
9.如权利要求1或2所述的基板体系，其中所述变质过渡区含有螺纹位错，并且其中所述螺纹位错的数密度沿生长方向降低。
10.如权利要求2所述的基板体系，其中所述上部AlxGa1-xN层每cm2含有少于107个螺纹位错。
11.如权利要求2所述的基板体系，其中所述上部AlxGa1-xN层每cm2含有少于106个螺纹位错。
12.如权利要求2所述的基板体系，其中所述上部AlxGa1-xN层每cm2含有少于105个螺纹位错。
13.如权利要求1或2所述的基板体系，其中所述变质过渡区具有这样的晶格常数：接近所述基板，晶格常数基本上等于所述基板的晶格常数；并且接近所述上部AlxGa1-xN层，晶格常数基本上等于所述上部AlxGa1-xN层的晶格常数。
14.如权利要求1或2所述的基板体系，其中所述多个交替层含有多个Al2O3层，并且所述基板材料是蓝宝石。
15.如权利要求1或2所述的基板体系，其中所述多个交替层含有多个硅层，并且所述基板材料是硅。
16.如权利要求1或2所述的基板体系，其中所述多个交替层含有多个GaAs层，并且所述基板材料是GaAs。
17.如权利要求1或2所述的基板体系，其中所述多个交替层含有多个碳化硅层，并且所述基板材料是碳化硅。
18.如权利要求1或2所述的基板体系，其中所述基板是结晶的基板。
19.一种形成基板体系的方法，所述方法包括：
提供由基板材料制成的基板，
在所述支撑基板的表面上沉积变质过渡区，所述变质过渡区包括多个交替的AlxGa1-xN层(0≤x≤1)和具有与所述基板材料相同的一般化学组成的材料层。
20.如权利要求19所述的方法，所述方法还包括在所述变质过渡区上沉积AlxGa1-xN层。
21.如权利要求19或20所述的方法，其中使用金属有机气相外延MOVPE、分子束外延MBE、原子层沉积ALD、溅射或等离子体沉积之一沉积所述变质过渡区。
22.一种基板体系，所述基板体系通过如权利要求19中所限定的方法制备。
23.一种III-氮化物半导体器件，所述III-氮化物半导体器件包括如权利要求1、2和22中的任意一项所限定的基板体系。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104518060A (zh) * 2013-09-26 2015-04-15 Lg伊诺特有限公司 发光器件及包括发光器件的发光器件封装件和显示系统
CN109148660A (zh) * 2018-08-20 2019-01-04 浙江大学 一种提高led生产效率的复合缓冲层外延结构
CN110911502A (zh) * 2019-12-09 2020-03-24 扬州乾照光电有限公司 一种太阳能电池及其制作方法
CN111341891A (zh) * 2020-03-09 2020-06-26 江西新正耀光学研究院有限公司 紫外led外延结构及其制备方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5892014B2 (ja) * 2012-09-14 2016-03-23 沖電気工業株式会社 窒化物半導体装置及びその作製条件特定方法
TWI482276B (zh) * 2012-10-12 2015-04-21 Ind Tech Res Inst 氮化物半導體結構
EP3154092B1 (en) * 2013-02-15 2021-12-15 AZUR SPACE Solar Power GmbH P-doping of group iii-nitride buffer layer structure on a heterosubstrate
TW201511328A (zh) * 2013-09-13 2015-03-16 Lextar Electronics Corp 發光二極體
US20150090180A1 (en) * 2013-09-27 2015-04-02 Ultratech, Inc. Epitaxial growth of compound semiconductors using lattice-tuned domain-matching epitaxy
US9240517B2 (en) * 2014-02-21 2016-01-19 Osram Sylvania Inc. Strain relief superlattices and optoelectronic devices including the same
TWI550921B (zh) * 2014-07-17 2016-09-21 嘉晶電子股份有限公司 氮化物半導體結構
CN105261681B (zh) * 2015-09-08 2019-02-22 安徽三安光电有限公司 一种半导体元件及其制备方法
DE102016114250B4 (de) * 2016-08-02 2020-04-16 Forschungsverbund Berlin E.V. Verfahren zur Herstellung eines mit einem Halbleitermaterial beschichteten Saphirsubstrats, nach dem Verfahren erhältliches beschichtetes Saphirsubstrat sowie Verwendung eines solchen Substrat in einer Leuchtdiode
CN108220956A (zh) * 2018-02-08 2018-06-29 株洲辉锐增材制造技术有限公司 一种轧辊激光熔敷修复装置及修复方法
EP3850672A1 (en) * 2018-10-03 2021-07-21 Array Photonics, Inc. Optically-transparent semiconductor buffer layers and structures employing the same
CN113169222B (zh) * 2020-12-30 2022-11-11 英诺赛科(苏州)半导体有限公司 用于iii族氮化物半导体的具有不连续铝含量的外延层
DE102021202708A1 (de) * 2021-03-19 2022-09-22 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Aufwachssubstrat und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen halbleiterkörpers

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1347581A (zh) * 1999-03-26 2002-05-01 松下电器产业株式会社 带有应变补偿层的半导体结构及其制备方法
CN1352807A (zh) * 1999-05-28 2002-06-05 Hrl实验室有限公司 具有低开启电压的磷化铟肖特基装置及其制造方法
CN1577743A (zh) * 2003-06-26 2005-02-09 住友电气工业株式会社 GaN基底和其制备方法、氮化物半导体器件和其制备方法
CN101685844A (zh) * 2008-09-27 2010-03-31 中国科学院物理研究所 GaN基单芯片白光发光二极管外延材料

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5146465A (en) * 1991-02-01 1992-09-08 Apa Optics, Inc. Aluminum gallium nitride laser
US5557167A (en) * 1994-07-28 1996-09-17 Litton Systems, Inc. Transmission mode photocathode sensitive to ultravoilet light
JP3712770B2 (ja) * 1996-01-19 2005-11-02 豊田合成株式会社 ３族窒化物半導体の製造方法及び半導体素子
US6567443B2 (en) * 1999-09-29 2003-05-20 Xerox Corporation Structure and method for self-aligned, index-guided, buried heterostructure AlGalnN laser diodes
DE10032062C2 (de) * 2000-07-01 2002-06-27 Eads Deutschland Gmbh Gassensor und Verwendung eines Feldeffekttransistors als Gassensor
US20020149033A1 (en) * 2001-04-12 2002-10-17 Michael Wojtowicz GaN HBT superlattice base structure
US20030113714A1 (en) * 2001-09-28 2003-06-19 Belcher Angela M. Biological control of nanoparticles
EP2034530B1 (en) * 2001-06-15 2015-01-21 Cree, Inc. GaN based LED formed on a SiC substrate
US6967359B2 (en) * 2001-09-13 2005-11-22 Japan Science And Technology Agency Nitride semiconductor substrate production method thereof and semiconductor optical device using the same
US7112830B2 (en) * 2002-11-25 2006-09-26 Apa Enterprises, Inc. Super lattice modification of overlying transistor
US7023024B2 (en) * 2003-03-31 2006-04-04 Inphot, Inc. Diamond based blue/UV emission source
US6969874B1 (en) * 2003-06-12 2005-11-29 Sandia Corporation Flip-chip light emitting diode with resonant optical microcavity
SG124417A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-30 Agency Science Tech & Res Method and structure for fabricating III-V nitridelayers on silicon substrates
KR100718129B1 (ko) * 2005-06-03 2007-05-14 삼성전자주식회사 Ⅲ-Ⅴ족 ＧａＮ계 화합물 반도체 소자
US7615438B2 (en) * 2005-12-08 2009-11-10 Micron Technology, Inc. Lanthanide yttrium aluminum oxide dielectric films
JP2007214257A (ja) * 2006-02-08 2007-08-23 Rohm Co Ltd 半導体発光素子およびその製造方法
JP2007214500A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体部材及びその製造方法
KR101090900B1 (ko) * 2006-10-18 2011-12-08 니텍 인코포레이티드 수직구조의 심자외선 발광다이오드
ATE546827T1 (de) * 2007-08-31 2012-03-15 Fraunhofer Ges Forschung Halbleiterbauelement und dessen verwendung
JP4539752B2 (ja) * 2008-04-09 2010-09-08 住友電気工業株式会社 量子井戸構造の形成方法および半導体発光素子の製造方法
JP5477685B2 (ja) * 2009-03-19 2014-04-23 サンケン電気株式会社 半導体ウェーハ及び半導体素子及びその製造方法
JP2010232279A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 電界効果トランジスタ
JP2010232610A (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
WO2010120819A1 (en) * 2009-04-13 2010-10-21 Kaai, Inc. Optical device structure using gan substrates for laser applications
JP2013516761A (ja) * 2009-12-30 2013-05-13 ニューポート コーポレーション 新規な光学コーティングを用いるｌｅｄ装置アーキテクチャおよび製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1347581A (zh) * 1999-03-26 2002-05-01 松下电器产业株式会社 带有应变补偿层的半导体结构及其制备方法
CN1352807A (zh) * 1999-05-28 2002-06-05 Hrl实验室有限公司 具有低开启电压的磷化铟肖特基装置及其制造方法
CN1577743A (zh) * 2003-06-26 2005-02-09 住友电气工业株式会社 GaN基底和其制备方法、氮化物半导体器件和其制备方法
CN101685844A (zh) * 2008-09-27 2010-03-31 中国科学院物理研究所 GaN基单芯片白光发光二极管外延材料

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104518060A (zh) * 2013-09-26 2015-04-15 Lg伊诺特有限公司 发光器件及包括发光器件的发光器件封装件和显示系统
CN104518060B (zh) * 2013-09-26 2018-08-10 Lg伊诺特有限公司 发光器件及包括发光器件的发光器件封装件和照明系统
CN109148660A (zh) * 2018-08-20 2019-01-04 浙江大学 一种提高led生产效率的复合缓冲层外延结构
CN110911502A (zh) * 2019-12-09 2020-03-24 扬州乾照光电有限公司 一种太阳能电池及其制作方法
CN110911502B (zh) * 2019-12-09 2022-02-01 扬州乾照光电有限公司 一种太阳能电池及其制作方法
CN111341891A (zh) * 2020-03-09 2020-06-26 江西新正耀光学研究院有限公司 紫外led外延结构及其制备方法
CN111341891B (zh) * 2020-03-09 2021-07-09 江西新正耀光学研究院有限公司 紫外led外延结构及其制备方法

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