CN1280961C - 氮化物半导体基板及制法和使用该基板的氮化物半导体装置 - Google Patents

氮化物半导体基板及制法和使用该基板的氮化物半导体装置 Download PDF

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Abstract

一种氮化物半导体基板，包括：(a)支承基板，(b)具有周期性T字形横剖面的第一氮化物半导体层，其系于支承基板上自周期性设置的条纹状、格栅状或岛状部分成长，及(c)覆盖该支承基板的第二氮化物半导体基板，其系自该第一氮化物半导体层的上表面及侧面成长，其中在第二氮化物半导体层的下方形成空穴。将具有周期性设置的条纹状、格栅状或岛状孔隙的保护层形成于支承基板上。第一氮化物半导体层自基板的暴露部分横向成长。在第一氮化物半导体层覆盖支承基板之前停止成长。因此，第一氮化物半导体层具有周期性的T字形横剖面。然后将保护层移除，及使第二氮化物半导体层自第一氮化物半导体层的上表面及侧面成长，以覆盖基板。

Description

氮化物半导体基板及制法和使用该基板的氮化物半导体装置
技术领域
本发明涉及一种成长氮化物半导体(InxAlyGa1-x-yN，0≤x，0≤y，x+y≤1)的方法，尤其涉及可用于制造氮化物半导体基板的氮化物半导体的成长方法。
背景技术
近来已对在由具有与氮化物半导体不同的晶格常数的不同材料诸如蓝宝石、尖晶石或碳化硅制成的基板上的氮化物半导体的成长进行各种研究。
举例来说，日本应用物理期刊(JPN.J.Appl.Phys.)，第37卷(1998)，L309-L312页中说明成长磊晶横向过度成长GaN(epitaxial lateralovergrowth(ELOG))的方法，其中经由在经成长于蓝宝石的C平面上的氮化物半导体上部分形成SiO2或其他材料的保护膜，及使氮化物半导体在100托尔(Torr)的减压下成长于其上，而制得具有较低差排(disclocation)密度的氮化物半导体。
在ELOG成长方法中，可经由故意使氮化物半导体横向成长于保护膜上，而将具有降低差排瑕疵的氮化物半导体形成于保护膜上。当氮化物半导体成长时，发生差排，且其仅于保护膜的窗部分中成长。
然而，万一SiO2或其类似物的保护膜具有宽的条纹宽度，则氮化物半导体于保护膜上的横向成长不会进行完全，而最终会导致异常的成长。
此外，在利用蒸气相沉积方法使氮化物半导体横向成长的情况中，当自暴露于保护膜的两侧上的氮化物半导体横向成长的两氮化物半导体薄膜于保护膜之中心处相会并彼此接合时，差排局部集中于接面(joint)。此部分系由于当于SiO2或其类似物的保护膜上横向成长时，氮化物半导体的正面倾斜所致。在利用磊晶成长将装置层形成于诸如前述的氮化物半导体基板上的情况中，在差排集中的接面中可能会产生微观的坑穴。坑穴系由在加热基板以成长装置层的过程中，由氮的解离所产生。坑穴随磊晶成长的继续而成长得更大。
结果，即使当利用蒸气相沉积方法经由将氮化物半导体层横向成长于保护膜上而形成单一连续氮化物半导体基板时，仍无法以与一般的单晶基板相同的方式作处理。由于应使半导体激光的活性层不接触到接面的附近，因而很难获得够大而可形成装置的区域。此外，由于单一氮化物半导体基板的表面看起来较均匀，因而很难经由观察基板的上表面而辨识接面，及准确地进行装置图案的形成。
再者，在使用于蓝宝石或其类似物上的保护膜经由使氮化物半导体横向成长而形成单一连续氮化物半导体基板的情况中，此一结构可能会翘曲。因为堆叠于彼此之上的蓝宝石、保护膜及氮化物半导体层具有不同的热膨胀系数。
亦可于最后阶段中将不同材料的基板自氮化物半导体基板移除。不同材料的基板可经由抛光或使基板与氮化物半导体之间的界面照射准分子(excimer)激光，因而使界面中的化学键断裂而移除。然而，要将不同材料的基板诸如蓝宝石移除并不容易，因其需耗费长时间于利用抛光或藉由准分子激光而移除。
本发明的一个目的为提供一种利用保护膜经由横向晶体成长而制得的氮化物半导体基板的新颖结构，其可抑制经由使氮化物半导体层于保护膜上接合而于装置上所造成的不利影响。本发明的另一目的为防止氮化物半导体基板翘曲。本发明的再一目的为使由不同的材料制成的基板自氮化物半导体基板的移除容易。
发明内容
为解决前述的问题，根据第一发明的氮化物半导体基板包括：(A)支承基板，(B)经由在以设置于支承基板的表面上的周期性条纹、格栅或岛形态形成的部分开始横向成长氮化物半导体薄膜，及在薄膜接合在一起之前停止横向成长，而形成的具有周期性设置的T字形横剖面的第一氮化物半导体层，及(C)自作为核心的第一氮化物半导体层的上表面或上表面及侧面(此侧面系经横向成长)成长，并覆盖支承基板的整个表面的第二氮化物半导体层，其中在第二氮化物半导体层的接面下方形成空穴。
具有如前所述的结构的氮化物半导体基板可利用下列步骤制得：(A)在支承基板上形成具有条纹、格栅或岛形态的窗的保护膜，(B)使第一氮化物半导体自支承基板的暴露部分于保护膜上横向成长，及于不使保护膜被覆盖的状态中停止成长，(C)将保护膜移除，因而在经横向成长的第一氮化物半导体层的下方形成空穴，及(D)使第二氮化物半导体层自第一氮化物半导体层的上表面或上表面及侧面(此侧面系横向成长的部分)横向成长。支承基板可为由不同材料诸如蓝宝石制成的基板，或其整个表面上覆盖氮化物半导体层的不同材料的基板。在使用由蓝宝石或其类似物制成的基板的情况中，在成长第一氮化物半导体之前于基板上形成低温成长缓冲层较佳。在第二氮化物半导体层自第一氮化物半导体层的上表面成长的情况中，可将移除保护膜的步骤省略，由于即使当未将保护膜移除时，第二氮化物半导体层的两部分仍将于空穴的上方彼此接合。
根据本发明的第一方面，即使当全部形成保护膜时，仍可成长无空隙的氮化物半导体。此外，由于第二氮化物半导体层系成长于空穴的上方，因而可抑制在其他情况中当自第一氮化物半导体的侧面成长第二氮化物半导体时所将产生的应变。此外，由于成长中的晶体的正面不会如同成长于保护膜上的情况中般地倾斜，因而可减轻接面中的差排的浓度。
此外，由于在第二氮化物半导体层的接面的下方存在具有显著不同于氮化物半导体的折射率的空穴，因而即使系自覆盖基板的整个表面的第二氮化物半导体层的上表面上，仍可更容易地将接面定位。由于空穴可解除应变，因而可减轻由于在基板与氮化物半导体层之间的热膨胀系数的差异所致的基板的翘曲。
此外，由于氮化物半导体层系由在支承基板上的不连续的柱状结构所支承，因而在氮化物半导体层与支承基板之间的粘合强度减低。结果，不仅可使用常规的使用准分子激光的方法，并且可使用机械剥离技术诸如振动或热冲击来移除支承基板。支承基板可例如，经由将支承基板于其背面上抛光，及利用在抛光过程中所产生的振动，而以机械方式剥除。在抛光过程中，利用振动将整个支承基板剥除。当使用机械剥离技术时，支承基板可于较短时间内移除。虽然发生剥离的界面有改变的倾向，但经由于剥离之后将支承基板于其背面上抛光，而可得到均匀的氮化物半导体基板。
当将经氮化物半导体层覆盖的不同材料的基板用作支承基板时，覆盖不同材料的基板的氮化物半导体层可为：(a)在较其后氮化物半导体层所将成长的温度低的温度下成长的氮化物半导体缓冲层(以下称为低温成长缓冲层)；(b)低温成长缓冲层与氮化镓层的层合物；(c)低温成长缓冲层、氮化镓层与氮化铝镓层的层合物；或(d)低温成长缓冲层、氮化镓层与氮化铟镓层的层合物。
在前述的构造之中，使用氮化物半导体层(c)(＝低温成长缓冲层、氮化镓层与氮化铝镓层的层合物)有抑制在后续的方法中在支承基板表面上的氮化物半导体层的分解，因而防止在其他情况中将会于支承基板表面中产生的V字形沟槽的产生的作用。通过利用由在氮化镓层与氮化铝镓层之间的热膨胀系数的差异所产生的应力，也可更容易地将支承基板剥除。当使用氮化物半导体层(d)(＝低温成长缓冲层、氮化镓层与氮化铟镓层的层合物)时，通过利用氮化铟镓层具有较氮化镓弱的机械强度的事实，而可更容易地将支承基板剥除。
将条纹、格栅或岛形态的窗形成于支承基板上的保护膜上。形成格栅或岛形态的窗是优选的。当形成格栅或岛形态的窗时，第一氮化物半导体层在平面中的许多方向中成长，因此使其可较容易地将支承基板剥除。形成格栅形态的窗，以致被窗包围的保护膜具有多边形或圆形的形状更佳。当被窗包围的保护膜的面积系以多边形或圆形形状形成时，第二氮化物半导体层的接面成为在保护膜中心的点，因而可使差排集中的接面的面积减至最小。
虽然于成长第一氮化物半导体层之后将保护膜移除，但不可能将保护膜完全移除，且以至少在第二氮化物半导体层的接面下方形成空穴的方式将保护膜移除即已足够。举例来说，可仅自接面下方将保护膜移除，或仅降低其厚度。
保护膜可利用干式蚀刻或湿式蚀刻移除，在任一方式中，可将保护膜移除，而不使氮化物半导体的结晶度退化。干式蚀刻可容易地控制待移除的保护膜的深度。
当将保护膜移除以使支承基板的表面暴露时，可减轻由当将氮化物半导体成长于保护膜上时由保护膜的分解所造成的问题，即氮化物半导体的异常的成长和结晶度的退化。
保护膜系由氧化硅、氮化硅、氧化钛或氧化锆、或这些材料的多层薄膜或由具有不低于1200℃的高熔点的金属制得的薄膜所制成。由于此一保护膜的材料具有使氮化物半导体不易在其上成长的性质，因而将保护膜使用于使氮化物半导体于其上横向成长较佳。
根据第二发明的氮化物半导体基板具有在以设置于支承基板的表面上的周期性条纹或格栅形态形成的基板的部分开始横向成长的氮化物半导体层，其中自各自的起始点成长的氮化物半导体层的两薄膜并不彼此接合，而系透过空隙彼此相对。
因此，本发明的氮化物半导体基板的特征在于自各自起始点成长的氮化物半导体层的两薄膜的形态并不彼此接合，而是经设置成透过空隙彼此相对，这与横向成长基板的常规知识恰恰相反。发明人发现即使系在其上横向成长的氮化物半导体层的两薄膜是经设置成透过空隙彼此相对的氮化物半导体基板的情况中，制造诸如激光或LED的装置的晶体仍可利用蒸气相磊晶方法平坦地成长。发明人也发现由于磊晶成长是以没有差排集中的接面的状态开始，因而不会发生当加热基板时，由于氮的解离所致的坑穴产生的先前技艺的问题。此外，可成长具有比由先前技艺所得的更好的结晶度的平坦装置层。
具有如前所述的结构的氮化物半导体基板可通过，例如，在支承基板上形成具有条纹、格栅或岛状形态的保护膜，使氮化物半导体于保护膜上自支承基板的暴露部分横向成长，及于保护膜未被完全覆盖的状态中停止成长而制得。支承基板可为由不同材料诸如蓝宝石制成的基板，或于其整个表面上覆盖氮化物半导体层的不同材料的基板。
通过在横向成长的氮化物半导体的下方将保护膜移除而形成空穴是优选的。形成空穴使其可于后续的装置形成方法中较容易地将空隙定位。此外，可减轻由在不同材料的基板与氮化物半导体之间的热膨胀系数差异所产生的应变，因而抑制氮化物半导体基板的翘曲。支承基板的较佳结构及组合物、保护膜的材料及形状及保护膜的移除方法系与第一发明类似。
本发明的氮化物半导体基板可包括：(A)根据第一发明或第二发明制得的具低差排密度的氮化物半导体层，(B)利用卤化物蒸气相磊晶方法(以下称为HVPE方法)成长的使氮化物半导体层的差排分散的厚氮化物半导体层，及(C)利用与第一发明或第二发明类似的方式形成的氮化物半导体层。在根据第一发明或第二发明所制得的氮化物半导体层中，差排残留于保护膜的窗的上方。通过藉由利用HVPE成长方法形成的厚氮化物半导体层使差排分散，可将氮化物半导体层制成为于整个面积上具有相当低的差排密度。通过以HVPE成长氮化物半导体层为基础根据第一发明或第二发明使层成长，可制得具有甚至更低的差排密度的氮化物半导体基板。
附图的简要说明
图1A至图1D是显示制造具体实施例1的氮化物半导体基板的方法的概略剖面图。
图2A至图2C是显示保护膜的形态的概略图示。
图3A至图3C是显示保护膜的形态的概略图示。
图4是在基板的主平面侧上的平面图，其显示以使条纹的方向自定向平表面少许偏离的状态形成条纹保护膜。
图5是概略显示具体实施例1的氮化物半导体的另一例子的剖面图。
图6是概略显示具体实施例1的氮化物半导体基板的再一例子的剖面图。
图7是概略显示具体实施例1的氮化物半导体基板的再另一例子的剖面图。
图8是显示制造具体实施例2的氮化物半导体基板的方法的概略剖面图。
图9是概略显示在图8所示的氮化物半导体基板上形成装置的制造方法的剖面图。
图10是概略显示使用具体实施例2的另一例子的氮化物半导体基板的氮化物半导体装置的剖面图。
图11是概略显示使用具体实施例2的又另一例子的氮化物半导体基板的氮化物半导体装置的剖面图。
图12是概略显示具体实施例3的氮化物半导体基板的剖面图。
图13是更详细显示接面部分的图6中的氮化物半导体基板的概略剖面图。
图14A及图14B是实施例6(图14A)及比较实施例1(图14B)中的氮化物半导体基板的CL影像。
实施发明的最佳方式
现将参照附图将本发明详细说明于下。
具体实施例1
关于根据第一发明的氮化物半导体基板将第一具体实施例说明于下。图1A至图1D是逐步显示制造根据第一发明的氮化物半导体基板的方法的一例子的概略图示。
图1A是显示使氮化物半导体成长于不同材料的基板1上，及形成保护膜的条纹的方法的概略剖面图。
不同材料的基板1可由绝缘物质诸如具有在C平面、R平面或A平面中的主平面的蓝宝石或尖晶石(MgAl2O4)、或SiC(6H、4H、3C)、ZnS、ZnO、GaAs、Si或具有与氮化物半导体类似的晶格常数的氧化物制成。
或者，可在将氮化物半导体2成长于基板1上之前，在基板1上形成缓冲层(未示于图中)。缓冲层可为AlN、GaN、AlGaN、InGaN等等。缓冲层是在自300至900℃的范围内的温度下成长至在自0.5微米至10埃的范围内的厚度。这是为了减轻在基板1与氮化物半导体2之间的晶格常数的失谐(mismatch)，且优选为了降低晶体瑕疵。
形成于基板1上的氮化物半导体2可由未经掺杂的GaN或经掺杂n-型不纯物诸如Si、Ge、Sn或S的GaN所制成。氮化物半导体2系在自900至1000℃的范围内的温度下于基板1上形成优选1.5微米或更厚的厚度，这使其可于晶体表面上形成具有较少坑穴的镜面，因此是优选的。氮化物半导体2也可通过堆叠GaN薄膜及AlxGa1-xN薄膜(0＜x＜1，以0＜x≤0.5较佳)，或堆叠GaN薄膜及InyGa1-yN薄膜(0＜y≤1)而形成。使用此等构造使其可利用由在GaN薄膜与AlxGa1-xN薄膜之间的热膨胀系数的差异所产生的应力及InxyGa1-yN薄膜的低强度而将基板1容易地移除。在此情况下，AlxGa1-xN薄膜及InxyGa1-yN薄膜可经掺杂n-型不纯物或未经掺杂。
待形成于氮化物半导体2的部分表面上的保护膜3系由使氮化物半导体不易于在其上成长的材料所制成。优选地，保护膜系由氧化物或氮化物诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SixNy)、氧化钛(TiOx)或氧化锆(ZrOx)、或此等材料的多层薄膜所制成的。
除了前述的材料之外，还可使用具有不低于1200℃的熔点的金属诸如钨及钼。
保护膜3系利用CVD、溅镀或蒸气沉积形成，然后将抗蚀剂薄膜涂布于其上，利用照相平板方法蚀刻形成条纹或格栅形态。通过将保护膜蚀刻成为条纹或格栅形态，而在保护膜中形成呈条纹或岛的形状的窗。或者，也可使保护膜3以岛的形态残留，而于保护膜3中形成格栅形态的窗。保护膜的条纹或格栅的宽度并无限制，然而在条纹的情况中，其系在自5至20微米的范围内是优选的。保护膜3中的窗或开口的宽度优选小于条纹的宽度。当将保护膜以岛的形态形成，以形成格栅形态的窗时，将岛制成为10微米或以下的宽度，以5微米或以下较佳，及将格栅形状的窗制成为在自10至30微米的范围内的宽度，以自10至20微米较佳。
由于不需形成第一氮化物半导体，以将保护膜完全覆盖，因而对于保护膜的厚度并无限制，且其厚度可在自0.05至10微米的范围内。
图2A至图2C及图3A至图3C系基板于蚀刻之后的顶视图。图2A显示将形成于氮化物半导体2上的保护膜3以条纹形态蚀刻的情况。图2B及图2C显示将保护膜3以格栅形态蚀刻，而形成岛状窗的情况。岛状窗可以如图2B及图2C所示的多边形(三角形、矩形、六边形等等)、或圆形形成。
图3B及图3C显示使保护膜3以岛的形态残留，而形成格栅形态的窗的情况。保护膜3可以如图3A及图3C所示的多边形(三角形、矩形、六边形等等)、或如图3B所示的圆形形成。保护膜3的岛系以尽可能恒定的间隔以稠密的配置设置较佳。举例来说，在图3A中，保护膜3的六边形岛系以蜂巢形态设置(各相邻六边形的一边彼此相对，各六边形被六个六边形环绕)，然而在图3C中，各相邻三角形的一边彼此相对，同时六个三角形形成一个六边形，且六边形系以蜂巢配置设置。藉由此等配置，可使在保护膜3的岛之间的距离(窗的宽度)变均匀，且可以高密度设置保护膜3的岛。保护膜3并不限于图2及图3所示的形态，且其可具有任何形态，只要氮化物半导体2系周期性地暴露即可。
以如图2A及图2C所示的岛的形态或如图3A至图3C所示的格栅于保护膜3中形成窗具有由于后续的第一氮化物半导体层4的成长系于许多方向中发生(以图中的箭头指示)，因而可更容易地将在第一氮化物半导体层4下方的支承基板剥除的优点。
通过如图3所示以岛的形态留下保护膜3而形成格栅形态的窗有这样的优点，即，稍后待成长的第二氮化物半导体层5的接面成为在保护膜3之中心的点，因而可将差排集中的接面的面积减至最小。
在将保护膜以条纹形成的情况中，通过如图4所示设置条纹，将定向平表面设于蓝宝石的A平面，将成长方向设于在自定向平表面的法线方向向左或向右的角度θ＝0.1至1°，而得到平坦成长表面的良好晶体。
然后如图1B所示，使用氮化物半导体2作为核心使第一氮化物半导体4透过保护膜中的窗成长，及在保护膜3被完全覆盖之前，使第一氮化物半导体4于保护膜3上的横向成长停止。经以此方式成长的第一氮化物半导体4具有如图1B所示的周期性T字形态的横剖面。
虽然对于在形成于保护膜3上的氮化物半导体2上成长的第一氮化物半导体4并无限制，但GaN的氮化物半导体是优选的。
第一氮化物半导体4可经掺杂p-型不纯物或n-型不纯物或未经掺杂。
第一氮化物半导体4的较佳厚度系视保护膜3的厚度及尺寸而定。由于必需具有横向成长于保护膜的表面上的良好结晶度的部分，因而将第一氮化物半导体4成长至具有较保护膜大至少1.5倍，且在自1.5至2微米的范围内的厚度较佳。
然后如图1C所示，在将第一氮化物半导体4于保护膜3上的横向成长中途停止的状态中，将保护膜移除。
保护膜可通过蚀刻而移除。虽然对于蚀刻方法并无限制，但可使用干式蚀刻或湿式蚀刻。各向同性干式蚀刻将可使蚀刻方法的控制较容易。
通过将保护膜移除，在经横向成长的第一氮化物半导体4的一部分的下方形成空穴。结果，在成长于第一氮化物半导体4上的氮化物半导体中，在自第一氮化物半导体的侧面成长的过程中在与保护膜的界面中产生应力。
然后如图1D所示，在保护膜3已被移除的第一氮化物半导体4上，自第一氮化物半导体4的上表面及侧面成长第二氮化物半导体5。
第二氮化物半导体5可由未经掺杂的GaN、经掺杂n-型不纯物诸如Si、Ge、Sn或S的GaN或经掺杂p-型不纯物诸如Mg的GaN所制成。第二氮化物半导体5系在自900至1100℃的范围内的温度下成长。在前述的材料中，掺杂Mg使第二氮化物半导体5较容易填补第一氮化物半导体4中的空隙，且是优选的。另一方面，未经掺杂提供稳定的电性质。由于第二氮化物半导体5系在空穴上方成长，因而也可使用由于在保护膜上成长的低选择性而无法于先前技艺中使用的AlxGa1-xN(0＜x＜1)。
第二氮化物半导体5的厚度在GaN的情况中系在自5至20微米的范围内较佳，及在AlxGa1-xN的情况中系在自2至15微米的范围内。
第二氮化物半导体层5可具有多层结构，其优选为超晶格结构。各层的厚度为10埃～2微米较佳。当第二氮化物半导体层5为多层时，其也可起到作为装置的功能层，例如，接触层或甚至包覆层的作用。这可降低装置的总厚度，因此可抑制装置的翘曲。多层结构的另一优点为防止差排在直立方向中蔓延。由于AlxGa1-xN系在加速横向成长及有效防止差排向上蔓延的条件下成长，因而GaN/AlxGa1-xN(0＜x＜1)多层对第二氮化物半导体5是优选的。举例来说，将各具有200埃厚度的GaN及AlxGa1-xN对重复50次成为超晶格层。
由于第二氮化物半导体5系自通过横向成长制得的具有良好结晶度的第一氮化物半导体的上表面及侧面成长，因而可于第二氮化物半导体中消除晶体瑕疵，而仅使晶体瑕疵残留于保护膜3的窗的上方。虽然图1D系显示第二氮化物半导体5自作为核心的第一氮化物半导体4的上表面及侧面横向成长的情况，但第二氮化物半导体5也可仅自第一氮化物半导体4的上表面成长。当第二氮化物半导体5系自第一氮化物半导体4的上表面成长时，由于即使当未将保护膜移除时，第二氮化物半导体层的两部分仍将于空穴的上方彼此接合，因而可将移除保护膜的步骤省略。
通过将保护膜3完全移除以使氮化物半导体2暴露，如图5所示，可防止当将装置形成于基板上时，由SiO2或其类似物制成的保护膜在高于1000℃的温度下分解，并扩散至设置于保护膜上的氮化物半导体内的问题。因此，可解决由于分解的SiO2侵入至氮化物半导体内造成结晶度的退化或异常成长的问题。
此外，即使系在将保护膜完全移除而使第二氮化物半导体5自第一氮化物半导体的上表面及侧面横向成长的情况中，空穴残留于第二氮化物半导体中，并抑制晶体瑕疵自包括许多晶体瑕疵的氮化物半导体2的蔓延。
如图6所示，可将保护膜3移除，直至氮化物半导体2暴露，而有一部分的保护膜3，像是柱状体，残留于一部分横向成长的第一氮化物半导体4的下方为止。在此情况下，也可防止当将反应性装置形成于基板上时，由SiO2或其类似物制成的保护膜在高于1000℃的温度下分解，并扩散至设置于保护膜上的氮化物半导体内，而导致结晶度的退化或异常成长的问题。在图5及图6所示的发明的一个方面中，通过保护膜3而暴露的氮化物半导体2的表面在方法过程中分解，且在氮化物半导体2中倾向于产生V字形沟槽。由于氮化物半导体2的分解所致的V字形沟槽的形成会造成第一及第二氮化物半导体4、5的污染。然而，V字形沟槽的形成可有助于更容易地将支承基板剥除，且也可抑制在第二氮化物半导体5的接面中的差排。为故意形成V字形沟槽，氮化物半导体层2的表面为氮化镓或氮化铟镓较佳。为抑制V字形沟槽的形成，氮化物半导体层2的表面为氮化铝镓较佳。
氮化物半导体基板也可通过如图7所示，成长保护膜3，但不将氮化物半导体2成长于基板1上而制得。
根据此具体实施例的氮化物半导体基板具有如下的特征：(1)在氮化物半导体的接面中的差排浓度减轻，(2)容易将接面定位，及(3)抑制翘曲。因此，可容易地制造氮化物半导体装置诸如半导体激光。当制造半导体激光时，在成长第一氮化物半导体4的起始点与第二氮化物半导体5的接面之间的区域中优选地形成条纹，该条纹是为控制半导体激光的横向模式设置的。此区域中的差排数不多于107/平方厘米。这是由于成为成长第一氮化物半导体4的起始点的区域，即保护膜3的窗区域，具有高差排密度，且第二氮化物半导体5的接面具有较其他部分高，但相较于先前技艺显著为低的差排密度所致。在脊形波导半导体激光的情况中的脊，或在埋置异接合(hetero-junction)半导体激光的情况中的埋置条纹系形成于成长第一氮化物半导体4的起始点与第二氮化物半导体5的接面之间的区域中。由于接面区域的差排密度较先前技艺为低，因而可将激光的条纹形态形成为更靠近接面，因而延长激光装置的寿命。
具体实施例2
关于根据第二发明的氮化物半导体基板将第二具体实施例说明于下。图8A至图8C显示制造根据第二发明的氮化物半导体基板的方法的一例子。图8A至图8C所示的方法系与图1A至图1C所示的第一具体实施例类似，且可将关于图1A至图1C所说明的制造条件应用至此方法。图8A系显示使氮化物半导体于由不同材料制成的基板1上成长，及形成保护膜的条纹的方法的概略剖面图。可在将氮化物半导体2成长于基板1上之前，在基板1上形成缓冲层(未示于图中)。
然后如图8B所示，使用氮化物半导体2作为核心使第一氮化物半导体4透过保护膜中的窗成长，及在自相邻窗成长的第一氮化物半导体4的两面积彼此接合，并将保护膜3完全覆盖之前，停止第一氮化物半导体4在保护膜3上的横向成长。
虽然可将图8B的状态的氮化物半导体基板用作基板，但如图8C所示将保护膜3移除更佳。通过将保护膜3移除以使氮化物半导体2暴露，可防止当将反应性装置形成于基板上时，由SiO2或其类似物制成的保护膜在高于1000℃的温度下分解，并扩散至设置于保护膜上的氮化物半导体内的问题。因此，可解决由于经分解的SiO2侵入至氮化物半导体内造成结晶度的退化或异常成长的问题。此外，由于当将保护膜3移除时，于形成装置后在第一氮化物半导体4的下方形成空穴，因而可形成装置图案，同时辨识出空隙4a。此外，通过减轻在基板1与氮化物半导体层4之间的应变，可限制氮化物半导体基板的翘曲。
如前所述而形成的氮化物半导体基板具有经横向成长的氮化物半导体层4的个别部分并未彼此接合，且氮化物半导体层4具有周期性T字形的横剖面的形态。换言之，虽然在基板的上层上的氮化物半导体层4的个别部分之间存在空隙4a，但即使是在不是连续片材的氮化物半导体层上，氮化物半导体层仍可以平坦的形态磊晶成长(epitaxially grown)。
图9A及9B系显示通过使装置形成层于利用图8所示的方法制得的氮化物半导体基板上磊晶成长，而制造氮化物半导体装置的方法的概略图示。首先，如图9A所示，将利用图8所示的方法制得的氮化物半导体基板置于蒸气相磊晶成长装置中，并加热至适合于成长氮化物半导体的约900至1200℃。在此加热方法中，由于经横向成长的氮化物半导体层4的个别部分并未彼此接合，因而于此具体实施例的氮化物半导体基板中并未产生坑穴。在先前技艺的方法中，由于在差排集中的横向成长的接面中的氮的解离，因而在达到氮化物半导体的成长温度之前，在氮化物半导体基板的表面中产生坑穴。
然后如图9B所示，将n-型接触层6直接形成于氮化物半导体基板上，及利用连续磊晶成长形成包括n-型包覆层、活性层及p-型包覆层的氮化物半导体层7。n-型接触层6及形成于其上的氮化物半导体层7构成氮化物半导体装置诸如激光或LED。通过将n-型接触层6形成大厚度，可填补氮化物半导体层4中的空隙，因而形成平坦表面。n-型接触层6可由，例如，AlxGa1-xN(0≤x＜0.5)制成，其厚度系在自5至10微米的范围内较佳。边将氮化物半导体成长温度维持于自900至1200℃的范围内，边使包括n-型接触层6的整个装置形成层连续成长较佳。也可于在自900至1200℃的范围内的温度下将由氮化物半导体诸如GaN制成的缓冲层成长于氮化物半导体基板上之后再形成n-型接触层6，而不是直接将n-型接触层6形成于氮化物半导体基板上。此外，也可于成长经掺杂Mg的氮化物半导体层(以GaN层较佳)之后再形成n-型接触层6，而不是直接形成n-型接触层6。由于经掺杂Mg的氮化物半导体层较易横向成长，因而可充分地填补氮化物半导体基板中的空隙4a。
当由n-型接触层6及氮化物半导体层7构成半导体激光时，将经设置于控制半导体激光的横向模式的条纹形成于在成长第一氮化物半导体4的起始点与第二氮化物半导体5的接面之间的区域中较佳。此区域中的差排数不多于107/平方厘米。这是由于成为成长第一氮化物半导体4的起始点的区域，即保护膜3的窗，具有高差排密度，且在氮化物半导体4的相邻部分之间的空隙4a的中心具有较其他部分高的差排密度所致。在脊形波导管半导体激光的情况中的脊，或在埋置异接合半导体激光的情况中的埋置条纹系形成于成长第一氮化物半导体4的起始点与氮化物半导体层4的空隙4a的中心之间。
虽然如图8C所示，将由SiO2或其类似物制成的保护膜3完全移除，以使氮化物半导体2暴露较佳，但可使一部分的保护膜3类似柱状体残留，而残留于第一氮化物半导体4的部分的下方，如图10所示。在此情况下，也可防止当将反应性装置形成于基板上时，由SiO2或其类似物制成的保护膜在高于1000℃的温度下分解，并扩散至设置于保护膜3上的氮化物半导体6、7内，因此而导致结晶度的退化或异常成长的问题。
也可通过直接横向成长第一氮化物半导体层4，不将氮化物半导体2成长于基板1上，及在将基板的整个表面覆盖之前停止横向成长，而制得氮化物半导体基板。支承基板的较佳结构及组合物、保护膜的材料及形状及保护膜的移除方法与第一发明类似。
具体实施例3
图12A及图12B系显示根据本发明的第三具体实施例的氮化物半导体基板的概略剖面图。在此具体实施例中，利用HVPE方法成长厚的氮化物半导体层8，以使差排分散于利用第一或第二具体实施例的方法制得的氮化物半导体层上(以下称为第一横向成长)，然后利用与第一或第二具体实施例类似的方法成长氮化物半导体层(以下称为第二横向成长)，因而构成氮化物半导体基板。
第一及第二横向成长可利用第一具体实施例或第二具体实施例的方法进行。其也可以四种可能组合的任何一种组合。以下将参照图12A及图12B说明其中的两种组合。
图12A显示第一横向成长系利用与第一具体实施例类似的方法进行，及第二横向成长系利用与第二具体实施例类似的方法进行的例子。此方法在直至形成在由蓝宝石或其类似物制成的基板1上的氮化物半导体层2、第一氮化物半导体层4及第二氮化物半导体层5的步骤系与第一具体实施例类似。然后将厚的HVPE层8形成于第二氮化物半导体层5上。虽然差排集中在位于保护膜3的窗上方的第二氮化物半导体层5的区域5b中，但由于形成的HVPE层8厚度大，因而差排均匀地分散于整个HVPE层8中。然后利用与第二具体实施例类似的方法将具有T字形横剖面的氮化物半导体层4′形成于HVPE层8上，并再形成装置形成层6及7。
图12B显示第一横向成长系利用与第二具体实施例类似的方法进行，及第二横向成长系利用与第一具体实施例类似的方法进行的例子。此方法在直至形成在由蓝宝石或其类似物制成的基板1上的氮化物半导体层2、具有T字形横剖面的第一氮化物半导体层4的步骤与第二具体实施例类似。然后将厚的HVPE层8形成于具有T字形横剖面的氮化物半导体层4上。虽然差排集中在位于保护膜3的窗上方的氮化物半导体层4的区域4b中，但由于形成的HVPE层8的厚度大，因而差排均匀地分散于整个HVPE层8中。然后利用与第一具体实施例类似的方法将第一氮化物半导体层4′及第二氮化物半导体层5′形成于HVPE层8上，并再形成装置形成层6及7。
根据此具体实施例，残留于通过第一横向成长制得的氮化物半导体层中的差排通过利用HVPE成长方法形成的厚的氮化物半导体层8均匀地分散，且以氮化物半导体层8为基础进行第二横向成长，因而制得具有甚至更低的差排密度的氮化物半导体基板。厚的HVPE层8对于将差排均匀分散是优选的。HVPE层的厚度至少为10微米，以不低于50微米较佳，不低于200微米更佳，不低于400微米又更佳。
在本发明的氮化物半导体基板的制造方法中，对于成长氮化物半导体2、第一氮化物半导体4及第二氮化物半导体的方法并无限制。举例来说，可使用诸如MOVPE(金属-有机蒸气相沉积)、HVPE(卤化物蒸气相沉积)、MBE(分子束磊晶)及MOCVD(金属-有机化学蒸气相沉积)的方法。
虽然可使用干式蚀刻或湿式蚀刻于在保护膜中形成窗及将保护膜移除，但优选使用各向异性蚀刻于形成窗，及优选使用各向同性蚀刻于移除保护膜。
现将本发明的实施例说明于下，但本发明并不限于这些具体实施例。
实施例1
使用具有在C平面中的主平面及在A平面中的定向平表面的蓝宝石基板1。利用MOCVD方法，使用氢作为递送气体，及氨和TMG(三甲基镓)作为原料气体，在510℃的温度下将GaN的缓冲层于蓝宝石基板1上形成200埃的厚度。
于成长缓冲层之后，仅将TMG的供给停止，及将温度提高至1050℃。当温度达到1050℃时，通过使用TMG、氨及硅烷气体作为原料气体，使由未经掺杂的GaN制成的氮化物半导体2成长至2.5微米的厚度。
利用CVD方法将由SiO2制成的保护膜3于氮化物半导体2上形成0.5微米的厚度，及于形成条纹形态的光罩后，利用蚀刻形成具有14微米的条纹宽度及6微米的窗尺寸的由SiO2制得的保护膜3。将保护膜3的条纹的方向设置成垂直于蓝宝石的A平面。两相邻氮化物半导体4的空隙为约2微米。
然后利用MOCVD方法，使用TMG、氨、硅烷气体及Cp2Mg(环戊二烯基镁)作为原料气体，在1050℃的温度于减压下，将由GaN制成的第一氮化物半导体4成长至2微米的厚度。在此方法中，第一氮化物半导体4自SiO2保护膜的窗成长，并在保护膜上横向成长。在第一氮化物半导体4完全覆盖SiO2保护膜之前停止成长。
然后利用各向同性干式蚀刻，在120℃的温度下，使用氧及CF4作为蚀刻气体，将SiO2保护膜蚀刻至0.3微米的深度。
利用MOCVD方法，使用TMG、氨、硅烷气体及Cp2Mg(环戊二烯基镁)作为原料气体，在1050℃的温度于大气压力下，使由GaN制成的第二氮化物半导体5自已经横向成长的第一氮化物半导体的侧面及上表面成长至15微米的厚度。也可使用减压以成长第二氮化物半导体5。
如前所述而制得的第二氮化物半导体5的表面的CL(阴极发光)观察显示在保护膜的窗上的晶体瑕疵。然而，在于保护膜上成长的第二氮化物半导体5的表面上观察到极少晶体瑕疵，其显示良好的结晶度。瑕疵的数目约为6×106/平方厘米。
实施例2
使用具有在C平面中的主平面及在A平面中的定向平表面的蓝宝石基板1。利用MOCVD方法，使用氢作为递送气体，及氨和TMG(三甲基镓)作为原料气体，在510℃的温度下将GaN的缓冲层于蓝宝石基板1上形成200埃的厚度。
于成长缓冲层之后，利用CVD方法将由SiO2制成的保护膜3于缓冲层上形成0.5微米的厚度，及在形成条纹形态的光罩(photomask)后，利用蚀刻形成具有14微米的条纹宽度及6微米的窗尺寸的由SiO2制得的保护膜。将保护膜3的条纹的方向设置成垂直于蓝宝石的A平面。
然后利用MOCVD方法，使用TMG、氨、硅烷气体及Cp2Mg(环戊二烯基镁)作为原料气体，在1050℃的温度、减压下，将由GaN制成的第一氮化物半导体4成长至15微米的厚度。在此方法中，第一氮化物半导体4系自SiO2保护膜的窗成长，及于保护膜上横向成长。在第一氮化物半导体完全覆盖SiO2保护膜之前停止成长。两相邻氮化物半导体4的空隙为约2微米。
然后利用各向同性蚀刻，在120℃的温度下，使用氧及CF4作为蚀刻气体，将SiO2保护膜3蚀刻至0.3微米的深度。
利用MOCVD方法，使用TMG、氨、硅烷气体及Cp2Mg(环戊二烯基镁)作为原料气体，在1050℃的温度、大气压力下，使由GaN制成的第二氮化物半导体5自第一氮化物半导体的侧面及上表面成长至15微米的厚度。
如前所述而制得的第二氮化物半导体5的表面的CL(阴极发光)观察提供与实施例1类似的结果。
实施例3
除了蚀刻保护膜直至第一氮化物半导体暴露为止外，以与实施例1类似的方式成长第二氮化物半导体。
得到实质上与实施例1类似的令人满意的结果。
实施例4
除了蚀刻保护膜直至基板的蓝宝石暴露为止外，以与实施例2类似的方式成长第二氮化物半导体。
得到实质上与实施例2类似的令人满意的结果。
实施例5
以与实施例2类似的方式成长第二氮化物半导体，除了于将保护膜直接形成于基板上之后，成长缓冲层。换言之，使用具有在C平面中的主平面及在A平面中的定向平表面的蓝宝石基板1，利用CVD方法将由SiO2制成的保护膜于蓝宝石基板上形成0.5微米的厚度，及于形成条纹形态的光罩后，利用蚀刻形成具有14微米的条纹宽度及6微米的窗尺寸的由SiO2制得的保护膜。将保护膜3的条纹的方向设置成垂直于蓝宝石的A平面。
然后利用MOCVD方法，使用氢作为递送气体，及氨和TMG(三甲基镓)作为原料气体，在510℃的温度下将GaN的缓冲层于蓝宝石基板1上形成200埃的厚度。接着利用MOCVD方法，使用TMG、氨、硅烷气体及Cp2Mg(环戊二烯基镁)作为原料气体，在1050℃的温度于减压下，使由GaN制成的第一氮化物半导体4成长至15微米的厚度。
在此情况下，虽然缓冲层于SiO2保护膜以及于蓝宝石上成长至特定程度，但于SiO2薄膜上的缓冲层具有不良的薄膜品质。结果，第一氮化物半导体4仅自成长于蓝宝石上的部分的缓冲层(SiO2的窗)开始成长，及以与实施例2类似的方式横向成长。因此，得到与实施例2类似的令人满意的结果。
实施例6
以与实施例1类似的方式成长氮化物半导体基板，除了蚀刻保护膜直至基板的蓝宝石暴露为止，同时将一部分的保护膜如同柱状体般地保留于横向成长的氮化物半导体4的遮篷部分下方。残留于氮化物半导体4的脚部两侧的保护膜宽度为约3.5微米。利用各向异性蚀刻在200℃下利用CHF3蚀刻保护膜。
第二氮化物半导体5的表面的CL(阴极发光)观察示于图14A。虽然于保护膜的窗上观察到瑕疵，但在成长于保护膜上方的第二氮化物半导体5的表面上，除了接面部分之外，观察到极少的晶体瑕疵。瑕疵的数目约为6×106/平方厘米。在接面部分观察到些许瑕疵，但瑕疵的量甚少于先前技艺。
实施例7
除了以图3A所示的以蜂巢形态配置的六边形形成保护膜之外，以与实施例6类似的方式成长氮化物半导体基板。保护膜系经设置成使六边形的边与定向平表面(A平面)平行。六边形的直径A为约20微米，相邻六边形的间隔B为约5微米。
除了在六边形的中心之外，在成长于保护膜上的第二氮化物半导体5的表面上并未观察到晶体瑕疵。
实施例8
除了第一及第二氮化物半导体层4及5的掺杂材料之外，以与实施例6类似的方式成长氮化物半导体基板。第一氮化物半导体层4系未掺杂不纯物材料而成长，及第二氮化物半导体层系以SiH4掺杂Si作为不纯物材料而成长。
得到实质上与实施例6类似的令人满意的结果。
实施例9
除了第二氮化物半导体层5的掺杂材料之外，以与实施例8类似的方式成长氮化物半导体基板。第二氮化物半导体层5系以Cp2Mg掺杂Mg作为不纯物材料而成长。
得到实质上与实施例8类似的令人满意的结果。
实施例10
除了第二氮化物半导体层5的掺杂材料之外，以与实施例8类似的方式成长氮化物半导体基板。第二氮化物半导体层5系以SiH4及Cp2Mg掺杂Si及Mg不纯物材料而成长。
得到实质上与实施例8类似的令人满意的结果。
实施例11
除了第二氮化物半导体层5的掺杂材料之外，以与实施例8类似的方式成长氮化物半导体基板。第二氮化物半导体层5系未掺杂不纯物材料而成长。
得到实质上与实施例8类似的令人满意的结果。
比较实施例1
使用具有在C平面中的主平面及在A平面中的定向平表面的蓝宝石基板1。利用MOCVD方法，使用氢作为递送气体，及氨及TMG(三甲基镓)作为原料气体，在510℃的温度下将GaN的缓冲层于蓝宝石基板1上形成200埃的厚度。
于成长缓冲层之后，仅将TMG的供给停止，及将温度提高至1050℃。当温度达到1050℃时，通过使用TMG、氨及硅烷气体作为原料气体，使由未经掺杂的GaN制成的氮化物半导体2成长至2.5微米的厚度。
利用CVD方法将由SiO2制成的保护膜3于氮化物半导体2上形成0.5微米的厚度，及于形成条纹形态的光罩后，利用蚀刻形成具有14微米的条纹宽度及6微米的窗尺寸的由SiO2制得的保护膜3。将保护膜3的条纹的方向设置成垂直于蓝宝石的A平面。
然后利用MOCVD方法，使用TMG、氨、硅烷气体及Cp2Mg(环戊二烯基镁)作为原料气体，在1050℃的温度于减压下，将由GaN制成的第一氮化物半导体4成长至15微米的厚度。在此方法中，第一氮化物半导体4系自SiO2保护膜的窗成长，及于保护膜上横向成长。持续成长，直至第一氮化物半导体4完全覆盖SiO2保护膜为止。
第二氮化物半导体4的表面的CL(阴极发光)观察示于图14B。不仅于保护膜的窗上观察到瑕疵，并且于氮化物半导体4的接面观察到瑕疵。
虽然本发明已通过参照附图而就较佳具体实施例作完整说明。然本领域普通技术人员应当明了可对其进行各种修改及变化。还应明了由随附的申请专利范围所定义的本发明包括不偏离本发明的精神及范围的那些修改及变化。

Claims (18)

1.一种氮化物半导体基板，包括：一支承基板，其表面由氮化物半导体制成；一具有周期性设置的T字形横剖面的第一氮化物半导体层，其系通过在以设置于该支承基板的表面上的周期性条纹、格栅或岛形态形成的部分开始横向成长氮化物半导体薄膜，及在薄膜接合在一起之前停止横向成长而形成；及一第二氮化物半导体层，其系自作为核心的该第一氮化物半导体层的上表面或上表面及侧面横向成长，并覆盖该支承基板的整个表面，其中在所述第二氮化物半导体层的接面下方形成空穴，并且其中在所述支承基板的所述表面上形成V字形沟槽。
2.根据权利要求1的氮化物半导体基板，其中所述第一氮化物半导体层系通过具有周期性条纹、格栅或岛形态的窗的保护膜而成长于所述支承基板上。
3.根据权利要求2的氮化物半导体基板，其中所述保护膜具有被格栅形态的窗包围的圆形或矩形形状。
4.一种氮化物半导体基板，包括以设置于所述支承基板的表面上的周期性条纹、格栅或岛形态形成的部分开始于支承基板上横向成长的氮化物半导体层，其中支承基板的表面由氮化物半导体制成，其中自各自起始点横向成长的所述氮化物半导体层的薄膜并不接合在一起，而是透过空隙彼此相对，并且其中在所述支承基板的所述表面上形成V字形沟槽。
5.根据权利要求4的氮化物半导体基板，其中所述氮化物半导体层通过具有周期性条纹、格栅或岛形态的窗的保护膜而成长于所述支承基板上。
6.根据权利要求5的氮化物半导体基板，其中所述保护膜具有被格栅形态的窗包围的圆形或矩形形状。
7.根据权利要求1或4的氮化物半导体基板，其中所述支承基板系通过使氮化物半导体层成长于由不同材料制成的基板的整个表面上而形成。
8.根据权利要求7的氮化物半导体基板，其中所述氮化物半导体层包括氮化镓层及氮化铝镓层，并且经缓冲层形成于由不同材料制成的所述基板上。
9.根据权利要求7的氮化物半导体基板，其中所述氮化物半导体层包括氮化镓层及氮化铟镓层，并且经缓冲层形成于由不同材料制成的所述基板上。
10.根据权利要求2或5的氮化物半导体基板，其中所述保护膜系由氧化硅、氮化硅、氧化钛、或氧化锆、或这些材料的多层薄膜、或具有1200℃或更高的高熔点的金属薄膜所制成。
11.一种氮化物半导体装置，包括含氮化物半导体层的氮化物半导体基板，所述氮化物半导体层系以设置于支承基板的表面上的周期性条纹、格栅或岛形态形成的部分开始在所述支承基板上横向成长，其中自相邻起始点横向成长的所述氮化物半导体层的薄膜并不接合在一起；及
一直接形成于所述氮化物半导体基板上的n-型接触层，
其中支承基板的表面由氮化物半导体制成，并且其中在所述支承基板的所述表面上形成V字形沟槽。
12.一种制造氮化物半导体基板的方法，包括下列步骤：在支承基板上形成具有条纹、格栅或岛形态的窗的保护膜，其中支承基板的表面由氮化物半导体制成；使第一氮化物半导体自所述支承基板的暴露部分于所述保护膜上横向成长，并且在所述保护膜未被覆盖的状态下停止成长；将所述保护膜移除，由此在已经横向成长的第一氮化物半导体层的下方形成空穴；及使第二氮化物半导体层自所述已经横向成长的第一氮化物半导体层的上表面或上表面及侧面横向成长，同时在除去了所述保护膜的所述支承基板的表面上形成V字形沟槽。
13.一种制造氮化物半导体基板的方法，包括下列步骤：
在支承基板上形成具有周期性条纹、格栅或岛形态的窗的保护膜，其中支承基板的表面由氮化物半导体制成；和
使氮化物半导体层自所述支承基板的暴露部分于所述保护膜上横向成长，及在不将所述保护膜完全覆盖的状态下停止成长，
将所述保护膜移除，以在经横向成长的所述氮化物半导体的下方形成空穴，并且在所述支承基板的所述表面上形成V字形沟槽。
14.根据权利要求12或13的制造氮化物半导体基板的方法，其中所述支承基板系通过使氮化物半导体成长于由不同材料制成的基板的整个表面上而形成。
15.根据权利要求12或13的制造氮化物半导体基板的方法，其中所述保护膜系通过蚀刻或剥除而移除。
16.根据权利要求12或13的制造氮化物半导体基板的方法，其中将所述保护膜移除，直至所述支承基板暴露为止。
17.根据权利要求12或13的制造氮化物半导体基板的方法，其中所述保护膜系由氧化硅、氮化硅、氧化钛、或氧化锆、或这些材料的多层薄膜、或具有1200℃或更高的高熔点的金属薄膜所制成。
18.根据权利要求12或13的制造氮化物半导体基板的方法，还包括将所述支承基板部分或完全移除的步骤。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103187493A (zh) * 2009-06-10 2013-07-03 首尔Opto仪器股份有限公司 制造发光二极管的方法
TWI487141B (zh) * 2009-07-15 2015-06-01 Advanced Optoelectronic Tech 提高光萃取效率之半導體光電結構及其製造方法
TWI502768B (zh) * 2009-12-31 2015-10-01 Epistar Corp 光電半導體裝置及其製造方法
CN106206863A (zh) * 2015-05-27 2016-12-07 三星电子株式会社 制造半导体衬底的方法以及用于半导体生长的衬底

Families Citing this family (123)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6177688B1 (en) * 1998-11-24 2001-01-23 North Carolina State University Pendeoepitaxial gallium nitride semiconductor layers on silcon carbide substrates
US6627974B2 (en) * 2000-06-19 2003-09-30 Nichia Corporation Nitride semiconductor substrate and method for manufacturing the same, and nitride semiconductor device using nitride semiconductor substrate
JP2002280314A (ja) * 2001-03-22 2002-09-27 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法、及びそれに基づくｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
US6784074B2 (en) 2001-05-09 2004-08-31 Nsc-Nanosemiconductor Gmbh Defect-free semiconductor templates for epitaxial growth and method of making same
US6653166B2 (en) * 2001-05-09 2003-11-25 Nsc-Nanosemiconductor Gmbh Semiconductor device and method of making same
US7105865B2 (en) 2001-09-19 2006-09-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. AlxInyGa1−x−yN mixture crystal substrate
US7638346B2 (en) * 2001-12-24 2009-12-29 Crystal Is, Inc. Nitride semiconductor heterostructures and related methods
US8545629B2 (en) 2001-12-24 2013-10-01 Crystal Is, Inc. Method and apparatus for producing large, single-crystals of aluminum nitride
US7008839B2 (en) 2002-03-08 2006-03-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor thin film
US8809867B2 (en) * 2002-04-15 2014-08-19 The Regents Of The University Of California Dislocation reduction in non-polar III-nitride thin films
CN100418236C (zh) * 2002-05-15 2008-09-10 松下电器产业株式会社 半导体发光元件及其制造方法
JP2004014938A (ja) * 2002-06-10 2004-01-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法
DE10237013A1 (de) * 2002-08-13 2004-03-04 Micronas Gmbh Verfahren zur Herstellung einer festen Verbindung zweier Schichten eines Mehrschichtensystems sowie Mehrschichtensystem
US7087444B2 (en) * 2002-12-16 2006-08-08 Palo Alto Research Center Incorporated Method for integration of microelectronic components with microfluidic devices
US20060276043A1 (en) * 2003-03-21 2006-12-07 Johnson Mark A L Method and systems for single- or multi-period edge definition lithography
EP1625612B1 (en) * 2003-05-21 2015-10-21 Saint-Gobain Cristaux & Détecteurs Manufacturing gallium nitride substrates by lateral overgrowth through masks
US7579263B2 (en) 2003-09-09 2009-08-25 Stc.Unm Threading-dislocation-free nanoheteroepitaxy of Ge on Si using self-directed touch-down of Ge through a thin SiO2 layer
US7326477B2 (en) * 2003-09-23 2008-02-05 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Spinel boules, wafers, and methods for fabricating same
KR100512580B1 (ko) * 2003-12-31 2005-09-06 엘지전자 주식회사 결함이 적은 질화물 반도체 박막 성장 방법
KR100533910B1 (ko) * 2004-01-15 2005-12-07 엘지전자 주식회사 고품질 질화물 반도체 박막 성장 방법
US7622318B2 (en) * 2004-03-30 2009-11-24 Sony Corporation Method for producing structured substrate, structured substrate, method for producing semiconductor light emitting device, semiconductor light emitting device, method for producing semiconductor device, semiconductor device, method for producing device, and device
US20050221515A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-06 Katsunori Yanashima Method for producing semiconductor light emitting device, method for producing semiconductor device, method for producing device, method for growing nitride type III-V group compound semiconductor layer, method for growing semiconductor layer, and method for growing layer
US7445673B2 (en) * 2004-05-18 2008-11-04 Lumilog Manufacturing gallium nitride substrates by lateral overgrowth through masks and devices fabricated thereof
US7527742B2 (en) * 2005-06-27 2009-05-05 Momentive Performance Materials Inc. Etchant, method of etching, laminate formed thereby, and device
KR100682881B1 (ko) * 2005-01-19 2007-02-15 삼성코닝 주식회사 결정 성장 방법
US7919815B1 (en) 2005-02-24 2011-04-05 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Spinel wafers and methods of preparation
KR20060127743A (ko) * 2005-06-06 2006-12-13 스미토모덴키고교가부시키가이샤 질화물 반도체 기판과 그 제조 방법
US7399686B2 (en) * 2005-09-01 2008-07-15 International Business Machines Corporation Method and apparatus for making coplanar dielectrically-isolated regions of different semiconductor materials on a substrate
JP2007115887A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Rohm Co Ltd 窒化物半導体素子およびその製法
JP5140962B2 (ja) * 2005-10-28 2013-02-13 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体基板の製造方法
TW200735418A (en) * 2005-11-22 2007-09-16 Rohm Co Ltd Nitride semiconductor device
EP1954857B1 (en) 2005-12-02 2018-09-26 Crystal Is, Inc. Doped aluminum nitride crystals and methods of making them
KR100695453B1 (ko) * 2006-01-12 2007-03-16 서울옵토디바이스주식회사 (Ａｌ,Ⅰｎ,Ｇａ)Ｎ 반도체층을 형성하는 방법 및 그(Ａｌ,Ⅰｎ,Ｇａ)Ｎ 반도체층을 갖는 발광 다이오드
US20070224784A1 (en) * 2006-03-22 2007-09-27 Soloviev Stanislav I Semiconductor material having an epitaxial layer formed thereon and methods of making same
US20070224235A1 (en) 2006-03-24 2007-09-27 Barron Tenney Medical devices having nanoporous coatings for controlled therapeutic agent delivery
US9034103B2 (en) * 2006-03-30 2015-05-19 Crystal Is, Inc. Aluminum nitride bulk crystals having high transparency to ultraviolet light and methods of forming them
US7560364B2 (en) * 2006-05-05 2009-07-14 Applied Materials, Inc. Dislocation-specific lateral epitaxial overgrowth to reduce dislocation density of nitride films
WO2007133044A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-22 Epivalley Co., Ltd. Manufacturing method of nitride semiconductor substrate and iii-nitride semiconductor light emitting device
TWI334164B (en) * 2006-06-07 2010-12-01 Ind Tech Res Inst Method of manufacturing nitride semiconductor substrate and composite material substrate
US8815275B2 (en) * 2006-06-28 2014-08-26 Boston Scientific Scimed, Inc. Coatings for medical devices comprising a therapeutic agent and a metallic material
TWI393174B (zh) * 2009-03-23 2013-04-11 Ind Tech Res Inst 氮化物半導體基板及其製造方法
TWI305006B (en) * 2006-08-31 2009-01-01 Ind Tech Res Inst Nitride semiconductor and method for forming the same
US8188573B2 (en) * 2006-08-31 2012-05-29 Industrial Technology Research Institute Nitride semiconductor structure
TWI319893B (en) * 2006-08-31 2010-01-21 Nitride semiconductor substrate, method for forming a nitride semiconductor layer and method for separating the nitride semiconductor layer from the substrate
TWI309439B (en) * 2006-09-05 2009-05-01 Ind Tech Res Inst Nitride semiconductor and method for forming the same
US9028612B2 (en) 2010-06-30 2015-05-12 Crystal Is, Inc. Growth of large aluminum nitride single crystals with thermal-gradient control
US9771666B2 (en) 2007-01-17 2017-09-26 Crystal Is, Inc. Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth
US8323406B2 (en) 2007-01-17 2012-12-04 Crystal Is, Inc. Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth
WO2008094464A2 (en) * 2007-01-26 2008-08-07 Crystal Is, Inc. Thick pseudomorphic nitride epitaxial layers
US8080833B2 (en) * 2007-01-26 2011-12-20 Crystal Is, Inc. Thick pseudomorphic nitride epitaxial layers
US8299502B2 (en) * 2007-03-16 2012-10-30 Sebastian Lourdudoss Semiconductor heterostructures and manufacturing therof
US8815273B2 (en) 2007-07-27 2014-08-26 Boston Scientific Scimed, Inc. Drug eluting medical devices having porous layers
WO2009020520A1 (en) * 2007-08-03 2009-02-12 Boston Scientific Scimed, Inc. Coating for medical device having increased surface area
KR101459754B1 (ko) * 2007-09-06 2014-11-13 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
US20090118812A1 (en) * 2007-11-02 2009-05-07 Boston Scientific Scimed, Inc. Endoprosthesis coating
US20090118821A1 (en) * 2007-11-02 2009-05-07 Boston Scientific Scimed, Inc. Endoprosthesis with porous reservoir and non-polymer diffusion layer
TW200921943A (en) * 2007-11-14 2009-05-16 Univ Nat Central Light emitting diode and light source composed of light emitting diode array
CN101452976B (zh) * 2007-12-06 2011-03-30 泰谷光电科技股份有限公司 高亮度发光二极管结构
WO2009131911A2 (en) 2008-04-22 2009-10-29 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices having a coating of inorganic material
WO2009132176A2 (en) * 2008-04-24 2009-10-29 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices having inorganic particle layers
TWI375983B (en) * 2008-05-02 2012-11-01 Ind Tech Res Inst Nitride semiconductor substrate and method for forming the same
KR100956202B1 (ko) 2008-05-09 2010-05-04 삼성엘이디 주식회사 수직형 발광소자의 제조 방법
US20100200880A1 (en) * 2008-06-06 2010-08-12 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co. Ltd. Semiconductor wafers and semiconductor devices and methods of making semiconductor wafers and devices
US8395168B2 (en) * 2008-06-06 2013-03-12 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co. Ltd. Semiconductor wafers and semiconductor devices with polishing stops and method of making the same
EP2303350A2 (en) * 2008-06-18 2011-04-06 Boston Scientific Scimed, Inc. Endoprosthesis coating
TWI415295B (zh) * 2008-06-24 2013-11-11 Advanced Optoelectronic Tech 半導體元件的製造方法及其結構
WO2010033813A2 (en) * 2008-09-19 2010-03-25 Amberwave System Corporation Formation of devices by epitaxial layer overgrowth
TWI401729B (zh) * 2008-10-16 2013-07-11 Advanced Optoelectronic Tech 阻斷半導體差排缺陷之方法
EP2377975A1 (en) * 2008-12-02 2011-10-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of growing gallium nitride crystals and process for producing gallium nitride crystals
RU2485221C2 (ru) * 2008-12-24 2013-06-20 Сэн-Гобэн Кристо & Детектёр Монокристалл нитрида, способ его изготовления и используемая в нем подложка
TWI398908B (zh) * 2009-02-27 2013-06-11 Lextar Electronics Corp 半導體層的形成方法
TWI405257B (zh) * 2009-04-08 2013-08-11 Advanced Optoelectronic Tech 分離基板與半導體層的方法
WO2010140564A1 (ja) * 2009-06-01 2010-12-09 三菱化学株式会社 窒化物半導体結晶およびその製造方法
WO2010143778A1 (ko) * 2009-06-10 2010-12-16 서울옵토디바이스주식회사 반도체 기판, 그 제조 방법, 반도체 소자 및 그 제조 방법
JP5647497B2 (ja) * 2010-02-10 2014-12-24 ソウル バイオシス カンパニー リミテッドＳｅｏｕｌ Ｖｉｏｓｙｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 半導体基板、その製造方法、半導体デバイス及びその製造方法
US8481411B2 (en) 2009-06-10 2013-07-09 Seoul Opto Device Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor substrate having a cavity
US20100314551A1 (en) * 2009-06-11 2010-12-16 Bettles Timothy J In-line Fluid Treatment by UV Radiation
US8673662B2 (en) * 2009-07-29 2014-03-18 Tien-Tsai Lin Light-emitting diode cutting method and product thereof
US9818857B2 (en) 2009-08-04 2017-11-14 Gan Systems Inc. Fault tolerant design for large area nitride semiconductor devices
CA2769940C (en) 2009-08-04 2016-04-26 Gan Systems Inc. Island matrixed gallium nitride microwave and power switching transistors
US9029866B2 (en) 2009-08-04 2015-05-12 Gan Systems Inc. Gallium nitride power devices using island topography
KR101640830B1 (ko) * 2009-08-17 2016-07-22 삼성전자주식회사 기판 구조체 및 그 제조 방법
JP5847083B2 (ja) * 2009-08-26 2016-01-20 ソウル バイオシス カンパニー リミテッドＳｅｏｕｌ Ｖｉｏｓｙｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 発光素子の製造方法
JP5570838B2 (ja) * 2010-02-10 2014-08-13 ソウル バイオシス カンパニー リミテッド 半導体基板、その製造方法、半導体デバイス及びその製造方法
US8716049B2 (en) * 2010-02-23 2014-05-06 Applied Materials, Inc. Growth of group III-V material layers by spatially confined epitaxy
CN102893392B (zh) 2010-04-13 2015-08-05 Gan系统公司 采用孤岛拓扑结构的高密度氮化镓器件
JP5665171B2 (ja) * 2010-05-14 2015-02-04 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体電子デバイス、ｉｉｉ族窒化物半導体電子デバイスを作製する方法
US8765584B2 (en) * 2010-07-30 2014-07-01 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method therefor
TWI501421B (zh) * 2010-09-21 2015-09-21 Epistar Corp 光電元件及其製造方法
KR101638975B1 (ko) * 2010-10-26 2016-07-12 삼성전자주식회사 중공 부재 패턴을 구비한 질화물 반도체 기판 및 제조방법
GB2485346A (en) * 2010-11-08 2012-05-16 Nanogan Ltd High quality devices growth on pixelated patent templates
KR101105868B1 (ko) 2010-11-08 2012-01-16 한국광기술원 화학적 리프트 오프 방법을 이용한 ⅰⅰⅰ족 질화물 기판의 제조방법
TWI419367B (zh) 2010-12-02 2013-12-11 Epistar Corp 光電元件及其製造方法
CN102544287B (zh) * 2010-12-10 2016-06-22 晶元光电股份有限公司 光电元件及其制造方法
CN102544249A (zh) * 2010-12-31 2012-07-04 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管晶粒及其制作方法
KR20120079392A (ko) * 2011-01-04 2012-07-12 (주)세미머티리얼즈 반도체 발광소자의 제조방법
TWI506809B (zh) * 2011-01-06 2015-11-01 Advanced Optoelectronic Tech 發光二極體晶粒及其製作方法
KR101253198B1 (ko) * 2011-07-05 2013-04-10 엘지전자 주식회사 무분극 이종 기판, 이를 이용한 질화물계 발광 소자 및 그 제조방법
US8962359B2 (en) 2011-07-19 2015-02-24 Crystal Is, Inc. Photon extraction from nitride ultraviolet light-emitting devices
TWI460885B (zh) * 2011-12-09 2014-11-11 Univ Nat Chiao Tung 具有空氣介質層之半導體光電元件及空氣介質層之製作方法
JP6051524B2 (ja) * 2012-01-18 2016-12-27 セイコーエプソン株式会社 半導体基板及び半導体基板の製造方法
JP5906108B2 (ja) 2012-03-23 2016-04-20 キヤノン株式会社 フォトニック結晶の製造方法及び面発光レーザの製造方法
KR101504731B1 (ko) * 2012-11-30 2015-03-23 주식회사 소프트에피 3족 질화물 반도체 적층체
EP2743966B1 (en) * 2012-12-14 2020-11-25 Seoul Viosys Co., Ltd. Epitaxial layer wafer having void for separating growth substrate therefrom and semiconductor device fabricated using the same
KR20140083357A (ko) * 2012-12-26 2014-07-04 서울바이오시스 주식회사 기판 분리 방법 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법
US20150280057A1 (en) 2013-03-15 2015-10-01 James R. Grandusky Methods of forming planar contacts to pseudomorphic electronic and optoelectronic devices
KR20150072066A (ko) * 2013-12-19 2015-06-29 서울바이오시스 주식회사 반도체 성장용 템플릿, 성장 기판 분리 방법 및 이를 이용한 발광소자 제조 방법
DE102014106505A1 (de) * 2014-05-08 2015-11-12 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschichtenfolge
JP6503819B2 (ja) * 2015-03-23 2019-04-24 Tdk株式会社 アルミナ基板
CN105244316A (zh) * 2015-10-19 2016-01-13 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种掩膜辅助制备多孔GaN层的方法
US9780218B1 (en) * 2016-05-02 2017-10-03 United Microelectronics Corp. Bottom-up epitaxy growth on air-gap buffer
CN111094637B (zh) * 2017-09-27 2022-04-22 日本碍子株式会社 基底基板、功能元件及基底基板的制造方法
JP6966343B2 (ja) * 2018-01-31 2021-11-17 京セラ株式会社 結晶成長方法および半導体素子の製造方法
WO2020186205A1 (en) * 2019-03-13 2020-09-17 The Regents Of The University Of California Substrate for removal of devices using void portions
CN109950201B (zh) * 2019-03-25 2021-11-23 京东方科技集团股份有限公司 光电器件外延结构的制造方法
JP7186872B2 (ja) * 2019-05-23 2022-12-09 三菱電機株式会社 半導体基板の製造方法および半導体装置の製造方法
JP7298111B2 (ja) * 2019-06-07 2023-06-27 日亜化学工業株式会社 発光素子及びその製造方法
WO2021217301A1 (zh) * 2020-04-26 2021-11-04 苏州晶湛半导体有限公司 半导体结构的制作方法及半导体结构
CN113809212A (zh) * 2020-06-17 2021-12-17 晶元光电股份有限公司 发光元件
JP7318603B2 (ja) * 2020-07-09 2023-08-01 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体素子の製造方法
TWI789764B (zh) * 2021-05-21 2023-01-11 友達光電股份有限公司 發光元件及其製造方法與發光裝置的製造方法
US20230155070A1 (en) * 2021-11-12 2023-05-18 Lumileds Llc Thin-film led array with low refractive index patterned structures and reflector
CN116978991B (zh) * 2023-09-22 2023-12-12 江西兆驰半导体有限公司 发光二极管外延片及其制备方法、led

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5362682A (en) 1980-04-10 1994-11-08 Massachusetts Institute Of Technology Method of producing sheets of crystalline material and devices made therefrom
DE3176676D1 (en) 1980-04-10 1988-04-07 Massachusetts Inst Technology Methods of producing sheets of crystalline material and devices amde therefrom
JP3060973B2 (ja) 1996-12-24 2000-07-10 日本電気株式会社 選択成長法を用いた窒化ガリウム系半導体レーザの製造方法及び窒化ガリウム系半導体レーザ
US6348096B1 (en) 1997-03-13 2002-02-19 Nec Corporation Method for manufacturing group III-V compound semiconductors
DE19715572A1 (de) 1997-04-15 1998-10-22 Telefunken Microelectron Verfahren zum Herstellen von epitaktischen Schichten eines Verbindungshalbleiters auf einkristallinem Silizium und daraus hergestellte Leuchtdiode
TW427039B (en) 1997-06-16 2001-03-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacturing method for semiconductor, manufacturing method for semiconductor device, manufacturing method for semiconductor substrate
JP3036495B2 (ja) * 1997-11-07 2000-04-24 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法
US6091085A (en) * 1998-02-19 2000-07-18 Agilent Technologies, Inc. GaN LEDs with improved output coupling efficiency
JP4390090B2 (ja) 1998-05-18 2009-12-24 シャープ株式会社 ＧａＮ系結晶膜の製造方法
US6265289B1 (en) 1998-06-10 2001-07-24 North Carolina State University Methods of fabricating gallium nitride semiconductor layers by lateral growth from sidewalls into trenches, and gallium nitride semiconductor structures fabricated thereby
JP4666295B2 (ja) 1998-07-14 2011-04-06 富士通株式会社 半導体レーザ及び半導体装置の製造方法
US6335546B1 (en) * 1998-07-31 2002-01-01 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor structure, method for producing a nitride semiconductor structure, and light emitting device
US6240115B1 (en) * 1998-08-27 2001-05-29 Agilent Technologies, Inc. Epitaxial facet formation for laser diodes based on III-V material systems
US6252261B1 (en) 1998-09-30 2001-06-26 Nec Corporation GaN crystal film, a group III element nitride semiconductor wafer and a manufacturing process therefor
JP4032538B2 (ja) * 1998-11-26 2008-01-16 ソニー株式会社 半導体薄膜および半導体素子の製造方法
US6177359B1 (en) 1999-06-07 2001-01-23 Agilent Technologies, Inc. Method for detaching an epitaxial layer from one substrate and transferring it to another substrate
JP2001189531A (ja) 1999-12-27 2001-07-10 Ricoh Co Ltd 半導体基板および半導体発光素子およびその作製方法
US6261929B1 (en) * 2000-02-24 2001-07-17 North Carolina State University Methods of forming a plurality of semiconductor layers using spaced trench arrays
US6627974B2 (en) * 2000-06-19 2003-09-30 Nichia Corporation Nitride semiconductor substrate and method for manufacturing the same, and nitride semiconductor device using nitride semiconductor substrate
US6599362B2 (en) 2001-01-03 2003-07-29 Sandia Corporation Cantilever epitaxial process
JP3679720B2 (ja) 2001-02-27 2005-08-03 三洋電機株式会社 窒化物系半導体素子および窒化物系半導体の形成方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103187493A (zh) * 2009-06-10 2013-07-03 首尔Opto仪器股份有限公司 制造发光二极管的方法
CN103187493B (zh) * 2009-06-10 2015-09-30 首尔伟傲世有限公司 制造发光二极管的方法
TWI487141B (zh) * 2009-07-15 2015-06-01 Advanced Optoelectronic Tech 提高光萃取效率之半導體光電結構及其製造方法
US9082934B2 (en) 2009-07-15 2015-07-14 Advanced Optoelectronic Technology, Inc. Semiconductor optoelectronic structure with increased light extraction efficiency
TWI502768B (zh) * 2009-12-31 2015-10-01 Epistar Corp 光電半導體裝置及其製造方法
CN106206863A (zh) * 2015-05-27 2016-12-07 三星电子株式会社 制造半导体衬底的方法以及用于半导体生长的衬底
CN106206863B (zh) * 2015-05-27 2018-12-14 三星电子株式会社 制造半导体衬底的方法以及用于半导体生长的衬底

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WO2001099155A2 (en) 2001-12-27
EP1320870B1 (en) 2016-11-30

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