CN1331195C - 在半导体衬底上制作集成半导体元件的方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种在衬底上制作多个半导体元件的方法，所述方法包含下列步骤：在所述衬底的表面上形成预定的凹凸图形；以及在所述表面上外延淀积由二种或更多种Ⅲ族元素和二种或更多种V族元素的混合物组成的层；其中，所述凹凸图形导致单个步骤中淀积的所述层在具有不同凹凸图形特性的区域中形成有所述V族元素之间的不同的比率，以便在所述不同区域中提供不同的带隙。
Description
技术领域
本发明涉及到衬底上的半导体元件制作以及这样制作的半导体元件。更确切地说，本发明涉及到利用外延生长来制作集成半导体元件的方法。
背景技术
半导体光学器件的主要应用领域是光纤通信系统。氧化硅光纤在大约1.3和1.55微米附近具有损耗最小值。因此，对于工作在1.3-1.6微米范围内的器件存在着特殊的需求。迄今，工作于这一范围的大多数半导体器件都基于InP衬底，典型包含出自铟镓砷磷(InGaAsP)或铝镓铟砷(AlGaInAs)的四元合金的层。(要理解的是，除非文中另行指出，虽然通常将层称为合金，但常常选择从一般的四元选择二元和三元组合)。借助于恰当地选择相关的各个组分，有可能将合金层的带隙控制在1.3-1.6微米波长范围内，同时还能够在InP衬底上得到质量良好的合金层外延生长。在许多情况下，合金的体晶格常数可能不同于结构(通常即衬底)的主导晶格常数。倘若晶格常数的差别不是太大，则合金层在生长过程中能够弹性形变；淀积的合金层被称为应变。要承认的是，当前的许多器件都在量子阱系统(QW)中包含晶格匹配的和应变的合金层。特别是就器件的电子学特性和光学特性而言，应变层产生了明显的运行好处。但众所周知，对于给定的厚度，层能够适应的应变量是有限的。在某个应变-厚度乘积以上，层倾向于择优产生位错来释放层中的应变。有源层中及其周围大量位错的存在，能够严重地降低此层的光学和电子学特性，从而降低整个器件的性能。尽管如此，在这些限制之内，目前的材料技术是很完善的，能够制作各种各样的工作于1.3-1.6微米区域的基于InP衬底的器件，包括激光器、调制器、探测器、以及放大器。
越来越能够得到大面积的GaAs衬底(目前的直径高达6英寸)，这对于光电子器件的大规模制造具有一些吸引人的结果。首先，单位晶片更高的器件成品率有助于降低各个器件的成本。此外，用更大的衬底面积来集成几种器件元件，例如激光器和调制器，变得更有吸引力。但对具有所希望波长范围(1.3-1.6微米)内的带隙的材料的高质量外延生长的要求，迄今一直排除了在GaAs衬底上外延淀积量子阱材料的可能性。例如，InGaAs的三元合金被常规淀积在GaAs衬底上，且常常在应变的QW系统中形成阱层。基于此QW系统的激光器件确实常常被用来对Er掺杂的光纤放大器进行光学激励。但为了达到质量良好的外延生长，铟组分通常被限制在小于20％的数值，应变InGaAs层的带边因而具有大约1微米的长波限。日本日立实验室研究人员在1995年提出并演示了一种变通的半导体材料，亦即能够外延生长在GaAs衬底上的镓铟氮砷(GaInNAs)。日立研究组发现，对于使用更高的In浓度(典型为30％)而仍然保持体晶格常数接近GaAs来说，少量的氮(典型为小于1％)结合到InGaAs合金中就足够了。有可能得到高质量的生长，且关键的结果是一种发光材料，它具有适合于长波长(1.3-1.6微米)工作的能带带隙(Kondow等，Ja panense Journalof Applied Physics，1996，35pp 1273-1275)。
与GaAs一起用GaInNAs合金作为阱材料或能够生长在GaAs衬底上的其它宽带隙材料作为势垒来产生量子阱系统。日立研究组首次演示了在GaAs衬底上外延生长且通常在1.3微米附近工作的共平面激光二极管。从此，其它的研究组也开始涉及到已经非常迅速地成为蓬勃研究领域的此领域，覆盖了材料物理到激光二极管结构。迄今演示了的各种各样的激光二极管结构包括垂直腔激光二极管(Larson等，Electronic Letters，1997，pp959-960)。如上所述，直接在GaAs衬底上制作工作于1.3-1.6微米之间的器件结构的能力，是GaInNAsQW系统的一个明显的好处。与普通采用基于包含出自四元InGaAsP的合金组合的InP基QW系统相比，此QW系统还显示了一些重要的优点，即：
(i)由于导带偏移更大，故得到了激光器结构的更好的高温性能，从而改善了电子限制；以及
(ii)随着氮的加入而提高了电子有效质量，提供了电子和空穴有效质量数值之间的更紧密的匹配。
GaInNAs QW系统的这些优点不局限于激光二极管结构，例如，显然半导体光放大器(SOA)和各种调制器结构也都可望受益。
在将来光网络的可能元件要求的情况下，上述GaAs衬底兼容性和改进的意义已经是显而易见的。为了处置增长的信息量，将来光纤通信网络中的一个波道可望工作于40Gb/s或以上。这种调制速率是不容易用激光二极管的直接调制达到的。在这种情况下，外部调制可能是一种变通，且与激光二极管组合将成为这些先进网络的主要部分。沿着这些路线，存在着一些集成器件组合，其对于系统前景是有吸引力的。激光二极管与电子吸收调制器(EAM)的集成是一个例子。显然，此处公开的技术可应用于广阔范围的器件，包括许多不同的集成元件组合。
元件组合集成时的一个重要问题是一个元件的优选量子阱设计可以与另一个的不相同。在QW激光二极管和EAM的情况下，二者包含完全相同的QW系统，激光器的发射波长的光谱可以与基本调制器结构有源区中的主要吸收相同。虽然主要吸收可以为探测器元件接受(虽然不一定最佳)，但此吸收对EAM是不可取的。用普通外延淀积步骤同时淀积此结构，将产生具有匹配带隙的层，从而易于出现上述问题。更好的情况是使EAM调制器中的QW系统排列成吸收带边出现在比激光器发射波长更短的波长(更高的能量)处，从而产生高透射状态。外加电场的应用通过量子限制斯塔克效应(QCSE)而引起工作波长处吸收系数增大，从而确定低透射状态。结果，组合二个或更多个元件的集成光学芯片要求QW电子学和光学特性的某些局部或选择性控制。迄今已经报道了一些用来提供这种控制的后生长技术，它包括各种无序技术来诱发QW系统的组分和尺度的局部改变。这些技术的例子是杂质诱发无序(IID)和无杂质空位无序(IFVD)。虽然这些后生长技术的使用避免了对多个外延再生长的需要(单层能够被生长并修正后生长)，但要求额外的步骤来进行这些过程，还要求掩蔽以便仅仅影响层的局域化区域。
GaInAs的应变量子阱能够被外延生长在GaAs衬底上。在平坦衬底上完全建立达到特殊组分(亦即铟含量百分比)和厚度的条件。若GaAs(或GaAlAs)随后被淀积在GaInAs层的顶部上，则GaInAs层构成能够限制电子和空穴并确定半导体光学特性的量子阱。
从一种情况看，本发明提供了一种在衬底上制作多个半导体元件的方法，所述方法包含下列步骤：
在所述衬底的表面上形成预定的凹凸图形；以及
在所述表面上外延淀积由二种或更多种III族元素和二种或更多种V族元素的混合物组成的层，其中，二种所述III族元素是镓(Ga)和铟(In)，而一种所述V族元素是氮(N)；且其中
所述凹凸图形导致单个步骤中淀积的所述层在所述表面上具有不同凹凸图形特性的区域中形成有所述镓(Ga)和铟(In)之间的不同的比率，镓(Ga)和铟(In)之间的不同比率改变组合到所述层中的氮(N)的量，不同的氮(N)组合在所述不同区域中提供了在所述不同区域中的不同带隙。
利用上述方法，能够用较少的外延制造步骤将集成的半导体元件形成在衬底上，降低了成本和复杂性。
此技术承认并利用了各种效应的组合。凹凸特性可以被用来控制淀积在一个位置中的III族元素的比率，这又能够改变此处的V族元素的比率以及此处材料的带隙。于是在单个外延淀积步骤中，凹凸特性能够被用来使具有不同带隙的部分能够被同时淀积。
虽然可以理解的是III族元素能够选自许多组合，但在优选实施方案中，III族元素是镓(Ga)和铟(In)。用包含这些元素的外延方法形成的层中的镓(Ga)和铟(In)的相对组分，被发现受到所述衬底的所述凹凸图形特性的强烈影响(例如K.Kamath，P.Bhattacharya，J.Singh，Journal of Cfystal Growth，175/176(1997)，pp935-939)。镓(Ga)和铟(In)的相对组分又影响V族元素的相对组分，然后又影响层的带隙。这些影响有助于带隙的灵活控制。
虽然还可以理解的是V族元素能够选自许多组合，但在优选实施方案中，二种V族元素是砷(As)和氮(N)。氮在外延形成的层中的存在使得能够生长具有高的铟含量的高质量层。组合的效应提供了选择适当带隙的更大灵活性。
在其它优选实施方案中，二种V族元素是砷(As)和锑(Sb)。V族元素的这一组合也被发现适合于带隙控制。
虽然可以理解的是半导体元件能够选自大量不同的类型，但在优选实施方案中，至少一种所述半导体元件是光子元件。本发明方法的优选实施方案完全适合于制作要求灵敏控制带隙的光子元件。
在这些和其它的优选实施方案中，至少一种所述半导体元件是电子元件。本发明方法的优选实施方案也完全适合于制作电子元件。
而且，对于要求混合二种元件类型的大量应用可能是特别有价值的，其中至少一种光子元件和至少一种电子元件被制作的本发明的实施方案。
虽然可以理解的是半导体元件不局限于特定的构造或结构，但在优选实施方案中，多个半导体元件是分立的元件。这种结构类型使得例如多个独立的元件能够被形成在衬底上。
在这些和其它的优选实施方案中，多个半导体元件是连接的元件。在衬底上形成连接的半导体元件方便了集成系统的构成，分立的元件从而能够相互作用和工作到一起。除了分立的元件和连接的元件都被形成在同一个衬底上之外，元件的这些组合还可以用来有利地制作几乎任何构造的半导体器件。
虽然可以理解的是所述凹凸图形能够用大量不同的方法来形成，但在优选实施方案中，用选择性腐蚀衬底的方法来进行此凹凸图形的形成步骤。衬底的选择性腐蚀能够比较简单而便宜地执行。
在其它的优选实施方案中，借助于用薄的介质层覆盖所述衬底随后从选择的区域清除所述介质层，来进行所述凹凸图形的形成步骤。以这种方式形成的凹凸图形上的外延生长将有不同的表现，并在优选实施方案中有利的形成具有不同的电子和光学特性的层。
虽然可以理解的是凹凸图形能够包含大量不同几何形状的结构，但在优选实施方案中，此凹凸图形包含以倾斜小平面为边界的脊。采用这种几何形状的凹凸图形以完全确定的方式控制外延生长工艺，使得能够精细控制与衬底特定区域相关的带隙。
虽然可以理解的是所述小平面的斜率能够取大量不同的角度，但优选实施方案采用对应于晶体结构整数指数(n11)的斜率。在优选实施方案中，已经发现此倾斜角度相当程度上提高了原子从凹凸结构侧面到所述凹凸结构顶部表面的运动。斜率(311)是特别优选的。
虽然可以理解的是脊的各种特性(例如其倾向角度、其高度、以及其具有圆滑的还是具有陡峭的边)能够被用来确定其凹凸图形特性，但在优选实施方案中，所述凹凸图形特性被其表面面积对其边长度的比率确定。这使得元件设计者能够采用清楚确定的灵活框架来设计衬底上的一个或多个元件。
虽然可以理解的是能够用大量技术和机制来进行外延淀积，但在优选实施方案中，用分子束外延(MBE)来进行外延淀积步骤。分子束外延的使用在组合有非常低的缺陷率的层中提供了优异的均匀性。可以容易地用来促进在用若干机制形成的预先图形化的衬底上的外延生长，这些衬底包括选择性地腐蚀的衬底和具有用介质层形成的凹凸图形的衬底。
在其它的优选实施方案中，用分子有机气相外延(MOVPE或MOCVD)来进行外延淀积步骤。分子有机气相外延的使用提供了比较快的淀积，因而能够比较容易地以商业规模加以实现。这种外延淀积形式还特别适合于使用具有用介质层形成的凹凸图形的衬底。
从另一种情况看，本发明是根据在衬底上制作多个半导体元件的方法制作的一种半导体器件，所述方法包含下列步骤：
在所述衬底的表面上形成预定的凹凸图形；以及
在所述表面上外延淀积由二种或更多种III族元素和二种或更多种V族元素的混合物组成的层，其中，二种所述III族元素是镓(Ga)和铟(In)，而一种所述V族元素是氮(N)；且其中
所述凹凸图形导致单个步骤中淀积的所述层在具有不同凹凸图形特性的区域中形成有所述镓(Ga)和铟(In)之间的不同的比率，镓(Ga)和铟(In)之间的比率影响组合到所述层中的氮(N)的量，所述不同区域中的不同的氮(N)组合在所述不同区域中提供了不同的带隙。
根据本发明第一情况的前述优选实施方案，提供了本发明这一情况的优选实施方案。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在以举例的方法来参照附图，其中：
图1A和1B分别示出了衬底在腐蚀之前和之后的剖面；
图2为在其表面上集成二种或更多种器件而制备的预先图形化了的圆形衬底；
图3A-3C示出了形成在衬底表面上的凹凸图形以及随后生长的层的组分和带边得到的变化(沿脊的长度)；
图4A-4E示出了形成在衬底表面上的另一种凹凸图形，此凹凸图形包含具有4B和4C所述几何形状的分立脊(4A)的阵列，4D和4E示出了随后生长的层的组分和带边得到的变化；
图5A和5B示出了形成在衬底表面上的另一种凹凸图形以及随后生长的层的组分得到的变化；而
图6A-6D示出了单片集成元件的构造。
具体实施方式
本发明第一实施方案用分子束外延(MBE)生长镓铟砷氮(GaInAsN)层的方法，在衬底上提供了多个半导体元件。根据此实施方案，GaInAsN被外延生长在预先图形化了的镓砷(GaAs)衬底上。“预先图形化了的”意味着衬底被选择性地腐蚀，清除某些区域中的GaAs，以便形成宽度约为几个微米数量级的一个或更多个细长的脊。图1A和1B分别示出了这种衬底在腐蚀发生之前和之后的剖面。
图形化衬底上的梯形形状(图1B)是未被选择性化学腐蚀或干法腐蚀清除的GaAs的剖面。确定这一剖面的重要参数是其宽度(应该约为几个微米或以下的数量级)和侧面的斜率。借助于选择腐蚀条件来产生特殊的晶体小平面(用整数指数(nmp)例如(311)表示)，能够确定侧面的斜率。在第三维中，此实施方案的剖面保持至少几十微米不变。通过Ga、In、As、N在脊顶部表面上的淀积以及通过淀积在侧面小平面上的原子从这些小平面到顶部表面的运动，就在此图形化了的衬底上发生GaInAsN的MBE生长。由于各种原子表面迁移长度的差别，故得到了横向组分的变化。结果，脊顶部上的GaInAsN层的铟组分百分比和厚度将依赖于脊的宽度、侧面小平面的取向、以及影响Ga、In、As、N原子的迁移率的参数。
能够被组合的氮的数量将受到Ga和In的相对组分的非常强烈的影响，生长在预先图形化了的衬底(如图1B所示)上的GaInAsN的氮含量因而也被脊顶部的宽度以及形成脊侧面的小平面的取向确定。由于GaInAsN层的氮含量强烈地影响半导体层的带隙，从而能够借助于在预先图形化了的衬底上进行MBE生长而控制GaInAsN的带隙。这正是在单个衬底上集成不同半导体器件所要求的特点。为了将二个或更多个器件集成到单个衬底上，可以以示意地示出的图形化圆形衬底(图2)的方式来预先对衬底进行图形化。
在此情况下，阴影区具有相同的宽度并由相同的小平面斜率确定，但连接二个阴影区的无阴影区域的宽度约为阴影区的宽度的3倍。结果，此衬底上的GaInAsN生长将导致材料淀积在表面的所有这些区域上，但淀积到无阴影区域上的材料的组分因而也是带隙将不同于淀积在阴影区域上的材料的组分。
当然，依赖于所制作的器件的类型，可能要求淀积大量其它的层，例如GaAlAs或GaAs。但所述的方法提供了在单个外延淀积步骤中，下方衬底的凹凸特性能够被用来使具有不同带隙的层部分得以被同时淀积。此实施方案的优点在于，在GaInAsN的MBE淀积之前，GaAs衬底的预先图形化提供了利用GaInAsN量子阱时借助于带隙调整而集成元件的基础。
图3A示出了预先图形化了的衬底的凹凸图形的例子。所示的脊能够被认为在二个区域，都沿其长度被虚线C-C’平分，长度为1a的较细的第一区域与长度为1b的较宽的第二区域会合。图3B示出了沿C-C’线任何一个给定点处的铟(％In)和氮(％N)的组合。应该指出的是，脊的较宽区域导致铟较低的组合，因而氮的组合较高。图3C示出了沿C-C’线任何一个给定点处的带边。从图3B和3C的比较中显见，与脊区相关的带边正比于此区域中的氮组合，这又与脊的宽度有关。但重要的是理解脊的宽度不是对层的组分有贡献的唯一因素，且铟的组合也不是对氮的组合有贡献的唯一因素。但显然，凹凸特性(在此情况下是脊的几何形状)可以被用来控制淀积在一个位置处的二种III族元素(在此情况下是镓和铟)的比率，这又能够改变此处的V族元素的比率，从而改变此处的材料带隙。
图4A示出了凹凸图形的另一例子。此图形包含分立的脊的阵列，基于各个脊的长度和宽度及其之间的间距而提供了带隙的空间变化。图4B示出了此阵列中的一个单独的脊，此脊跨越其宽度被虚线A-A’平分。图4C示出了脊沿A-A’线的剖面，其中，水平面的晶体指数被示为(001)，而小平面边沿的晶体指数被示为(311)。应该指出的是，晶体指数不局限于这些数值，而是在各个实施方案中能够取便于原子从小平面迁移到脊顶部的任何数值，不同的晶体小平面提供原子动力学行为的适当变化。
图4D示出了脊宽度与外延生长层中铟组合之间的关系。可以看到，铟组合随脊宽度的增加而减小，铟浓度预期在对应于平坦的未被图形化衬底的浓度处“触底”。图4E示出了外延生长层的带边随脊宽度增大而增大，发现带边基本上正比于铟组合的倒数。
图5A示出了凹凸图形的另一例子。所示的二个脊被间隙分隔开，图5B示出了间隙对铟和氮组合的影响。可以看到，间隙引起此区域中铟组合减小，氮组合因而也是此区域的带隙从而增大。
凹凸图形的这些各种各样的例子提供了对衬底上外延生长的层的带隙如何能够被控制以提供所希望的空间变化的某些认识。要强调的是。凹凸图形不局限于特殊的几何形状(例如脊)，而是能够包含任何几何形状，例如沟槽。
参照附图所示的原理同样适用于III族和V族层材料的不同组合，并且也适用于不同的衬底组分。本发明的各个实施方案可以包含已经被掺杂以便呈现一定特性的层。所述的方法同样完全适用于掺杂的材料。
本发明的第二实施方案用分子有机气相外延(MOVPE或MOCVD)方法在衬底上提供了多个半导体元件。预先图形化衬底(第一实施方案的衬底)上的外延再生长也能够被用于MOVPE生长技术。上述的MBE机制将适用于某些范围，但也可以采用变通的方法。变通的方法涉及到借助于首先用例如氧化硅或氮化硅的薄介质层覆盖整个衬底，随后从选择的区域清除此介质层而确定衬底的图形化区域。介质层被清除的区域的形状，典型地可以是尺寸相似于前面第一实施方案所述的确定脊结构的细长区域。结果，用这种技术形成的预先图形化的衬底，可以由具有一个或多个淀积到表面上的介质材料薄层的GaAs衬底组成，此介质层具有窄长的窗口，以便在限定区域中提供达及GaAs衬底的通路。这种衬底上的MOCVD生长可以发生在窗口区域中，但不发生在保留了介质的区域上。淀积在窗口中的GaInAsN的组分和厚度将依赖于窗口的宽度。结果，借助于对具有介质材料的表面预先进行图形化，并开出预定宽度的用来形成适合于发射激光、调制、探测、或各种其它应用的GaInAsN量子阱的窗口，就能够执行元件集成。
图6示出了演示单片集成元件构造的例子。顶部图(6A)示出了用来集成3个元件的一个可能的预先图形化衬底的凹凸图形。图形的各个组成部分可以由长度(1)和宽度(w)确定。在图6A的情况下，这些尺度可以不必描述整个图形，而是表示图形的主要部分，其中的尺度被选择来根据前述讨论而产生所希望的能带隙。图6B-D示出了能够被用于同一组集成元件的其它可能的图形。
一种优选的构造涉及到集成激光器区、调制器区、以及放大器区。这种构造要求3种元件带隙的激光器控制。例如，虽然激光器和放大器区可以具有相同的带隙，但通常希望调制器的带隙能量更高。通过预先图形化区的尺度，主要是宽度，各个区域中的带隙将不同。还应该清楚的是，所有的3个区域可以被确定为具有不同的宽度，且根据本发明的实施方案，所有的3种元件，激光器、调制器、以及放大器区，将都具有不同的带隙。
在运行中，来自激光器区的输出进入到调制器区，其中可以在“无损耗”区中传播，亦即在调制器区中以低的吸收传播，或在“衰减”区中传播，亦即调制器区中的吸收高。激光波长下的吸收量由与激光波长比较的调制器区中的带隙附近的光谱确定。例如，可以借助于用外加电场来外部调节。在此情况下，对外加电场的控制提供了调制方法，所需的信号电平可以被暂时施加在束的强度上。被调制的束则可以被送到带隙可能不同于激光器区和调制器区但光谱由区域的尺度定位的放大器区中，以便为调制的束提供足够的增益。这种构造，特别是放大器区，可以被有利地用来抵消光电子模块中的对准损耗。但应该清楚的是，此处的问题不是操作的细节，或确实的元件的排列，而是通过能够集成元件的预先图形化技术来达到带隙的某些局部控制的能力。
本发明的这一实施方案提供了空间控制衬底上外延生长的层的组分因而控制带隙的一种变通的对某些应用优选的方法。其它的外延生长技术以及不同技术的潜在组合也能够被用来提供相似的控制。
利用本发明的这些和其它的实施方案，衬底的表面能够被认为是已经准备好外延生长的表面，这可以包括在生长过程中预先淀积的外延层或由分立的生长过程更早制作的外延层。
如上所述，本发明的优选实施方案为连接的元件提供多个半导体元件。其中，这些元件的这种集成能够被应用于形成下列组合：
(a)集成的共平面激光器和电吸收调制器；
(b)集成的共平面激光器和电折射调制器；
(c)集成的共平面半导体光放大器(SOA)和调制器；
(d)集成的共平面激光器和无源光波导；
(e)集成的共平面半导体光放大器(SOA)和无源光波导；
(f)集成的无源波导和共平面光探测器；
(g)场效应晶体管(FET)和一个或多个光子元件。
此外，某些应用可以要求分立元件被共同制造在衬底上，且所述的技术将同样完全适用于此。
应该指出的是，上面的描述集中在光电子器件的“有源”区，例如光主要被局限的区域(无源波导)、或光主要被产生的区域(如在激光器中)、或光主要被放大的区域(如在放大器中)、或光主要被吸收的区域(如在探测器中)。完整的器件(例如激光器、放大器等)将涉及到一些其它的层来形成完全的器件。这些可以是掺杂的层以便协助电流的传导或电场的施加，或简单地用作引导过程的包覆区。
Claims (16)
1.一种在衬底上制作多个半导体元件的方法，所述方法包含下列步骤：
在所述衬底的表面上形成预定的凹凸图形；以及
在所述表面上外延淀积由二种或更多种III族元素和二种或更多种V族元素的混合物组成的层，其中，二种所述III族元素是镓(Ga)和铟(In)，而一种所述V族元素是氮(N)；且其中
所述凹凸图形导致单个步骤中淀积的所述层在所述表面上具有不同凹凸图形特性的区域中形成有所述镓(Ga)和铟(In)之间的不同的比率，所述镓(Ga)和铟(In)之间的不同比率改变组合到所述层中的氮(N)的量，不同的氮(N)组合在不同区域中提供了在所述不同区域中的不同带隙。
2.权利要求1所述的方法，其中，一种所述V族元素是砷(As)。
3.权利要求1所述的方法，其中，二种所述V族元素是砷(As)和锑(Sb)。
4.权利要求1-3中任何一个所述的方法，其中，至少一种所述半导体元件是光子元件。
5.权利要求1-3中任何一个所述的方法，其中，至少一种所述半导体元件是电子元件。
6.权利要求1-3中任何一个所述的方法，其中，多个所述半导体元件是分立的独立元件。
7.权利要求1-3中任何一个所述的方法，其中，多个所述半导体元件是连接的元件。
8.权利要求1-3中任何一个所述的方法，其中，借助于选择性地腐蚀衬底来进行所述凹凸图形的形成步骤。
9.权利要求1-3中任何一个所述的方法，其中，凹凸图形包含被倾斜小平面包围的脊。
10.权利要求9所述的方法，其中，至少一个所述小平面具有对应于整数指数(n11)的斜率。
11.权利要求9所述的方法，其中，至少一个所述小平面具有对应于整数指数(311)的斜率。
12.权利要求9所述的方法，其中，脊的凹凸图形特性由其表面面积对其边长度的比率确定。
13.权利要求1-3中任何一个所述的方法，其中，用分子束外延来进行外延淀积步骤。
14.权利要求1-3中任何一个所述的方法，其中，借助于用薄的介质层覆盖所述衬底，且随后从选择的区域清除所述介质层，来进行所述凹凸图形的形成步骤。
15.权利要求1-3中任何一个所述的方法，其中，用分子有机气相外延来进行外延淀积步骤。
16.一种根据权利要求1-3中任何一个的方法制作的半导体器件。
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