HK1036360A1 - Fabrication of gallium nitride layers by lateral growth - Google Patents

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HK1036360A1
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Thomas Gehrke
Darren B. Thomsom
Eric P. Carlson
Pradeep Rajagopal
Robert F. Davis
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Claims (28)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Galliumnitrit-Halbleiterschicht, umfassend die folgenden Schritte:
    Bereitstellen eines Siliziumkarbidsubstrats (102), einer Galliumnitritschicht (104) auf dem Siliziumkarbidsubstrat und einer Kappenschicht (109) auf der Galliumnitritschicht gegenüberliegend zu dem Siliziumkarbidsubstrat, wobei die Galliumnitritschicht eine Vielzahl von Pfosten (106) und eine Vielzahl von Gräben (107) dazwischen einschließt, wobei die Gräben eine Vielzahl von Öffnungen in der Kappenschicht definieren: und
    laterales Aufwachsen von Seitenwänden (105) der Pfosten in die Gräben hinein, um dadurch eine laterale Galliumnitritschicht (108a) in den Gräben zu bilden: dadurch gekennzeichnet, dass:
    die Vielzahl von Gräben Gräbenböden im Siliziumkarbidsubstrat einschließt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum lateralen Aufwachsen den Schritt zum lateralen Aufwachsen der Seitenwände der Pfosten in die Gräben hinein umfasst, bis sich die lateral aufgewachsenen Seitenwände in den Gräben vereinigen (108c), um dadurch eine Galliumnitrit-Halbleiterschicht zu bilden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum lateralen Aufwachsen den Schritt zum lateralen Überwachsen der lateral aufgewachsenen Seitenwände der Pfosten in den Gräben auf die Kappenschicht auf den oberen Abschnitten der Pfosten umfasst, um dadurch eine Galliumnitrit-Halbleiterschicht zu bilden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt zum lateralen Aufwachsen den Schritt zum lateralen Überwachsen (108b) der lateral aufgewachsenen Seitenwände der Pfosten in den Gräben auf die Kappenschicht auf den oberen Abschnitten der Pfosten, bis sich die lateral aufgewachsenen Seitenwände auf der Kappenschicht vereinigen, umfasst, um dadurch eine Galliumnitrit-Halbleiterschiht zu bilden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei dem Schritt zum lateralen Aufwachsen der Schritt zum Bilden von mikroelektronischen Einrichtungen (110) in der Galliumnitrit-Helbleiterschicht folgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt zum lateralen Aufwachsen den Schritt zum lateralen Aufwachsen der Seitenwände der Pfosten in die Gräben hinein unter Verwendung einer metallorganischen Dampfphasenepitaxie umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die darunter liegende Galliuimnitritschicht eine Defektdichte einschließt, und wobei der Schritt zum lateralen Aufwachsen den Schritt zum lateralen Aufwachsen der Seitenwände der Pfosten in die Gräben hinein, um dadurch eine Galliumnitrit-Halbleiterschicht mit einer niedrigeren Defektdichte als die Defektdichte zu bilden, umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des lateralen Aufwachsens die folgenden Schritte umfasst:
    laterales und vertikales Aufwachsen von Seitenwänden der Pfosten in die Gräben hinein und durch die Öffnungen in der Kappenschicht, um dadurch eine laterale Galliumnitritschicht (108a) in den Gräben zu bilden die sich vertikal durch die Öffnungen in der Kappenschicht erstreckt; und
    laterales Überwachsen der lateralen Galliumnitritschicht, die sich durch die Öffnungen in der Kappenschicht erstreckt, auf die Kappenschicht hin, um dadurch eine überwachsene laterale Galliumnitritschicht (108b) zu bilden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Schritte zum lateralen und vertikalen Aufwachsen der Seitenwände und zum lateralen Überwachsen der lateralen Galliumnitritschicht ohne vertikales Aufwachsen von Galliumnitrit auf der Kappenschicht ausgeführt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt zum lateralen Überwachsen der lateralen Galliumnitritschicht den Schritt zum lateralen Überwachsen der lateralen Galliumnitritschicht die sich durch die Öffnungen in der Kappenschicht erstreckt, auf die Kappenschicht hin, bis sich die überwachsende laterale auf der Kappenschicht vereinigt (108d), um dadurch eine kontinuierliche überwachsene laterale Galliumnitritschicht zu bilden, umfasst.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei dem Schritt zum lateralen Überwachsen der lateralen Galliumnitritschicht der Schritt zum Bilden von mikroelektronischen Einrichtungen (110) in der überwachsenen lateralen Galliumnitritschicht folgt.
  12. Verfahren nach Anspruch wobei der Bereitstellnngsschritt die folgenden Schritte umfasst:
    Maskieren einer darunter liegenden Galliumnitritschicht auf einem Siliziumkarbidsubstrat mit einer Maske, die ein Feld von Öffnungen darin einschließt; und
    Ätzen der darunter liegenden Galliumnitritschicht durch das Feld von Öffnungen zum Definieren einer Vielzahl von Pfosten in der Galliumnitritschicht und einer Vielzahl von Gräben dazwischen, wobei die Pfosten jeweils eine Seitenwand und einen oberen Abschnitt, der die Maske darauf aufweist, einschließen, um die Kappenschicht bereitzustellen.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Maskierungsschritt den Schritt zum Maskieren einer darunter liegenden Galliumnitritschicht auf einer Pufferschicht (102b) auf einem Siliziumkarbidsubstrat mit einer Maske, die ein Feld von Öffnungen darin einschließt, umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Ätzschritt den Schritt zum Ätzen der darunter liegenden Galliumnitritschicht und der Siliziumkarbidschicht durch das Feld von Öffnungen, um eine Vielzahl von Pfosten in der darunter liegenden Galliumnitritschicht und eine Vielzahl von Gräben dazwischen zu bilden, umfasst, wobei die Pfosten jeweils eine Seitenwand und einen oberen Abschnitt, der die Maske darauf aufweist, einschließen, wobei die Gräben Gräbenböden in dem Siliziumkarbidsubstrat einschließen.
  15. Verfahren nach Anspruch 1 wobei der Ätzschritt den Schritt zum Ätzen der darunter liegenden Galliumnitritschicht, der Pufferschicht und des Siliziumkarbidsubstrats durch das Feld von Öffnungen, um eine Vielzahl von Pfosten in der darunter liegenden Galliumnitritschicht und eine Vielzahl von Gräben dazwischen zu definieren, wobei die Pfosten jeweils eine Seitenwand und einen oberen Abschnitt, der die Maske darauf aufweist, einschließen, wobei die Gräben Gräbenböden in dem Siliziumkarbidsubstrat einschließen, umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die darunter liegende Galliumnitritschicht eine Defektdichte einschließt, wobei der laterale und vertikale Aufwachsschritt den Schritt zum lateralen und vertikalen Aufwachsen der Seitenwände der Pfosten in die Gräben hinein und durch die Öffnungen in der Kappenschicht umfasst, um dadurch eine laterale Galliumnitrit-Halbleiterschicht mit einer geringeren Defektdichte als die Defektdichte zu bilden.
  17. Galliumnitrit-Halbleiteraufbau (100), umfassend:
    ein Siliziumkarbidsubstrat (102a);
    eine Vielzahl von Galliumnitritpfosten (106) auf dem Siliziumkarbidsubstrat, wobei die Pfosten jeweils eine Seitenwand (105) und einen oberen Abschnitt einschließen, und eine Vielzahl von Gräben (107) dazwischen definieren; und
    ein Kappenschicht (109) auf den oberen Abschnitten der Pfosten; und
    eine laterale Galliumnitritschicht (108a), die sich lateral von den Seitenwänden der Pfosten in die Gräben hinein erstreckt, gekennzeichnet durch:
    eine Vielzahl von Gräben, die sich in das Siliziumkarbidsubstrat erstrecken.
  18. Aufbau nach Anspruch 17, wobei die laterale Galliumnitritschicht eine kontinuierliche laterale Galliumnitritschicht (108c) ist, die sich zwischen benachbarten Seitenwänden quer zu den Gräben dazwischen erstreckt.
  19. Aufbau nach Anspruch 17, wobei die laterale Galliumnitritschicht sich auch vertikal in den Gräben, bis über die Kappenschicht hinaus, erstreckt.
  20. Aufbau nach Anspruch 19, ferner umfassend:
    eine überwachsene laterale Galliumnitritschicht (108b), die sich lateral von der lateralen Galliumnitritschicht auf die Kappenschicht hin erstreckt.
  21. Aufbau nach Anspruch 20, wobei die überwachsene laterale Galliumnitritschicht eine kontinuierliche überwachsene laterale Galliumnitritschicht (108e) ist, die sich zwischen benachbarten Seitenwänden über die Kappenschicht dazwischen erstreckt.
  22. Aufbau nach Anspruch 17, ferner umfassend eine Vielzahl von mikroelektronischen Einrichtungen (110) in der lateralen Galliumnitritschicht.
  23. Aufbau nach Anspruch 19, ferner umfassend eine Vielzahl von mikroelektronischen Einrichtungen in der lateralen Galliumnitritschicht, die sich vertikal in den Gräben, über die Kappenschicht hinaus, erstreckt.
  24. Aufbau nach Anspruch 20, ferner umfassend eine Vielzahl von mikroelektronischen Einrichtungen in der überwachsenen lateralen Galliumnitritschicht.
  25. Aufbau nach Anspruch 17, ferner umfassend eine Pufferschicht (102b) zwischen dem Siliziumkarbidsubstrat und der Vielzahl von Pfosten.
  26. Aufbau nach Anspruch 25, wobei sich die Gräben durch die Pufferchicht und in das Siliziumkarbidsubstrat hinein erstrecken.
  27. Aufbau nach Anspruch 17, wobei die Pfosten von einer Defektdichte sind und wobei die laterale Galliumnitritschicht von einer niedrigeren Defektdichte als die Defektdichte ist.
  28. Aufbau nach Anspruch 20, wobei die Pfosten von einer Defektdichte sind und wobei die Überwachsene laterale Galliumnitritschicht von einer niedrigeren Defektdichte als die Defektdichte ist.
HK01107129.8A 1998-11-24 1999-11-23 Fabrication of gallium nitride layers by lateral growth HK1036360B (en)

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US09/198,784 1998-11-24
US09/198,784 US6177688B1 (en) 1998-11-24 1998-11-24 Pendeoepitaxial gallium nitride semiconductor layers on silcon carbide substrates
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