[發明專利]III－V族化合物半導體晶體結構及其外延生長方法和半導體器件

無效

• 申請號: 02106903.4
• 申請日: 2002-03-06
• 公開（公告）號: CN1374683A
• 公開（公告）日: 2002-10-16
• 發明（設計）人: 倉本大;砂川晴夫
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;H01L21/205
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 穆德駿,方挺

1.一種形成III-V族化合物半導體層的方法，包括如下步驟：

在具有晶體結構的基底層上用掩模執行III-V族化合物半導體層的外延生長，其中所述掩模滿足如下等式(1)：

h≥(w/2)tanθ????????????------(1)

其中“θ”是在所述外延生長時的III-V族化合物半導體層刻面結構的基角；“h”是所述掩模的厚度；“w”是所述掩模下層的開口寬度，并且所述開口寬度被限定在與所述基底材料表面和所述刻面結構的所述側面都垂直的平面所包含的方向上。

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述III-V族化合物半導體層包括含有III族元素的氮化物半導體。

3.如權利要求1所述的方法，其中，所述基底材料與所述III-V族化合物半導體層具有相同類型的晶體結構。

4.如權利要求1所述的方法，其中，所述掩模的所述開口為條帶狀，其縱向在自所述基底材料的[1-100]起-10度至+10度范圍內。

5.如權利要求1所述的方法，其中，所述掩模的所述開口為條帶狀，其縱向在自基底材料的[11-20]起-10度至+10度范圍內。

6.如權利要求1所述的方法，其中，所述III-V族化合物半導體層是通過汽相外延生長的。

7.如權利要求1所述的方法，其中，所述III-V族化合物半導體層生長直到所述III-V族化合物半導體層的厚度變得比所述掩模的厚度“h”大，從而所述掩模被完全埋在所述III-V族化合物半導體層內。

8.如權利要求1所述的方法，還包括如下步驟：

在襯底上形成基本為平面的層狀的所述基底材料；和

在所述外延生長之前，在所述基本平整的襯底上形成所述掩模。

9.如權利要求8所述的方法，其中，所述刻面結構的所述基角被限定為在所述刻面結構的刻面和所述基底材料的所述基本上平整的面之間所夾的角度。

10.如權利要求8所述的方法，其中，形成所述掩模的所述步驟還包括如下步驟：

在所述基本平整的基底材料的表面上形成掩模材料層；和

有選擇地去除所述掩模材料層以形成所述掩模。

11.如權利要求8所述的方法，其中，所述形成所述掩模的步驟還包括如下步驟：

在所述基本平整的基底材料的表面上形成第一掩模材料層；

在所述第一掩模材料層上形成第二掩模材料層；

在所述第二掩模材料層上有選擇地形成抗蝕劑掩模；

用所述抗蝕劑掩模有選擇地去除所述第二掩模材料層；

去除所述抗蝕劑掩模；以及

用所述第二掩模材料層作為掩模，有選擇地去除所述第一掩模材料層，以形成包含所述第一和第二掩模材料層的組合的掩模。

12.如權利要求1所述的方法，還包括如下步驟：

在襯底上形成所述掩模；以及

在所述外延生長之前，有選擇地在所述襯底上和在所述掩模的所述開口中形成層狀的基底材料。

13.如權利要求12所述的方法，其中，所述刻面結構的基角被限定為在所述刻面結構的面和所述刻面結構的基底側之間所夾的角度。

14.如權利要求1所述的方法，還包括如下步驟：

在襯底上形成基本為平面的層狀的所述基底材料；

在所述基本為平整的表面上形成所述掩模；

有選擇地去除所述基底材料以形成在所述掩模下的具有側壁的基底層圖形，然后從基底層圖形的側壁進行外延生長，從而在所述外延生長期間在所述掩模的所述開口處形成所述刻面結構。

15.如權利要求13所述的方法，其中，所述刻面結構的基角被限定為在刻面的面與所述刻面結構的基底側之間所夾的角度。

16.如權利要求1所述的方法，還包括如下步驟：在完成所述外延生長之后去除所述基底材料。

17.如權利要求1所述的方法，其中，所述掩模的厚度“h”比其所述開口寬度“w”的一半大。

18.一種III-V族化合物半導體外延層，其上部區具有傾斜角至多為100秒的晶體結構。