[發明專利]供半導體光電組件磊晶用的半導體結構組合及其制程

有效

• 申請號: 200710139180.1
• 申請日: 2007-07-20
• 公開（公告）號: CN101350388A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發明（設計）人: 蔡宗良;程志青
• 申請（專利權）人: 廣鎵光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L21/20
• 代理公司: 上海虹橋正瀚律師事務所
• 代理人: 李佳銘

1.一種供一半導體光電組件磊晶用的半導體結構組合，其特征在于，所述半導體結構組合包含：

一基板，所述基板具有一上表面以及形成于所述上表面上的一凹陷，其中所述凹陷的側壁提供一半導體材料往一第一從優取向成長的至少一個第一成核點，所述凹陷的一底部提供所述半導體材料往所述第一從優取向成長的一第二成核點，鄰接所述凹陷的平坦區域提供所述半導體材料往所述第一從優取向成長的至少一個第三成核點；

所述半導體材料中的至少一個第一磊晶晶體，所述第一磊晶晶體在所述第一成核點成核并且在一第一制程條件下往所述第一從優取向成長；

所述半導體材料中的一第二磊晶晶體，所述第二磊晶晶體在所述第二成核點成核并且在所述第一制程條件下往所述第一從優取向成長；以及

所述半導體材料中的至少一個第三磊晶晶體，所述第三磊晶晶體在所述第三成核點成核并且在所述第一制程條件下往所述第一從優取向成長；

其中在所述第一制程條件下，所述第二磊晶晶體及所述至少一個第三磊晶晶體的成長抑制所述至少一個第一磊晶晶體成長至所述凹陷的中央。

2.如權利要求1所述的半導體結構組合，其特征在于：所述第二磊晶晶體具有高于所述凹陷的深度的一高度。

3.如權利要求1所述的半導體結構組合，其特征在于：所述基板由選自由硅、玻璃、氮化鎵、氮化鋁、藍寶石、尖晶石、碳化硅、砷化鎵、三氧化二鋁、二氧化鋰鎵、二氧化鋰鋁以及四氧化鎂二鋁所組成的一群組中的其一所形成。

4.如權利要求1所述的半導體結構組合，其特征在于：所述半導體材料一III-V族化合物半導體材料，其中在所述III-V族化合物半導體材料內的一III族化學元素選自由硼、鋁、鎵以及銦所組成的一群組中的一元素，在所述III-V族化合物半導體材料內的一V族化學元素選自由氮、磷、砷以及銻所組成的一群組中的一元素。

5.如權利要求1所述的半導體結構組合，其特征在于：所述基板一藍寶石基板，所述藍寶石基板的所述上表面具有取向為(0001)的一結晶面，所述半導體材料氮化鎵，并且所述第一從優取向{0001}GaN。

6.如權利要求5所述的半導體結構組合，其特征在于：進一步包含一氮化鎵薄膜，所述氮化鎵薄膜在所述至少一個第一磊晶晶體、所述第二磊晶晶體及所述至少一個第三磊晶晶體形成的前覆蓋在所述藍寶石基板的所述上表面上。

7.如權利要求6所述的半導體結構組合，其特征在于：所述氮化鎵薄膜具有厚度至少為的一厚度。

8.如權利要求5所述的半導體結構組合，其特征在于：所述第二磊晶晶體及所述至少一個第三磊晶晶體在一第二制程條件下往一第二從優取向{1120}GaN持續成長以形成一層所述半導體材料覆蓋所述基板。

9.如權利要求8所述的半導體結構組合，其特征在于：所述第一制程條件包含一第一制程溫度900℃以及一第一制程壓力200torrs，并且所述第二制程條件包含一第二制程溫度1050℃以及一第二制程壓力200torrs。

10.一種制造供一半導體光電組件磊晶用的一半導體結構組合的方法，其特征在于，所述方法包含下列步驟：

制備一基板，所述基板具有一上表面以及形成于所述上表面上的一凹陷，其中所述凹陷的側壁提供一半導體材料往一第一從優取向成長的至少一個第一成核點，所述凹陷的一底部提供所述半導體材料往所述第一從優取向成長的一第二成核點，鄰接所述凹陷的平坦區域提供所述半導體材料往所述第一從優取向成長的至少一個第三成核點；

在一第一制程條件下，在所述第一成核點成核所述半導體材料中的至少一個第一磊晶晶體并且往所述第一從優取向成長所述第一磊晶晶體；

在所述第一制程條件下，在所述第二成核點成核所述半導體材料中的一第二磊晶晶體并且往所述第一從優取向成長所述第二磊晶晶體；以及

在所述第一制程條件下，在所述第三成核點成核所述半導體材料中的至少一個第三磊晶晶體并且往所述第一從優取向成長所述第三磊晶晶體；

其中在所述第一制程條件下，所述第二磊晶晶體及所述至少一個第三磊晶晶體的成長抑制所述至少一個第一磊晶晶體成長至所述凹陷的中央。

11.如權利要求8所述的方法，其特征在于：所述第二磊晶晶體具有高于所述凹陷的深度的一高度。