[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

技術領域

本發明涉及一種半導體結構組合(semiconductor?structure?combination)，特別涉及一種用于半導體光電組件(semiconductor?optoelectronic?device)的半導體結構組合。

背景技術

現今半導體發光組件(例如，發光二極管)的應用領域已甚為廣泛，例如照明以及遙控領域等，都可以見到半導體發光組件被廣泛地應用。為了讓半導體發光組件盡可能地確保較高的功能可靠性以及較低的能源消耗，因此對于半導體發光組件都須要求其本身的外部量子效率(external?quantumefficiency)。

理論上，一半導體發光組件的外部量子效率與其本身的內部量子效率(internal?quantum?efficiency)有關。所謂的內部量子效率由材料特性及質量所決定。若半導體發光組件的內部缺陷(例如，差排)密度變大，將會降低半導體發光組件的內部量子效率及光取出效率。

為提升半導體發光組件的外部量子效率，具有圖案化表面的藍寶石基板已被揭露并用于制造半導體發光組件。圖案化表面可用以散射由半導體發光組件射出的光線以降低全反射，進一步提升半導體發光組件的外部量子效率。

雖然半導體材料層(例如，氮化鎵)可通過不錯的橫向磊晶方式形成于圖案化表面的藍寶石基板上，但是半導體材料層在圖案化表面的藍寶石基板上磊晶后仍會產生不少內部的缺陷(例如，貫穿式差排)，并且直接影響到半導體發光組件的光電特性。因此，在圖案化表面的藍寶石基板上磊晶的半導體材料層，其質量仍有改善的空間。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于半導體光電組件的半導體結構組合及其制造方法，以解決上述問題。

本發明提供的半導體結構組合包含一基板(substrate)、一半導體材料中的至少一個第一磊晶晶體、該半導體材料中的一第二磊晶晶體以及該半導體材料中的至少一個第三磊晶晶體。該基板具有一上表面以及形成于該上表面上的一凹陷(recess)。

該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。該凹陷的一底部提供該半導體材料往該第一從優取向成長的一第二成核點。鄰接該凹陷的平坦區域提供該半導體材料往該第一從優取向成長的至少一個第三成核點。

該第一磊晶晶體在該第一成核點成核并且在一第一制程條件下往該第一從優取向成長。該第二磊晶晶體在該第二成核點成核并且在該第一制程條件下往該第一從優取向成長。該第三磊晶晶體在該第三成核點成核并且在該第一制程條件下往該第一從優取向成長。在該第一制程條件下，該第二磊晶晶體及該至少一個第三磊晶晶體的成長抑制該至少一個第一磊晶晶體的成長。

本發明還提供一種制造一半導體結構組合的方法。

首先，該方法制備一基板。該基板具有一上表面以及形成于該上表面上的一凹陷。該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。該凹陷的一底部提供該半導體材料往該第一從優取向成長的一第二成核點。鄰接該凹陷的平坦區域提供該半導體材料往該第一從優取向成長的至少一個第三成核點。

接著，在一第一制程條件下，該方法在該第一成核點成核該半導體材料中的至少一個第一磊晶晶體并且往該第一從優取向成長該第一磊晶晶體。

然后，在該第一制程條件下，該方法在該第二成核點成核該半導體材料中的一第二磊晶晶體并且往該第一從優取向成長該第二磊晶晶體。

最后，在該第一制程條件下，該方法在該第三成核點成核該半導體材料中的至少一個第三磊晶晶體并且往該第一從優取向成長該第三磊晶晶體。特別地，在該第一制程條件下，該第二磊晶晶體及該至少一個第三磊晶晶體的成長抑制該至少一個第一磊晶晶體的成長。

本發明還提供一種半導體結構組合。該半導體結構組合包含一基板、一半導體材料中的至少一個第一磊晶晶體、該半導體材料中的一第二磊晶晶體以及該半導體材料中的至少一個第三磊晶晶體。該基板具有一上表面以及形成于該上表面上的一凹陷。

該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。該凹陷的一底部提供該半導體材料往該第一從優取向成長的一第二成核點。鄰接該凹陷的平坦區域提供該半導體材料往該第一從優取向成長的至少一個第三成核點。

該第一磊晶晶體在該第一成核點成核并且在一制程條件下往該第一從優取向成長。該第二磊晶晶體在該第二成核點成核并且在該制程條件下往該第一從優取向成長。該第三磊晶晶體在該第三成核點成核并且在該制程條件下往該第一從優取向成長。