[發明專利]氮化物半導體結構及其制造方法

有效

• 申請號: 200910160715.2
• 申請日: 2009-07-17
• 公開（公告）號: CN101958375A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 郭義德;林素芳;郭威宏;劉柏均;紀東煒;趙主立;蔡政達
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01S5/30;H01L21/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邱軍

1.一種氮化物半導體基板，其特征在于：該氮化物半導體基板包括：

外延基板；

氮化物柱層，形成于該外延基板上，其中該氮化物柱層包括：

多個圖案化排列的第一柱；以及

多個圖案化排列的第二柱，形成于該多個圖案化排列的第一柱上，其中各該第二柱的橫截面寬度小于各該第一柱的橫截面寬度，且各該第二柱之間的距離大于等于各該第一柱之間的距離；

氮化物半導體層，形成于該氮化物柱層上；以及

掩模層，覆蓋在該第一柱、該第二柱與該外延基板的表面。

2.如權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于：該氮化物半導體層的材料包括氮化鎵、氮化鋁、氮化鎵銦、氮化鋁鎵或氮化鋁鎵銦。

3.如權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于：各該第一柱的橫截面寬度與各該第一柱之間的距離的比值大于1。

4.如權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于：各該第二柱的橫截面寬度與各該第二柱之間的距離的比值大于0.8。

5.如權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于：各該第二柱的厚度等于該掩模層的厚度。

6.如權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于：該氮化物柱層的材料包括III族氮化物。

7.如權利要求6所述的氮化物半導體基板，其特征在于：該III族氮化物包括硼、鋁、鎵、銦、鉈或其組合的氮化物。

8.如權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于：該外延基板的材料包括藍寶石、碳化硅、硅或砷化鎵。

9.如權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于：該多個第一柱或該多個第二柱的排列方式包括排列成條狀、點狀或網狀。

10.如權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于：該外延基板與該氮化物半導體層的熱膨脹系數不同。

11.如權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于：該氮化物半導體層的厚度大于100μm時，該氮化物半導體層可通過分離工藝而形成氮化物半導體獨立基板。

12.如權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于：各該第一柱的橫截面寬度與各該第一柱之間的距離的比值小于等于1。

13.如權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于：各該第二柱的橫截面寬度與各該第二柱之間的距離的比值小于等于0.8。

14.一種氮化物半導體基板的制造方法，其特征在于：該制造方法包括：

于外延基板表面形成多個圖案化排列的第一柱；

于該外延基板表面形成掩模層，覆蓋該多個第一柱的側壁與部分頂面；

于該多個第一柱上形成多個圖案化排列的第二柱，其中該第二柱的橫截面寬度小于該第一柱的橫截面寬度，且各該第二柱之間的距離大于等于各該第一柱之間的距離；以及

透過該多個第二柱進行側向外延工藝，以形成氮化物半導體層。

15.如權利要求14所述的氮化物半導體基板的制造方法，其特征在于：該氮化物半導體層的材料包括氮化鎵、氮化鋁、氮化鎵銦、氮化鋁鎵或氮化鋁鎵銦。

16.如權利要求14所述的氮化物半導體基板的制造方法，其特征在于：該多個第一柱或該多個第二柱的排列方式包括排列成條狀、點狀或網狀。

17.如權利要求14所述的氮化物半導體基板的制造方法，其特征在于：形成圖案化排列的該多個第一柱的步驟包括：

于該外延基板表面形成材料層；

于該材料層上形成圖案化掩模，并露出部分該材料層的表面；以及

以該圖案化掩模為掩模，去除該材料層，以形成該多個第一柱。

18.如權利要求17所述的氮化物半導體基板的制造方法，其特征在于：形成該掩模層的步驟包括：

蝕刻該圖案化掩模，以縮減該圖案化掩模的寬度；

全面性形成薄膜，覆蓋該圖案化掩模、該多個第一柱及該外延基板的部分表面；

移除該圖案化掩模的頂面上的該薄膜；以及

移除該圖案化掩模，以形成該掩模層并露出該多個第一柱的部分頂面。