[發(fā)明專利]生長氮化物半導體的方法及由其形成的氮化物半導體襯底

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110041543.4
• 申請日: 2011-02-21
• 公開（公告）號: CN102191539A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 樸性秀;李文相
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: C30B25/02
• 分類號: C30B25/02;C30B29/40;H01L21/20;H01L33/00;H01L33/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 李昕巍

技術領域

本公開涉及生長氮化物半導體層的方法和使用該方法形成的氮化物半導體襯底。

背景技術

使用氮化物半導體的電子工業(yè)已被視為發(fā)展和促進綠色工業(yè)的合適領域。特別地，鎵氮化物(GaN)作為一種氮化物半導體廣泛用于藍色發(fā)光二極管的制造中，藍色發(fā)光二極管是高功率電子器件的核心部件之一。高功率電子器件一般包括紅、綠和/或藍發(fā)光二極管(LED)作為核心部件。與用鋅硒化物(ZnSe)制造的常規(guī)藍色發(fā)光器件相比，由于GaN的優(yōu)良物理屬性和化學屬性，用GaN制造的藍LED具有優(yōu)異的亮度、壽命和內部量子效率。GaN具有直接躍遷帶隙結構(direct?transition?bandgap?structure)，且通過使用合金諸如InGaN或AlGaN，帶隙可在從約1.9到約6.2eV的范圍調節(jié)。因此，GaN可用于光器件。此外，GaN具有高擊穿電壓且在高溫下是穩(wěn)定的，因此可用在各種領域，諸如高功率器件和高溫電子器件。例如，GaN可應用在使用全色顯示的大型電子標志、交通燈、光學記錄介質的光源、以及交通工具引擎的高功率晶體管中。使用GaN襯底制造的LED具有更少的缺陷、GaN襯底和器件層中相同的折射率、以及是藍寶石的四倍大的熱導率。因此，GaN是用于制造高功率LED的重要元件。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種生長氮化物半導體層的方法，該方法可生長氮化物半導體層而不形成裂紋。裂紋由于界面上的應變而產(chǎn)生，界面上的應變由氮化物半導體層和襯底的晶格常數(shù)或熱膨脹系數(shù)之間的差異導致。氮化物半導體襯底可通過該生長方法獲得。

其它方面將部分闡述于下面的說明中，以及部分地將從該說明變得顯然，或者可通過實踐給出的實施方式而習得。

根據(jù)本發(fā)明一方面，生長氮化物半導體層的方法包括：準備襯底；在該襯底上形成氮化物半導體點(dot)；以及在該氮化物半導體點上生長氮化物半導體層。

該方法還可包括在該氮化物半導體層的生長期間形成應力釋放層，在該應力釋放層中氮化物半導體點彼此連接。

該氮化物半導體層可具有一厚度，該厚度等于或大于該應力釋放層的厚度。

該應力釋放層的厚度可為約1μm至100μm。

該氮化物半導體層可利用鹵化物氣相外延(HVPE)法形成。

該氮化物半導體點可在利用HVPE法在該襯底上生長該氮化物半導體層時原位形成。

該氮化物半導體點可沿一個方向布置。

所生長的氮化物半導體層的厚度可依賴于所述氮化物半導體點的尺寸。

該氮化物半導體點大多數(shù)可具有約0.4μm或更大的尺寸。

該氮化物半導體點大多數(shù)可具有約0.4μm至約0.8μm的尺寸。這里，所生長的氮化物半導體層的厚度可為約100μm至約1000μm。

該氮化物半導體點大多數(shù)可具有約0.4μm或更小的尺寸。這里，所生長的氮化物半導體層的厚度可為約10μm或更小。

該氮化物半導體層和該氮化物半導體點可包括鎵氮化物(GaN)。

該氮化物半導體點可具有六角晶體結構。

該襯底可以是藍寶石襯底。

該氮化物半導體層可通過激光浮脫法(liftoff?method)從該襯底分離從而用作氮化物半導體襯底。

該氮化物半導體襯底可以是GaN襯底。

該氮化物半導體點可在該氮化物半導體層的表面上或附近。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種氮化物半導體襯底包括：氮化物半導體點；以及在該氮化物半導體點上生長的氮化物半導體層。

該氮化物半導體襯底還可包括在該氮化物半導體層的生長期間形成的應力釋放層，在該應力釋放層中該氮化物半導體點彼此連接。

該氮化物半導體層可具有一厚度，該厚度等于或大于該應力釋放層的厚度。

該應力釋放層的厚度可為約1μm至100μm。

該氮化物半導體點可沿一個方向布置在該氮化物半導體層的表面上或附近。

該氮化物半導體點大多數(shù)可具有約0.4μm至約0.8μm的尺寸。

所生長的氮化物半導體層的厚度可為約100μm至約1000μm。

該氮化物半導體點大多數(shù)可具有約0.4μm或更小的尺寸。

所生長的氮化物半導體層的厚度可為約10μm.

該半導體點可在該氮化物半導體層的表面上具有六角晶體結構。

附圖說明

這些和/或其它方面將從下面結合附圖對實施方式的描述變得顯然且更易于理解，附圖中：

圖1是示意圖，示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的生長氮化物半導體層的方法在藍寶石襯底上生長GaN的方法；