[發明專利]氮化物半導體基板及其制造方法

有效

• 申請號: 201110395031.8
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN102544282A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 方彥翔;趙主立;胡智威;郭義德
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;梁揮

1.一種氮化物半導體基板，其特征在于，包括：

一基材；

一圖案化氮化物半導體層，位于該基材上，其中該圖案化氮化物半導體層包括多個納米柱結構以及多個塊狀圖案；

一保護層，披覆在該些納米柱結構與該些塊狀圖案的側壁上；以及

一氮化物半導體層，位于該圖案化氮化物半導體層上，其中該氮化物半導體層與該圖案化氮化物半導體層之間具有多個納米孔洞。

2.根據權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于，該些塊狀圖案分布于該些納米柱結構之間。

3.根據權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于，該些塊狀圖案的寬度與間距的比例為0.8～1.2。

4.根據權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于，該些納米柱結構的寬度為30～300nm。

5.根據權利要求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小于或等于50μm。

6.根據權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于，該些納米柱結構與該些塊狀圖案的高度為0.5～5μm。

7.根據權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于，該保護層還覆蓋該些納米孔洞的底部。

8.根據權利要求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質包括氮化鎵、氮化鋁鎵、氮化鋁、氮化銦鎵或是其組合。

9.根據權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于，該圖案化氮化物半導體層的材質包括氮化鎵、氮化鋁鎵、氮化鋁、氮化銦鎵或是其組合。

10.根據權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于，該保護層的材質包括二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

11.根據權利要求1所述的氮化物半導體基板，其特征在于，該基材為一外延基材，其材質包括硅、碳化硅、氧化鋁、藍寶石、氮化鎵或是氮化鋁。

12.一種氮化物半導體基板的制作方法，其特征在于，包括：

在一基材上形成一氮化物半導體材料；

圖案化該氮化物半導體材料以形成多個納米柱結構以及多個塊狀圖案；

在該些納米柱結構以及該些塊狀圖案的側壁形成一保護層；以及

進行一側向外延成長程序，以于該圖案化氮化物半導體層上形成一氮化物半導體層，其中該氮化物半導體層與該圖案化氮化物半導體層之間具有多個納米孔洞。

13.根據權利要求12所述的氮化物半導體基板的制作方法，其特征在于，形成該些納米柱結構以及該些塊狀圖案的方法包括：

在該氮化物半導體材料上形成一介電層；

在該介電層上形成一金屬層；

進行一回火程序，以使該金屬層轉變成多個納米金屬顆粒；

在該些金屬顆粒上形成一圖案化光阻層；

以該圖案化光阻層以及該些金屬顆粒作為蝕刻掩膜，圖案化該氮化物半導體材料以形成該些納米柱以及該些塊狀圖案；以及

移除該些金屬顆粒、該圖案化光阻層以及該介電層。

14.根據權利要求13所述的氮化物半導體基板的制作方法，其特征在于，該金屬層包括鎳、銀、金或銅。

15.根據權利要求13所述的氮化物半導體基板的制作方法，其特征在于，該回火程序為一快速退火程序，且溫度為攝氏250～950度，時間為1～2分鐘。

16.根據權利要求13所述的氮化物半導體基板的制作方法，其特征在于，形成該金屬層的方法包括利用一電子槍沉積程序，且該金屬層的厚度為10～40nm。

17.根據權利要求13所述的氮化物半導體基板的制作方法，其特征在于，該介電層的厚度為300～600nm。

18.根據權利要求12所述的氮化物半導體基板的制作方法，其特征在于，該氮化物半導體材料是采用一金屬有機化學氣相沉積程序形成，且該氮化物半導體材料的厚度為0.5～5μm。

19.根據權利要求12所述的氮化物半導體基板的制作方法，其特征在于，該保護層的厚度為100～400nm。