[發明專利]包括III-V 族化合物半導體層的半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201210344919.3
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN103094320A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 李商文;申在光;曹永真
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L29/10
• 分類號: H01L29/10;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 李昕巍

1.一種半導體器件，包括：

硅基板，包括孔；

硬掩模，在所述基板上圍繞所述孔形成；

第一材料層，填充在所述孔內并形成在所述硬掩模上；

上材料層，形成在所述第一材料層上；和

器件層，形成在所述上材料層上，

其中所述第一材料層是III-V族材料層。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述III-V族材料層是III-V族化合物半導體層。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述上材料層是所述第一材料層的一部分。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述上材料層使用與所述第一材料層相同的材料或不同的材料形成。

5.根據權利要求1所述的半導體器件，還包括形成在所述第一材料層與所述上材料層之間的緩沖層。

6.根據權利要求1所述的半導體器件，還包括：

第一勢壘層，形成在所述第一材料層與所述上材料層之間；和

第二勢壘層，形成在所述上材料層上。

7.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述器件層包括鰭場效應晶體管、太陽能電池、發光二極管或激光二極管。

8.根據權利要求5所述的半導體器件，其中所述緩沖層使用與所述第一材料層相同的材料或不同的材料形成。

9.根據權利要求6所述的半導體器件，其中所述第一勢壘層和第二勢壘層通過使用帶隙大于用于形成所述上材料層的材料的帶隙的材料形成。

10.根據權利要求6所述的半導體器件，其中所述第一勢壘層和第二勢壘層通過使用與所述第一材料層相同的材料或不同的材料形成。

11.根據權利要求1所述的半導體器件，其中填充在所述孔中的所述第一材料層包括空的空間。

12.根據權利要求5所述的半導體器件，其中所述器件層包括鰭場效應晶體管、太陽能電池、發光二極管或激光二極管。

13.根據權利要求6所述的半導體器件，其中所述器件層包括鰭場效應晶體管、太陽能電池、發光二極管或激光二極管。

14.一種制造半導體器件的方法，該方法包括：

在硅基板的上表面上形成用于暴露所述上表面的一部分的硬掩模；

在所述基板的所述暴露部分中形成孔；

在所述硬掩模上生長第一材料層以填充所述孔；

在所述第一材料層上生長上材料層；和

在所述上材料層上形成器件層，

其中所述第一材料層是III-V族材料層。

15.根據權利要求14所述的方法，其中所述III-V族材料層是III-V族化合物半導體層。

16.根據權利要求14所述的方法，其中所述上材料層使用與所述第一材料層相同的材料或不同的材料生長。

17.根據權利要求14所述的方法，其中所述上材料層是所述第一材料層的一部分，且

其中依次生長所述第一材料層和所述上材料層。

18.根據權利要求14所述的方法，其中所述器件層包括鰭場效應晶體管、太陽能電池、發光二極管或激光二極管。

19.根據權利要求14所述的方法，還包括：

平坦化所述第一材料層的上表面；

在所述第一材料層的平坦化的上表面上生長緩沖層；和

在所述緩沖層上生長上材料層。

20.根據權利要求19所述的方法，其中所述緩沖層使用與所述第一材料層相同的材料或不同的材料生長。

21.根據權利要求14所述的方法，還包括使用帶隙大于用于形成所述上材料層的材料的帶隙的材料在所述第一材料層與所述上材料層之間生長第一勢壘層。

22.根據權利要求21所述的方法，還包括使用帶隙大于用于形成所述上材料層的材料的帶隙的材料在所述上材料層上生長第二勢壘層。

23.根據權利要求21所述的方法，其中所述第一勢壘層使用與所述第一材料層相同的材料或不同的材料生長。