[發明專利]半導體基底、半導體裝置及其制造方法

無效

• 申請號: 201310036289.8
• 申請日: 2011-02-09
• 公開（公告）號: CN103151433A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 酒井士郎
• 申請（專利權）人: 首爾OPTO儀器股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王占杰;魯恭誠

本申請是進入中國國家階段日期為2012年8月10日、國家申請號為201180009076.5、題為“半導體基底、半導體裝置及其制造方法”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明的示例性實施例涉及半導體基底、半導體裝置及其制造方法。更具體地講，本發明的示例性實施例涉及一種具有形成在基底上的GaN層的半導體基底、半導體裝置及其制造方法。

背景技術

包括氮化鎵（GaN）基半導體的發光二極管（LED）可以用于各種應用，例如用于信號裝置、液晶面板的背光單元等。已知的是，LED的發光效率會受到位錯密度和晶體缺陷的影響。雖然可以在異質基底（例如，藍寶石等）上生長GaN基半導體晶體，但是會發生GaN層和基底之間的晶格失配和熱膨脹差異，從而導致高位錯密度或缺陷密度的增大。

因此，可以在同質基底（例如，GaN基底等）上生長GaN基半導體晶體。然而，GaN中的氮的高離解率會阻礙GaN熔體的形成，由此難以形成GaN基底。雖然可以使用機械拋光、激光分層等將GaN基底與用于生長GaN基底的GaN大塊晶體（bulk?crystal）分離，但是可能難以產生具有實用尺寸的GaN基底。具體地，激光分層會需要執行顯著長的時間段，并且會導致GaN基底的成本的增加。

在S.Hasegawa、S.Nishida、T.Yamashita、H.Asahi的“Polycrystalline?GaN?for?light?emitter?and?field?electron?emitter?applications”（Thin?Solid?films487?(2005),pp260-267）以及M.Haino等人的“Buried?Tungsten?Metal?Structure?Fabricated?by?Epitaxial-Lateral-Overgrown?GaN?via?Low-Pressure?Metalorganic?Vapor?Phase?Epitaxy”（Jpn.J.Appl.Phys.,39(2000)L449）中描述了GaN晶體生長，出于所有的目的將該文通過引用全部包含于此，正如在此進行了充分地闡述一樣。例如，利用等離子體輔助分子束外延分別在石英基底、鎢（W）、鉬（Mo）、鉭（Ta）和鈮（Nb）的高熔點金屬基底以及硅（Si）基底上生長GaN晶體。

發明內容

技術問題

因為GaN基底的制造會很困難且成本高，所以通常通過在諸如藍寶石等的異質基底上生長GaN層來制造諸如LED或激光二極管的半導體裝置。然而，如上所述，高位錯密度或增大的缺陷密度會劣化LED的發光效率。另外，與GaN基底相比，藍寶石基底具有較低的熱導率，這會使裝置的散熱性質劣化。因此，使用藍寶石基底用于LED或激光二極管會限制其工作壽命。

技術方案

本發明的示例性實施例提供了一種以低成本在異質基底上制造平坦的且易于分離的GaN基底的方法。

本發明的示例性實施例還提供了可具有改善的性能或長的工作壽命的使用GaN基底制造的諸如LED或激光二極管的半導體裝置。

本發明的附加特征將在下面的描述中進行說明，并部分地根據該描述將是明顯的，或者可以由本發明的實施而明了。

本發明的示例性實施例提供了一種制造半導體基底的方法，所述方法包括：在基底上形成第一半導體層；在所述第一半導體層上形成金屬材料層；在所述第一半導體層和所述金屬材料層上形成第二半導體層；使用溶液蝕刻所述基底，以去除所述金屬材料層和所述第一半導體層的一部分；在所述第二半導體層上形成第三半導體層；以及在位于去除金屬層的位置下方的第一半導體層中形成腔。

本發明的另一示例性實施例提供了一種制造半導體基底的方法，所述方法包括：在基底上形成第一半導體層；在所述第一半導體層上形成金屬材料層；在所述第一半導體層和所述金屬材料層上形成第二半導體層；將所述基底浸漬在溶液中，以去除所述金屬材料層和所述第一半導體層的一部分；在所述第二半導體層上形成第三半導體層；以及在位于去除金屬層的位置下方的第一半導體層中形成腔。

附圖說明

應當理解的是，上面的概括性描述和下面的詳細描述是示例性的和解釋說明性的，并旨在提供如權利要求所述的本發明的進一步解釋。

本專利或申請文件包含至少一幅用顏色實現的附圖。在請求和支付必要費用時，專利局應提供具有彩色附圖的本專利或專利申請公布的副本。