[發明專利]氮化物半導體元件及其制作方法

有效

• 申請號: 201710221821.1
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN106992231B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 朱學亮;劉建明;卓昌正;陳秉揚;徐宸科;張中英
• 申請（專利權）人: 廈門三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/22;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.氮化物半導體元件，包括：

藍寶石圖形襯底，采用物理刻蝕方法制作所得，其具有一系列的凹陷或凸起的圖形，該圖形具有側壁；

Al_xGa_(1-x)N層，采用物理氣相沉積法形成于圖形襯底表面上；

氮化鎵基半導體疊層，采用MOCVD法形成于該Al_xGa_(1-x)N層上；其特征在于：

先采用等離子蝕刻所述藍寶石圖形襯底的表面，從而減少所述圖形側壁處的缺陷，再形成該Al_xGa_(1-x)N層，和/或，

所述Al_xGa_(1-x)N層在形成過程中一次或多次采用等離子體蝕刻以消除圖形側壁的晶體缺陷；所述Al_xGa_(1-x)N層位于所述藍寶石圖形襯底之側壁的晶體缺陷的尺寸小于20nm。

2.氮化物半導體元件，包括：

藍寶石圖形襯底，采用物理刻蝕方法制作所得，其具有一系列的凹陷或凸起的圖形，該圖形具有側壁；

Al_xGa_(1-x)N層，采用物理氣相沉積法形成于圖形襯底表面上；

氮化鎵基半導體疊層，采用MOCVD法形成于該Al_xGa_(1-x)N層上；其特征在于：

采用等離子蝕刻所述藍寶石圖形襯底的表面，從而減少所述襯底的圖形側壁處的缺陷，再形成該Al_xGa_(1-x)N層，和/或，

所述Al_xGa_(1-x)N層在形成過程中一次或多次采用等離子體蝕刻以消除圖形側壁的晶體缺陷；所述Al_xGa_(1-x)N層位于所述圖形襯底之單個圖形之側壁的晶體缺陷尺寸大于10nm的個數小于10。

3.根據權利要求1或2所述的氮化物半導體元件，其特征在于：所述Al_xGa_(1-x)N層的厚度為3~100nm。

4.根據權利要求1或2所述的氮化物半導體元件，其特征在于：所述氮化鎵基半導體疊層至少包含n型半導體層、發光層和p型半導體層。

5.根據權利要求1所述的氮化物半導體元件，其特征在于：所述Al_xGa_(1-x)N層位于所述圖形襯底之單個圖形之側壁的晶體缺陷尺寸大于10nm的個數小于10。

6.氮化物半導體元件的制作方法，包括步驟：

（1）提供一藍寶石襯底，采用物理刻蝕方法在所述襯底的上表面形成一系列的凹陷或凸起的圖形，該圖形具有側壁；

（2）采用物理氣相沉積法在前述圖形化的襯底上表面形成Al_xGa_(1-x)N層；

（3）采用MOCVD法在所述Al_xGa_(1-x)N層上沉積氮化鎵基半導體疊層；

其特征在于：所述步驟（2）中，打開直流脈沖電源，開始生長Al_xGa_(1-x)N薄膜，接著關閉直流電源，打開射頻電源，通入氮氣或者氬氣或者兩者同時通入，等離子體中的氮離子或者氬離子在電場作用下撞擊襯底表面，減少所述圖形的側壁處生長的質量較差的Al_xGa_(1-x)N材料，重復以上步驟形成所述Al_xGa_(1-x)N層，從而減少所述Al_xGa_(1-x)N層位于所述藍寶石圖形襯底之側壁的晶體缺陷。