專利名稱：低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜及其生長方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜及其生長方法。具體而言，本發(fā)明涉及低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜及其生長方法，其中具有低缺陷密度的氮化物半導(dǎo)體薄膜可通過下述過程獲得，在襯底上形成溝槽，在襯底整個表面上順序形成緩沖層和第一氮化物半導(dǎo)體薄膜，蝕刻第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的高缺陷密度區(qū)域，然后橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
背景技術(shù)：
通常，氮化物半導(dǎo)體薄膜廣泛應(yīng)用于能夠通過寬帶隙(band gap)在短波帶(short wavelength region)發(fā)光的光學(xué)設(shè)備，且對高溫、高頻和大功率電子設(shè)備的應(yīng)用的研究已經(jīng)活躍地進行。
這些氮化物半導(dǎo)體薄膜生長在藍寶石襯底上，而藍寶石襯底在高溫下通常是穩(wěn)定的。
然而，由于氮化物半導(dǎo)體薄膜和藍寶石襯底在熱膨脹系數(shù)和晶格常數(shù)方面存在著顯著的差異，所以存在諸如擊穿電勢頻繁出現(xiàn)的問題。
為了減少藍寶石襯底和氮化物半導(dǎo)體薄膜中的缺陷，近來采用了這樣一種工藝，即，在藍寶石襯底上形成AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)層、SiN層或先前層疊置其上的分層膜作為緩沖層，并在緩沖層上生長氮化物半導(dǎo)體薄膜。
如上所述，如果氮化物半導(dǎo)體薄膜生長到緩沖層上，那么生長的氮化物半導(dǎo)體薄膜就具有108至109cm-2的擊穿電勢密度，從而其缺陷密度可以被降低。
此外，在制造藍-紫激光二極管或大功率、高效率、高可靠性發(fā)光二極管方面，降低缺陷密度是必要的。
為降低擊穿電勢，一般采用1)在藍寶石襯底上形成圖形來調(diào)整縱向和橫向生長的方法；2)使氮化物半導(dǎo)體薄膜生長到藍寶石襯底上，在氮化物半導(dǎo)體薄膜上生長特定形狀的絕緣膜，然后再生長氮化物半導(dǎo)體薄膜的橫向外延附生(LEO，Lateral Epitaxial Overgrowth)方法；3)使氮化物半導(dǎo)體薄膜生長到藍寶石襯底上，蝕刻氮化物半導(dǎo)體薄膜為特定形狀，然后再生長氮化物半導(dǎo)體薄膜的Pendeo外延附生(Pendeo epitaxial growth)等方法。
圖1a至1e表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)利用具有掩模圖形形成其上的藍寶石襯底生長氮化物半導(dǎo)體薄膜的過程。參見附圖，首先在藍寶石襯底10上生長絕緣掩模圖形11，以便使藍寶石襯底可以規(guī)則間隔暴露(圖1a)。
然后，通過絕緣掩模圖形11暴露的藍寶石襯底10的區(qū)域被以預(yù)定的深度d蝕刻(圖1b)。
隨后，如圖1c所示，如果去掉絕緣掩模圖形11，就完成了溝槽10a以規(guī)則間隔形成其上的藍寶石襯底的制作。
接下來，在藍寶石襯底10的整個上表面上生長緩沖層12(圖1d)。
最后，在緩沖層12的上表面上生長氮化物半導(dǎo)體薄膜13(圖1e)。
此時，在藍寶石襯底10的側(cè)面生長的氮化物半導(dǎo)體薄膜擊穿電勢13A耗散，從而降低了形成有圖形的藍寶石襯底處的缺陷密度。
近來，利用上述掩模圖形形成其上的藍寶石襯底生長氮化物半導(dǎo)體薄膜的方法已被用于大功率、高效率發(fā)光二極管的制造。
圖2a至2c表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過橫向外延附生(LEO)技術(shù)生長氮化物半導(dǎo)體薄膜的過程。參見附圖，在藍寶石襯底20上形成第一氮化物半導(dǎo)體薄膜21，并在藍寶石襯底21上形成絕緣掩模圖形22，使藍寶石襯底21可以規(guī)則間隔暴露(圖2a)。
然后，在通過絕緣掩模圖形22選擇性暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜21的區(qū)域上生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜23(圖2b)。
這里，在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜21的暴露區(qū)域上生長的第二氮化物半導(dǎo)體薄膜23在絕緣掩模圖形22上相交并進一步生長。如圖2c所示，在絕緣掩模圖形22上生長的第二氮化物半導(dǎo)體薄膜23中的缺陷被降低。
圖3a至3c表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過Pendeo外延附生方法生長氮化物半導(dǎo)體薄膜的過程。參見附圖，在藍寶石襯底30上生長第一氮化物半導(dǎo)體薄膜31(圖3a)。將生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜31蝕刻成周期性條形圖形31a(圖3b)，第二氮化物半導(dǎo)體薄膜32利用周期性條形圖形31a在藍寶石襯底30上橫向生長(圖3c)。
因此，橫向生長的第二氮化物半導(dǎo)體薄膜的擊穿電勢密度32A被降低。
如上所述，按照常規(guī)降低氮化物半導(dǎo)體中缺陷的方法，位于形成圖形的區(qū)域上或從形成絕緣圖形的區(qū)域橫向生長的氮化物半導(dǎo)體薄膜中的缺陷被降低，而那些位于沒有圖形或絕緣層圖形形成的區(qū)域中的缺陷則保持。因此，存在整個晶體特性的不能獲得改善的問題。
也就是說，雖然缺陷密度整體上降低了，但是缺陷密度局部或高或低的區(qū)域周期性地存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的構(gòu)思是要解決前述問題。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜及其生長方法，其中，低缺陷密度氮化物半導(dǎo)體薄膜是通過在具有溝槽形成其上的襯底上順序生長緩沖層和第一氮化物半導(dǎo)體薄膜，蝕刻第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的高缺陷密度區(qū)域，將低缺陷密度區(qū)域形成為周期性條形圖形，然后利用該圖形橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜而得到。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜及其生長方法，其中，第二低缺陷密度氮化物半導(dǎo)體薄膜可通過利用第一低缺陷密度氮化物半導(dǎo)體薄膜形成第二氮化物半導(dǎo)體薄膜，從而使第二氮化物半導(dǎo)體薄膜可以低缺陷被保持的狀態(tài)生長，以及通過利用橫向外延附生(LEO)方法將絕緣掩模圖形所在的區(qū)域形成為氮化物半導(dǎo)體薄膜而整體得到。
根據(jù)實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第一種方案，提供一種生長低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的方法，包括第一步，在具有條形溝槽周期性形成其上的襯底的整個表面上形成緩沖層；第二步，在緩沖層上生長第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；第三步，在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上形成絕緣掩模圖形，以使在條形溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被遮蔽，而在沒有條形溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被暴露；第四步，蝕刻通過具有掩模圖形暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域，形成第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的突起的周期性條形圖形，并且從第一氮化物半導(dǎo)體薄膜去除絕緣掩模圖形；以及第五步，利用氮化物半導(dǎo)體薄膜圖形橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
根據(jù)實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第二種方案，提供一種生長低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的方法，包括第一步，在具有條形溝槽周期性形成其上的襯底的整個表面上形成緩沖層；第二步，在緩沖層上生長第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；第三步，在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上形成絕緣掩模圖形，以使在條形溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被暴露，而在沒有條形溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被遮蔽；第四步，利用絕緣掩模圖形，在通過絕緣掩模圖形暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域上橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
根據(jù)實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第三種方案，提供一種生長低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的方法，包括第一步，在條形溝槽周期性形成其上的襯底的整個表面上形成緩沖層；第二步，在緩沖層上生長第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；第三步，在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上形成絕緣掩模圖形，以使在條形溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被遮蔽，而在沒有條形溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被暴露；第四步，蝕刻通過絕緣掩模圖形暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域，形成第一氮化物半導(dǎo)體薄膜圖形，并且從第一氮化物半導(dǎo)體薄膜除去絕緣掩模圖形；第五步，利用氮化物半導(dǎo)體薄膜圖形橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
根據(jù)實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第四種方案，提供一種生長低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的方法，包括第一步，在具有溝槽的襯底的整個表面形成緩沖層；第二步，在緩沖層上生長第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；第三步，在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上形成絕緣掩模圖形，以使在溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被暴露，而在沒有溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被遮蔽；以及第四步，利用絕緣掩模圖形，在通過具有掩模圖形暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域上橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
根據(jù)實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第五種方案，提供一種生長低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的方法，包括在襯底上形成溝槽；在襯底整個表面上順序形成緩沖層和第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；蝕刻除形成在溝槽上的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜區(qū)域之外的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域；以及形成第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
根據(jù)實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第六種方案，提供一種生長低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜，包括具有溝槽形成其上的襯底；在襯底的整個表面上形成的緩沖層；在緩沖層上形成并以使其在溝槽上形成的區(qū)域向上突起的方式形成圖形的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；利用所述第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的圖形在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上橫向生長的第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
根據(jù)實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的第七種方案，提供一種生長低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜，包括具有溝槽形成其上的襯底；在襯底的整個表面上形成的緩沖層；在緩沖層上形成的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上形成的絕緣掩模圖形；在通過具有掩模圖形暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域上橫向生長的第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。


通過下面結(jié)合附圖的優(yōu)選實施例的描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點將變得明顯，圖中圖1a至1e為表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)利用具有掩模圖形形成其上的藍寶石襯底生長氮化物半導(dǎo)體薄膜的過程的視圖；圖2a至2c為表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過橫向外延附生方法生長氮化物半導(dǎo)體薄膜的過程的視圖；圖3a至3c為表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過Pendeo外延附生方法生長氮化物半導(dǎo)體薄膜的過程的視圖；圖4a至4f為表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的生長低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的過程的視圖；圖5a至5c為表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的生長低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的過程的視圖；圖6a至6c為表示根據(jù)本發(fā)明在襯底上周期性形成條形溝槽的過程的視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例做詳細描述。
圖4a至4f表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的生長低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的過程。如圖4a所示，首先準(zhǔn)備具有條形溝槽110a形成其上的襯底100。然后，在襯底100的整個表面上形成緩沖層120(圖4b)。
這里，如前所述，在襯底100上形成條形溝槽110a，這些彼此間隔的溝槽排列成行和列形式。
進而，緩沖層120由AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)層、SiN層和先前層疊置其上的分層膜制成。
另外，襯底100可以由選自包括碳化硅(SiC)、藍寶石、砷化鎵(GaAs)和氮化鎵(GaN)的種類制成。
隨后，在緩沖層120上形成第一氮化物半導(dǎo)體薄膜130(圖4c)。
此時，缺陷密度高的區(qū)域(在沒有條形溝槽形成的區(qū)域上形成的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域中具有較多的缺陷201)和缺陷密度低的區(qū)域(在條形溝槽上形成的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域中具有較少的缺陷202)在生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜130中交替形成。
接著，如圖4d所示，在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜130上形成絕緣掩模圖形140，其形成方式為，在條形溝槽上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜130被遮蔽，而在沒有條形溝槽形成的區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜130被暴露。
也就是說，第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的低缺陷密度區(qū)域通過絕緣掩模圖形140被遮蔽，而第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的高缺陷密度區(qū)域則被暴露。
然后，蝕刻通過絕緣掩模圖形暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜130，形成條形的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜圖形130a，并去除絕緣掩模圖形140(圖4e)。
這里，通過絕緣掩模圖形140暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的高缺陷密度區(qū)域被蝕刻，而第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的低缺陷密度區(qū)域則形成為條形的突起氮化物半導(dǎo)體薄膜。
隨后，通過利用氮化物半導(dǎo)體薄膜圖形130a，橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜150(圖4f)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，低缺陷密度氮化物半導(dǎo)體薄膜的制備可通過下述過程完成，在條形溝槽形成其上的襯底上形成緩沖層和第一氮化物半導(dǎo)體薄膜，蝕刻第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的高缺陷密度區(qū)域，將第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的低缺陷密度區(qū)域形成為周期性條形圖形，利用所述圖形橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
圖5a至5c表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例生長低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的過程。本發(fā)明的第二實施例是繼本發(fā)明第一實施例的圖4c步驟之后進行的。即，如圖5a所示，在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜130上形成絕緣掩模圖形140，其形成方式為，在條形溝槽上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜130被暴露，而在沒有條形溝槽形成的區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜130被遮蔽。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的低缺陷密度區(qū)域是暴露的，而第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的高缺陷密度區(qū)域是被絕緣掩模圖形140遮蔽的。
所以，第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的低缺陷密度區(qū)域被以條形暴露。
因而，第二氮化物半導(dǎo)體薄膜150在通過絕緣掩模圖形暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上橫向生長(圖5b和5c)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，通過利用低缺陷密度的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜形成第二氮化物半導(dǎo)體薄膜，從而第二氮化物半導(dǎo)體薄膜可以低缺陷被保持的狀態(tài)生長，并且通過利用橫向外延附生(LEO)將絕緣掩模圖形所在的區(qū)域生長為氮化物半導(dǎo)體薄膜，第二低缺陷密度氮化物半導(dǎo)體薄膜可以獲得。圖6a至6c表示根據(jù)本發(fā)明在襯底上周期性形成條形溝槽的過程。絕緣掩模圖形110形成在襯底100上，從而使襯底100可以規(guī)則間隔d2暴露(圖6a)。
這時，通過絕緣掩模圖形110暴露的襯底100的間隔d優(yōu)選在0.1到15.0μm范圍內(nèi)。
然后，通過絕緣掩模圖形110暴露的襯底100的區(qū)域被以預(yù)定深度d3蝕刻(圖6b)。
這里，蝕刻的襯底100的深度優(yōu)選在0.1到10μm范圍內(nèi)。
進而，如果去除絕緣掩模圖形110，便得到具有條形溝槽周期性形成其上的襯底100。
在本發(fā)明的第一和第二實施例中，溝槽可以形成為多邊形或圓形。
進而，如果緩沖層的形成具有小于溝槽內(nèi)壁高度的厚度，那么第一氮化物半導(dǎo)體薄膜便可以橫向生長在溝槽中的緩沖層上。因而，可以進一步減少缺陷。
依照前述的本發(fā)明，低缺陷密度氮化物半導(dǎo)體薄膜可通過下述過程獲得，在襯底上形成溝槽，在襯底的整個表面上順序形成緩沖層和第一氮化物半導(dǎo)體薄膜，蝕刻第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的高缺陷密度區(qū)域，然后橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。因此，本發(fā)明的優(yōu)點在于，可以制備高效率、大功率和高可靠性的光學(xué)設(shè)備或電子設(shè)備，且通過利用在設(shè)備制備中獲得的高結(jié)晶氮化物半導(dǎo)體薄膜，也可獲得高通過量。
盡管對本發(fā)明的表示和描述是結(jié)合優(yōu)選實施例進行的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到據(jù)此可做出各種改進和變化，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。也很明顯，這些改進和變化可落入由附加權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的生長方法，包括第一步，在具有條形溝槽周期性形成其上的襯底的整個表面上形成緩沖層；第二步，在緩沖層上生長第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；第三步，在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上形成絕緣掩模圖形，以使在條形溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被遮蔽，而在沒有條形溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被暴露；第四步，蝕刻通過絕緣掩模圖形被暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域，形成第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的突起周期性條形圖形，并且從第一氮化物半導(dǎo)體薄膜除去絕緣掩模圖形；以及第五步，利用氮化物半導(dǎo)體薄膜圖形橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
2.一種低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的生長方法，包括第一步，在具有條形溝槽周期性形成其上的襯底的整個表面上形成緩沖層；第二步，在緩沖層上生長第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；第三步，在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上形成絕緣掩模圖形，以使在條形溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被暴露，而在沒有條形溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被遮蔽；以及第四步，利用絕緣掩模圖形，在通過絕緣掩模圖形暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域上橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中具有條形溝槽周期性形成其上的襯底的制備過程為在襯底上形成絕緣掩模圖形，使襯底以規(guī)則間隔(d2)暴露；以預(yù)定深度(d3)蝕刻通過絕緣掩模圖形暴露的襯底；以及從襯底去除絕緣掩模圖形。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，其中所述間隔(d2)在0.1至15.0μm的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，其中所述蝕刻襯底深度在0.1至10.0μm的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，其中所述襯底的制備材料選自包括碳化硅(SiC)、藍寶石、砷化鎵(GaAs)和氮化鎵(GaN)的種類。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中所述緩沖層由AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)層、SiN層以及各層疊置其上的分層膜制成。
8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中在第二步之后，第一氮化物半導(dǎo)體薄膜在沒有條形溝槽形成的區(qū)域上具有較高缺陷密度，而在有條形溝槽形成的區(qū)域上具有較低缺陷密度。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，其中絕緣掩模圖形使第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的低缺陷密度區(qū)域被遮蔽以及第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的高缺陷密度區(qū)域被暴露。
10.一種低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的生長方法，包括第一步，在條形溝槽周期性形成其上的襯底的整個表面上形成緩沖層；第二步，在緩沖層上生長第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；第三步，在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上形成絕緣掩模圖形，以使在條形溝槽形成的區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被遮蔽，而在沒有條形溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被暴露；第四步，蝕刻通過絕緣掩模圖形暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域，形成第一氮化物半導(dǎo)體薄膜圖形，并且從第一氮化物半導(dǎo)體薄膜去除絕緣掩模圖形；以及第五步，利用氮化物半導(dǎo)體薄膜圖形橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
11.一種低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的生長方法，包括第一步，在具有溝槽的襯底的整個表面上形成緩沖層；第二步，在緩沖層上生長第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；第三步，在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上形成絕緣掩模圖形，以使在溝槽形成的襯底的區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被暴露，而在沒有溝槽形成的襯底的區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被遮蔽；以及第四步，利用絕緣掩模圖形，在通過絕緣掩模圖形暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域上橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，其中所述溝槽周期性形成。
13.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，其中所述溝槽是多邊形或圓形。
14.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于其中所述緩沖層以具有小于溝槽內(nèi)壁高度的厚度的方式形成。
15.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，其中所述緩沖層由AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)層、SiN層以及各層疊置其上的分層膜制成。
16.一種低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜的生長方法，包括下列步驟在襯底上形成溝槽；在襯底整個表面上順序形成緩沖層和第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；蝕刻除在溝槽上形成的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜區(qū)域之外的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域；形成第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
17.一種低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜，包括具有溝槽形成其上的襯底；在所述襯底的整個表面上形成的緩沖層；在緩沖層上形成且以使其在溝槽上形成的區(qū)域向上突起方式形成圖形的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；以及利用所述第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的圖形在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上橫向生長的第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
18.一種低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜，包括具有溝槽形成其上的襯底；在所述襯底的整個表面上形成的緩沖層；在緩沖層上形成的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜；在第一氮化物半導(dǎo)體薄膜上形成的絕緣掩模圖形；以及在通過具有掩模圖形暴露的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的區(qū)域上橫向生長的第二氮化物半導(dǎo)體薄膜。
19.如權(quán)利要求17或18所述的氮化物半導(dǎo)體薄膜，其特征在于其中所述緩沖層以具有小于溝槽內(nèi)壁的高度的厚度的方式形成。
20.如權(quán)利要求18所述的氮化物半導(dǎo)體薄膜，其特征在于，其中所述絕緣掩模圖形的形成方式為，使在溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被暴露，而在沒有溝槽形成的襯底區(qū)域上生長的第一氮化物半導(dǎo)體薄膜被遮蔽。
全文摘要
本發(fā)明涉及低缺陷氮化物半導(dǎo)體薄膜及其生長方法。依據(jù)本發(fā)明，低缺陷密度氮化物半導(dǎo)體薄膜的制備可通過在襯底上形成溝槽，在襯底整個表面上順序形成緩沖層和第一氮化物半導(dǎo)體薄膜，蝕刻第一氮化物半導(dǎo)體薄膜的高缺陷密度區(qū)域，然后橫向生長第二氮化物半導(dǎo)體薄膜，從而得到高結(jié)晶氮化物半導(dǎo)體薄膜。因此，本發(fā)明的優(yōu)點在于，可以制備高效率、大功率和高可靠性的光學(xué)設(shè)備或電子設(shè)備，且通過利用獲得的高結(jié)晶氮化物半導(dǎo)體薄膜，也可獲得高通過量。
文檔編號H01L21/205GK1638041SQ20041010315
公開日2005年7月13日 申請日期2004年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者辛宗彥 申請人:Lg電子有限公司