发明名称 半导体装置及其制法
摘要 一种半导体装置及其制法,系将具有氧化预备层之半导体元件及基材设置于一电镀液中,并对该电镀液施加一适当偏压,用以氧化该氧化预备层,复再藉由一高能量光辐射照射该半导体元件,用以氧化部份半导体材料,并可藉由材料氧化造成侧向氧化,使其具有良好之电流局限性(Current Confinement)及侧向光局限性(Lateral Optical Confinement),并能简化半导体装置之制程,且使该半导体装置具有低起振临界电流(threshold Current)、低漏电流(leakage Current)及低损耗等优点,而提升半导体元件之效率,并使半导体装置具有单模态操作(single lateral mode)之功效。
申请公布号 TWI285399 申请公布日期 2007.08.11
申请号 TW094147386 申请日期 2005.12.30
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 赖志铭;卓昌正
分类号 H01L21/28(2006.01);H01L21/20(2006.01);H01L21/3065(2006.01) 主分类号 H01L21/28(2006.01)
代理机构 代理人 陈昭诚 台北市中正区博爱路35号9楼
主权项 1.一种半导体装置,系至少包括: 基板; 半导体元件,系设置于该基板上;以及 复数个电极,系分别设置于该半导体元件上; 其中,该半导体元件系包括: 第一掺杂层,系形成于该基板上; 第一包覆层,系形成于该第一掺杂层上; 复数个氧化预备层,系形成于该第一包覆层上,且 该复数个氧化预备层之间形成有第一波导层、发 光层及阻障层; 第二波导层,系形成于该氧化预备层上; 第二包覆层,系形成于该第二波导层上;以及 第二掺杂层,系形成于该第二包覆层上。 2.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中,该基 板之材料系为非导电基板。 3.如申请专利范围第2项之半导体装置,其中,该导 电基板之材料系选自碳化矽(SiC)、氮化镓(GaN)、氧 化镧(La2O3)、氮化铝(AlN)、矽(Si)、砷化镓(GaAs)、磷 化镓(GaP)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO) 及其他氧化物之单晶材料之其中一者。 4.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中,该第 一掺杂层及该第一波导层之材料系为含有矽掺杂 之n型氮化镓半导体材料。 5.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中,该第 一包覆层之材料系为含有矽掺杂之n型氮化镓铝半 导体材料。 6.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中,该氧 化预备层系由一已氧化部及一未氧化部所构成。 7.如申请专利范围第6项之半导体装置,其中,该氧 化预备层之材料系包含铟、镓、铝之氮化物材料 。 8.如申请专利范围第6项之半导体装置,其中,该已 氧化部之材料系为形成含有选自氧化镓(Ga2O3)及氧 化铝(Al2O3)系之绝缘材料。 9.如申请专利范围第6项之半导体装置,其中,该未 氧化部之材料系包含铟、镓、铝之氮化物材料。 10.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中,该发 光层之结构系为可局限载子之量子井结构。 11.如申请专利范围第10项之半导体装置,其中,该发 光层之材料系为包含铟的氮化物。 12.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中,该第 二波导层及该第二掺杂层之材料系为含有镁掺杂 之p型氮化镓半导体材料。 13.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中,该阻 障层及该第二包覆层之材料系为含有镁掺杂之p型 氮化镓铝半导体材料。 14.一种半导体装置,系至少包括: 基板; 半导体元件,系设置于该基板上;以及 复数个电极,系分别设置于该基板及该半导体元件 上; 其中,该半导体元件系包括: 第一掺杂层,系形成于该基板上; 第一包覆层,系形成于该第一掺杂层上; 复数个氧化预备层,系形成于该第一包覆层上,且 该复数个氧化预备层之间形成有第一波导层、发 光层及阻障层; 第二波导层,系形成于该氧化预备层上; 第二包覆层,系形成于该第二波导层上;以及 第二掺杂层,系形成于该第二包覆层上。 15.如申请专利范围第14项之半导体装置,其中,该基 板之材料系为导电基板。 16.如申请专利范围第15项之半导体装置,其中,该导 电基板之材料系选自碳化矽、氮化镓、氧化镧、 氮化铝、矽、砷化镓、磷化镓、氧化铝、氧化镁 、氧化锌及其他氧化物之单晶材料之其中一者。 17.如申请专利范围第14项之半导体装置,其中,该第 一掺杂层及该第一波导层之材料系为含有矽掺杂 之n型氟化镓半导体材料。 18.如申请专利范围第14项之半导体装置,其中,该第 一包覆层之材料系为含有矽掺杂之n型氮化镓铝半 导体材料。 19.如申请专利范围第14项之半导体装置,其中,该氧 化预备层系由一已氧化部及一未氧化部所构成。 20.如申请专利范围第19项之半导体装置,其中,该氧 化预备层之材料系包含铟、铝之氮化物材料。 21.如申请专利范围第19项之半导体装置,其中,该已 氧化部之材料系为形成含有选自氧化镓及氧化铝 系之绝缘材料。 22.如申请专利范围第19项之半导体装置,其中,该未 氧化部之材料系包含铟、镓、铝之氮化物材料。 23.如申请专利范围第14项之半导体装置,其中,该发 光层之结构系为可局限载子之量子井结构。 24.如申请专利范围第23项之半导体装置,其中,该发 光层之材料系为包含铟氮化物。 25.如申请专利范围第14项之半导体装置,其中,该第 二波导层及该第二掺杂层之材料系为含有镁掺杂 之p型氮化镓半导体材料。 26.如申请专利范围第14项之半导体装置,其中,该阻 障层及该第二包覆层之材料系为含有镁掺杂之p型 氮化镓铝半导体材料。 27.一种半导体装置之制法,系至少包括: 提供一基板; 于该基板上藉由磊晶成长出一半导体元件,该半导 体元件系包括一形成于该基板上之第一掺杂层、 一形成于该第一掺杂层上之第一包覆层、形成于 该第一包覆层上之复数个氧化预备层、一形成于 该氧化预备层上之第二波导层、一形成于该第二 波导层上之第二包覆层、及一形成于该第二包覆 层上之第二掺杂层,且该复数个氧化预备层之间形 成有第一波导层、发光层及阻障层; 藉由蚀刻技术将该半导体元件进行蚀刻制程,用以 裸露出该氧化预备层; 藉由湿式氧化法将该半导体元件之氧化预备层进 行氧化;以及 藉由电极制程分别于该基板及该半导体元件上形 成电极。 28.如申请专利范围第27项之半导体装置之制法,其 中,该基板之材料系为选自导电基板及非导电基板 之其中一者。 29.如申请专利范围第28项之半导体装置之制法,其 中,该导电基板之材料系选自碳化矽、氟化镓、氧 化镧、氮化铝、矽、砷化镓、磷化镓、氧化铝、 氧化镁、氧化锌及其他氧化物之单晶材料之其中 一者。 30.如申请专利范围第27项之半导体装置之制法,其 中,该蚀刻技术系为光微影术(photolithography)及乾式 蚀刻法(dry etching)。 31.如申请专利范围第27项之半导体装置之制法,其 中,该湿式氧化法系为将具有该半导体元件之基板 设置于一电镀液中,并对该电镀液施加一适当偏压 ,用以氧化该氧化预备层。 32.如申请专利范围第31项之半导体装置之制法,其 中,该电镀液之PH値系于3至10之范围内。 33.如申请专利范围第27项之半导体装置之制法,其 中,该湿式氧化法系将具有该半导体元件之基板设 置于一电镀液中,并对该电镀液施加一适当偏压, 以及藉由一高能量光辐射照射该氧化预备层,用以 氧化该氧化预备层。 34.如申请专利范围第33项之半导体装置之制法,其 中,该电镀液之PH値系于3至10之范围内。 图式简单说明: 第1图系为本发明之半导体装置之制作流程示意图 ; 第2A图系为本发明之半导体装置之第一实施态样 结构示意图; 第2B图系为本发明之半导体装置之第二实施态样 结构示意图; 第3A图系为本发明之半导体装置之第三实施态样 结构示意图;以及 第3B图系为本发明之半导体装置之第四实施态样 结构示意图。
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