发明名称 半导体装置及其制造方法
摘要 本发明提供可提高蓝宝石基材上所形成III-V族化合物之氮化物系统半导体之结晶性的半导体装置并提供其制造方法。在蓝宝石基材上,在形成籽结晶层之后,在该基材内形成凹陷部份以相同地与开口部份相连,其中该籽结晶层具有晶质部份及由III-V族化合物之氮化物系统半导体的结晶所形成之开口部份。然后,从晶质部份生长n-侧接触层。因为侧向生长的结晶及蓝宝石基材没有接触,在n-侧接触层及其上所生长的III-V族化合物之氮化物系统半导体的结晶性,渗透性错位的密度限制较低且结晶位向变化较少。
申请公布号 TW498562 申请公布日期 2002.08.11
申请号 TW090100741 申请日期 2001.01.12
申请人 新力股份有限公司 发明人 涉谷 胜义;浅野 竹春;喜 悟; 克典;竹谷 元伸;池田 昌夫;日野 智公;山口 恭司;池田 真朗;后藤 修
分类号 H01L33/00;H01S3/025 主分类号 H01L33/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种半导装置,其在蓝宝石(Al2O3)所制成的基材之 一例上具有由III-V族化合物之氮化物系统半导体 所制成之半导体层,其中该氮化物系统半导体包含 至少一种选自III族元素之元素及选自V族元素之氮 化物,其包含: 该半导体层,其包含一具有由III-V族化合物之氮化 物系统半导体结晶所制成之晶质部份及开口部份 的第一结晶层及以覆盖第一结晶层之晶质部份的 方式所提供的第二结晶层;及 该基材,其在对应于第一结晶层之开口部份的区域 中有凹陷部份。2.如申请专利范围第1项之半导体 装置,其中该基材之凹陷部份的深度系等于或超过 100毫微米。3.如申请专利范围第2项之半导体装置, 其中该基材之凹陷部份的深度系等于或超过200毫 微米。4.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中 基材之凹陷部份的底面与半导体层彼此疏离。5. 如申请专利范围第1项之半导体装置,其中晶质部 份的宽度长系小于4微米,而且开口部份的宽度长 系等于或小于12微米。6.如申请专利范围第5项之 半导体装置,其中开口部份的宽度长系超过8微米 。7.如申请专利范围第5项之半导体装置,其中晶质 部份的宽度长系超过2微米。8.如申请专利范围第1 项之半导体装置,其中半导体层另外具有活性层, 该活性层具有对应于开口部份之辐射区。9.如申 请专利范围第8项之半导体装置,其中第二结晶层 包含一藉侧向生长所形成的会合区;及 该活性层具有对应于晶质部份与会合区间之区域 的辐射区。10.一种藉增长III-V族化合物之氮化物 系统半导体而形成之半导体装置的制造方法,其中 该氮化物系统半导体包含至少一种选自III族元素 之元素及选自V族元素之氮化物(N),其包括下列步 骤: 在基材上藉由III-V族化合物之氮化物系统半导体 结晶的生长形成生长层; 藉选择性地除去生长层以形成开口而形成具有晶 质部份及开口部份之第一结晶层; 藉选择性地除去对应于基材之第一结晶层之开口 部份的区域以形成可畅通地与基材上之开口部份 相连接的凹陷部份;以及 藉从第一结晶层的晶质部份增长III-V族化合物之 氮化物系统半导体结晶以形成第二结晶层。11.如 申请专利范围第10项之半导体装置之制造方法,其 中在基材上形成深度等于或超过100毫微米之凹陷 部份。12.如申请专利范围第10项之半导体装置之 制造方法,其中在形成第一结晶层的步骤中,该开 口系以晶质部份之宽度长系小于4微米,而且开口 部份之宽度长系等于或小于12微米的方式形成的 。13.如申请专利范围第10项之半导体装置之制造 方法,包括一形成活性层之步骤,其该活性层具有 对应于从开口部份与晶质部份间之界面至开口部 份一半宽度之区域的辐射区。14.如申请专利范围 第13项之半导体装置之制造方法,其中形成一活性 层而且该活性层具有对应于从开口部份与晶质部 份间之界面至开口部份之四分之一宽度之区域的 辐射区。图式简单说明: 图1(图1A-图1C)系描述与本发明第一个具体实例有 关之半导体雷射二极体之制造程序的断面图; 图2(图2A-图2D)系描述延续图1之制造程序的断面图; 图3A系描述延续图2之制造程序的断面图; 图3B系概要地表示在图3A之制造程序中产生渗透性 错位之状态图; 图4系表示制造惯用半导体雷射二极体时产生渗透 性错位之状态的概要图; 图5系描述延续图5之制造程序的断面图并显示出 本发明第一个具实例之相关半导体雷射二极体的 主要部份; 图6A系表示图5中所示半导体雷射二极体之光放射 强度的概要图。 图6B系表示惯用半导体雷射二极体之光放射强度 的概要图。 图7系描述适当地选择图5中所示半导体雷射二极 体之晶质部份及开口部份的宽度之优点的断面图 。 图8系为本发明实例1中所获得之半导体雷射二极 体的X射线绕射所获得的locking curb。 图9系为本发明实例2中所获得之半导体雷射二极 体的X射线绕射所获得的locking curb。 图10系为本发明实例3中所获得之半导体雷射二极 体的X射线绕射所获得的locking curb。 图11系为对照实例中所获得之半导体雷射二极体 的X射线绕射所获得的locking curb。 图12系以SEM所取得图片,其显示本发明实例3中所获 得之半导体雷射二极体之n侧接触层的结晶状态; 图13系表示图5中所示半导体雷射二极体之改良品 之相关半导体雷射二极体的构造断面图。 图14系为图13所显示之半导体雷射的一部分之断面 放大图。
地址 日本