生长镓氮化物半导体层的方法技术

本发明专利技术涉及生长镓氮化物半导体层的方法。一种生长镓氮化物半导体层的方法包括：准备衬底；在该衬底上形成镓氮化物半导体点；以及在该镓氮化物半导体点上生长镓氮化物半导体层。该镓氮化物半导体层可从该衬底分离以用作镓氮化物半导体衬底。

A method for the growth of gallium nitride semiconductor layer

The invention relates to a method for growing gallium nitride semiconductor layers. A method for growing a gallium nitride semiconductor layer consists of preparing a substrate, forming a gallium nitride semiconductor point on the substrate, and growing a gallium nitride semiconductor layer at the gallium nitride semiconductor point. The gallium nitride semiconductor layer can be separated from the substrate to serve as gallium nitride semiconductor substrate.

【技术实现步骤摘要】
生长镓氮化物半导体层的方法本申请是申请日为2011年2月21日且题为“生长氮化物半导体的方法及由其形成的氮化物半导体衬底”的第201110041543.4号专利技术专利申请的分案申请。
本公开涉及生长氮化物半导体层的方法和使用该方法形成的氮化物半导体衬底。
技术介绍
使用氮化物半导体的电子工业已被视为发展和促进绿色工业的合适领域。特别地，镓氮化物(GaN)作为一种氮化物半导体广泛用于蓝色发光二极管的制造中，蓝色发光二极管是高功率电子器件的核心部件之一。高功率电子器件一般包括红、绿和/或蓝发光二极管(LED)作为核心部件。与用锌硒化物(ZnSe)制造的常规蓝色发光器件相比，由于GaN的优良物理属性和化学属性，用GaN制造的蓝LED具有优异的亮度、寿命和内部量子效率。GaN具有直接跃迁带隙结构(directtransitionbandgapstructure)，且通过使用合金诸如InGaN或AlGaN，带隙可在从约1.9到约6.2eV的范围调节。因此，GaN可用于光器件。此外，GaN具有高击穿电压且在高温下是稳定的，因此可用在各种领域，诸如高功率器件和高温电子器件。例如，GaN可应用在使用全色显示的大型电子标志、交通灯、光学记录介质的光源、以及交通工具引擎的高功率晶体管中。使用GaN衬底制造的LED具有更少的缺陷、GaN衬底和器件层中相同的折射率、以及是蓝宝石的四倍大的热导率。因此，GaN是用于制造高功率LED的重要元件。
技术实现思路
本专利技术提供一种生长氮化物半导体层的方法，该方法可生长氮化物半导体层而不形成裂纹。裂纹由于界面上的应变而产生，界面上的应变由氮化物半导体层和衬底的晶格常数或热膨胀系数之间的差异导致。氮化物半导体衬底可通过该生长方法获得。其它方面将部分阐述于下面的说明中，以及部分地将从该说明变得显然，或者可通过实践给出的实施方式而习得。根据本专利技术一方面，生长氮化物半导体层的方法包括：准备衬底；在该衬底上形成氮化物半导体点(dot)；以及在该氮化物半导体点上生长氮化物半导体层。该方法还可包括在该氮化物半导体层的生长期间形成应力释放层，在该应力释放层中氮化物半导体点彼此连接。该氮化物半导体层可具有一厚度，该厚度等于或大于该应力释放层的厚度。该应力释放层的厚度可为约1μm至100μm。该氮化物半导体层可利用卤化物气相外延(HVPE)法形成。该氮化物半导体点可在利用HVPE法在该衬底上生长该氮化物半导体层时原位形成。该氮化物半导体点可沿一个方向布置。所生长的氮化物半导体层的厚度可依赖于所述氮化物半导体点的尺寸。该氮化物半导体点大多数可具有约0.4μm或更大的尺寸。该氮化物半导体点大多数可具有约0.4μm至约0.8μm的尺寸。这里，所生长的氮化物半导体层的厚度可为约100μm至约1000μm。该氮化物半导体点大多数可具有约0.4μm或更小的尺寸。这里，所生长的氮化物半导体层的厚度可为约10μm或更小。该氮化物半导体层和该氮化物半导体点可包括镓氮化物(GaN)。该氮化物半导体点可具有六角晶体结构。该衬底可以是蓝宝石衬底。该氮化物半导体层可通过激光浮脱法(liftoffmethod)从该衬底分离从而用作氮化物半导体衬底。该氮化物半导体衬底可以是GaN衬底。该氮化物半导体点可在该氮化物半导体层的表面上或附近。根据本专利技术的另一方面，一种氮化物半导体衬底包括：氮化物半导体点；以及在该氮化物半导体点上生长的氮化物半导体层。该氮化物半导体衬底还可包括在该氮化物半导体层的生长期间形成的应力释放层，在该应力释放层中该氮化物半导体点彼此连接。该氮化物半导体层可具有一厚度，该厚度等于或大于该应力释放层的厚度。该应力释放层的厚度可为约1μm至100μm。该氮化物半导体点可沿一个方向布置在该氮化物半导体层的表面上或附近。该氮化物半导体点大多数可具有约0.4μm至约0.8μm的尺寸。所生长的氮化物半导体层的厚度可为约100μm至约1000μm。该氮化物半导体点大多数可具有约0.4μm或更小的尺寸。所生长的氮化物半导体层的厚度可为约10μm.该半导体点可在该氮化物半导体层的表面上具有六角晶体结构。附图说明这些和/或其它方面将从下面结合附图对实施方式的描述变得显然且更易于理解，附图中：图1是示意图，示出根据本专利技术的实施方式的生长氮化物半导体层的方法在蓝宝石衬底上生长GaN的方法；图2是与蓝宝石衬底分离的GaN层的示意图；图3是形成在蓝宝石衬底上的GaN点的示意图；图4A和4B是扫描电子显微(SEM)图像，示出生长在蓝宝石衬底上的GaN点；图5是示出当使用GaN点作为核在蓝宝石衬底上生长GaN层时形成在GaN点和GaN层之间的应力缓冲层的图；以及图6是示意性示出根据本实施方式的生长氮化物半导体层的方法从GaN点生长的具有3英寸和4英寸直径的厚GaN/蓝宝石层的图像。本领域技术人员将意识到，图无意按任何特定比例绘制，图也无意示出本专利技术的每种实施方式。本专利技术不限于图中绘示的示范性实施方式或者图中示出的特定部件、形状、相对尺寸、装饰外观或比例。具体实施方式现在将参照附图更全面地描述各种示例实施方式，图中示出一些示例实施方式。然而，这里公开的具体的结构和功能细节仅是代表性的以用于描述示例实施方式。因此，本专利技术能以各种替换形式体现且不应解释为仅局限于这里阐述的示例实施方式。因此，应理解，无意将示例实施方式限制到所公开的特定形式，而是相反，示例实施方式将覆盖落入本专利技术的范围内的所有的变型、等价物和替代。在图中，层的厚度和区域可为了清晰而被夸大，在对图的描述中相似的附图标记始终表示相似的元件。尽管术语第一、第二等可在这里用来描述各种元件，但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区别开。例如，第一元件可被称为第二元件，类似地，第二元件可被称为第一元件，而不偏离示例实施方式的范围。这里使用时，术语“和/或”包括相关所列项的一种或更多的任何和全部组合。将理解，如果元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件，则它能直接连接或耦接到另一元件，或者可存在居间元件。相反，如果元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一元件，则没有居间元件存在。用于描述元件之间的关系的其它措辞应以类似方式理解(例如“在...之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。这里使用的术语仅用于描述特定实施方式，无意成为对示例实施方式的限制。这里使用时，单数形式“一”、“一个”和“该/所述”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外表明。还将理解，如果用在这里，则术语“包括”和/或“包含”指明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。空间相对术语(例如之下、下方、下、上方、上等)可为了描述容易而在这里用来描述一个元件或者特征与另一元件或特征之间的如图所示的关系。将理解，空间相对术语旨在涵盖除了图示取向之外器件在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的器件被倒置，则描述为在其他元件或特征下方或之下的元件将取向为在其他元件或特征上方。因此，例如，术语“之下”能涵盖“之上”和“之下”两种取向。器件可以另外地取向(旋转90度或者以其他取向观察或参考)，这里使用的空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生长镓氮化物半导体层的方法，该方法包括：准备衬底，所述衬底为异质衬底；在所述衬底的表面上形成铝氮化物种籽；在该衬底上从所述铝氮化物种籽生长镓氮化物半导体点；以及以该镓氮化物半导体点为核从该镓氮化物半导体点生长镓氮化物半导体层，所述镓氮化物半导体层包括与所述衬底接界的表面，其中在该镓氮化物半导体层的生长期间形成应力释放层，在该应力释放层中该镓氮化物半导体点彼此连接；其中该镓氮化物半导体点大多数具有0.4μm至0.8μm的尺寸；并且其中该应力释放层在与该镓氮化物半导体层生长的温度相同的温度下与该镓氮化物半导体层连续生长。

【技术特征摘要】
2010.02.19 KR 15247/10;2010.08.24 KR 82085/101.一种生长镓氮化物半导体层的方法，该方法包括：准备衬底，所述衬底为异质衬底；在所述衬底的表面上形成铝氮化物种籽；在该衬底上从所述铝氮化物种籽生长镓氮化物半导体点；以及以该镓氮化物半导体点为核从该镓氮化物半导体点生长镓氮化物半导体层，所述镓氮化物半导体层包括与所述衬底接界的表面，其中在该镓氮化物半导体层的生长期间形成应力释放层，在该应力释放层中该镓氮化物半导体点彼此连接；其中该镓氮化物半导体点大多数具有0.4μm至0.8μm的尺寸；并且其中该应力释放层在与该镓氮化物半导体层生长的温度相同的温度下与该镓氮化物半导体层连续生长。2.如权利要求1所述的方法，其中该镓氮化物半导体层具有一厚度，该厚度等于或大于该应力释放层的厚度。3.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴性秀，李文相，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR