A semiconductor device comprising a nanostructure comprises a planar layer (1020) of a III nitride semiconductor crystal, comprising an array of epitaxially grown nanowire structures (1010) and a semiconductor material (1016), which is redistributed from the nanowire structure in the reorganization step after epitaxy growth and arranged to fill the spacing between the nanowire structures. The nanowire structure array and the semiconductor material form a bonding layer.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成III-氮化物材料的平坦表面
本专利技术涉及III-氮化物半导体衬底和在此类衬底上形成平坦表面的方法。更确切地说,本专利技术涉及用于形成c定向、完全松弛且无位错的III-氮化物材料的平坦表面的设计和方法,所述平坦表面适合于充当承载电子或光学组件的模板。
技术介绍
半导体晶片通常通过液相外延法,最通常为已在1916年由简柴氏(JanCzochralski)专利技术的柴氏法制造。在柴氏法中,通过从热液体熔体缓慢提拉单晶晶种而实现将液态材料热诱导沉淀为固态晶体。尽管外延生长需要与热平衡的特定偏差以驱动连续结晶,但LPE在热平衡边缘进行,主要驱动力为液态和固态晶体的类似密度,消除主导气相外延的扩散限制且使得与熔融温度的偏差极小以促使晶体生长,在气相外延中,非结晶相中的源材料相对较稀。当系统的温度均一且系统处于平衡时,原子粘附速率(沉淀速率)等于原子解离速率。当相比于在间隙和空位的位置处并入吸附原子,在晶格位点处并入吸附原子提供足够高的自由能减少时,建立上述“完美晶体”生长条件[参见晶体生长手册IA(HandbookofcrystalgrowthIA)第2章和第8章]。相比之下,远离热平衡的生长方法,如金属有机气相外延(MOVPE或MOCVD),外延生长在很大程度上受源材料扩散至晶体表面限制和调节且完美晶格位点相对于间隙位点处的原子并入之间的能量差或空位产生不显著。柴氏法为供半导体行业用于制造半导体晶片的主要使用方法且通过液相/固相转化的晶体生长,液相外延法(LPE)仍为用于制造高完整性大直径半导体晶体晶片(无论其为Si、Ge、GaAs、GaP或InP半导体)的 ...
【技术保护点】
1.一种包括纳米结构的半导体装置,其包含III‑氮化物半导体晶体的平面层(1020),所述层包括外延生长的纳米线结构(1010)的阵列,和半导体材料(1016),所述半导体材料在外延生长之后在重组步骤中从所述纳米线结构再分布,经布置以填充所述纳米线结构之间的间距,其中所述纳米线结构的阵列和所述半导体材料形成粘结层。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.19 EP 16194622.31.一种包括纳米结构的半导体装置,其包含III-氮化物半导体晶体的平面层(1020),所述层包括外延生长的纳米线结构(1010)的阵列,和半导体材料(1016),所述半导体材料在外延生长之后在重组步骤中从所述纳米线结构再分布,经布置以填充所述纳米线结构之间的间距,其中所述纳米线结构的阵列和所述半导体材料形成粘结层。2.根据权利要求1所述的半导体装置,其中所述半导体材料与所述纳米线结构的上端在所述粘结层的第一表面(1022)处齐平地布置。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置,其中所述平面层的背面(1023)处的所述纳米线结构之间的间距形成未用从所述纳米线结构再分布的半导体材料填充的空隙。4.根据权利要求3所述的半导体装置,其中所述纳米线结构具有为所述间距的宽度的至少3倍的高度。5.根据权利要求3所述的半导体装置,其中所述纳米线结构具有为所述间距的宽度的至少4倍的高度。6.根据权利要求3所述的半导体装置,其中所述纳米线结构具有为所述间距的宽度的至少5倍的高度。7.根据任一前述权利要求所述的半导体装置,其中所述平面层包括III-N材料的额外层(1030),其生长于包含所述纳米线结构的所述粘结层的第一表面的顶部上。8.根据任一前述权利要求所述的半导体装置,其包含具有衬底表面(1021)的衬底;设置于所述衬底表面上的掩模(103),其具有以有序方式提供于所述衬底表面上的多个孔(104);其中所述纳米线结构的下端在所述孔处外延连接至所述衬底表面。9.根据权利要求8所述的半导体装置,其中每个纳米线结构包含外延连接至所述衬底表面的纳米线(106),和径向地外延生长至所述纳米线上,在所述掩模与所述纳米线的上端之间延伸的体积元件(107)。10.根据任一前述权利要求所述的半导体装置,其中所述平面层形成具有共同c平面表面(1022)的粘结晶体结构。11.根据任一前述权利要求所述的半导体装置,其中所述III-氮化物材料为GaN、InGaN或AlGaN。12.根据任一前述权利要求所述的半导体装置,其中所述半导体材料(1016)在不添加所述半导体材料的第III族材料的情况下在重组步骤中从所述纳米线结构再分布。13.根据任一前述权利要求所述的半导体装置,其中所述平面层形成具有组件表面的晶片。14.根据任一前述权利要求所述的半导体装置,其包含生长在所述平面层的组件表面上的以下中的至少一个:电组件、...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。