本发明专利技术涉及一种复合半导体基板以及制造该基板的方法。本发明专利技术提供的制造方法包括：将球形球涂敷在基板上；在球形球之间形成金属层；去除球形球以形成开口；以及从开口生长复合半导体层。根据本发明专利技术，与传统的ＥＬＯ（横向外延过生长）法或用于在金属层上形成复合半导体层的方法相比较，该制造方法能够被简化并且能够迅速地、简单地并廉价地生长高质量的复合半导体层。并且，金属层用作发光装置的一个电极和光反射薄膜，以提供具有低能量消耗以及高发光效率的发光装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在制造发光装置中使用的复合半导体基板，以 及用于制造该基斧反的方法，具体地i兌，涉及一种用于制造复合半导 体基板的方法，该方法能够容易地且廉价地制造具有生长在金属层 上的复合半导体层的半导体基板，并且还涉及由此制造的复合半导 体基板和复合半导体器件。
技术介绍
作为典型的复合半导体的氮化镓(GaN)公知是一种适合应用 于蓝光发射装置或高温电子装置的材料。近来，由于对蓝光发射装 置的需求急剧增加，因此对GaN基板的需求也增力口。但是，高质量 GaN基板很难制造，因此需要大量的制造成本和时间。例如，广泛 使用在制造高质量GaN基板的ELO (横向外延过生长)方法使用 带形Si02掩模来减小由于基板与GaN晶体之间的晶格常数(lattice constant)和热膨胀系数中的差异引起的应力。即，ELO方法在基 板上生长GaN薄膜，从反应器耳又走具有生长的GaN薄膜的基板， 在沉积设备中对基板充电以在GaN薄膜上形成Si02薄膜，从沉积 设备取走具有沉积的Si02薄膜的基板，使用光刻法形成SiCb掩模 图样，并且再次在反应器中对基板充电以形成GaN层(更多信息参 见韩国专利No. 455277 )。但是，不利的是，ELO方法经历了上述复杂的处理，需要大量的处理时间，并且具有可再生产性以及产量 的问题。同时，对使用上述复合半导体制造的发光装置实现发光效率的 改进或能量消耗的减少也是一个重要的问题。即，从发光装置的活 性层产生的光朝向发光装置的表面发射，并且其余的朝向基板发 射，使得光被基板吸收，从而减少了发光效率。为了解决该问题， 尝试了散射地反射从活性层产生并朝向基板发射的光，使用图样化 的基板来减少穿透基板或被基板吸收，从而增加了朝向发光装置的 表面的发光效率。但是，该尝试的缺点在于制造图样化的基板所需 的复杂的处理以及大量的时间。并且，美国专利No. 6,239,005 ^是出了 一种通过金属有才几物气相 外延在蓝宝石基板的表面上形成外延铂层并且在其上生长GaN层 的技术。即，该技术使用铂层作为反射镜和下电极来实现发光效率 的改进以及电阻的减小。但是，基本上难以在金属层上生长GaN层， 因此该美国专利使用以下昂贵的工艺，即，定义电绝缘基板(具有 单晶结构)的特定晶面作为将被分层的表面，沿着特定的晶体取向 在特定晶面上外延生长铂层，并且在其上外延生长GaN层。因此，实际上需要昂贵并且复杂的工艺(例如光刻法)来以很 少的晶体缺陷制造高质量复合半导体基板，并且需要昂贵的工艺来 实现发光效率的改进以及能量消耗的减少。此外，不仅高成本，而 且较低的可再生产性以及产量的问题也未解决。
技术实现思路
因此，本专利技术意于解决上述现有才支术的问题，并且本专利技术的目 的在于提供一种高质量高效率的复合半导体基板以及一种简单并 廉价地制造该基板的方法。为了实现上述目的，本专利技术使用球形的球取代使用复杂并昂贵 的光刻法或者用于在外延生长的金属层上外延生长复合半导体层 的技术。根据本专利技术，用于制造复合半导体基板的方法包括(a)制备 多个球形球(spherical ball); ( b )将多个球形球涂敷在基板上；(c ) 将金属层以小于球形球的尺寸的厚度沉积在涂敷有球形球的基板 上；(d)将多个球形球从其上沉积有金属层的基板上去除；(e)从 通过去除多个球形球暴露出的基板的表面生长复合半导体层；(f) 沿着侧向生长复合半导体层，以在金属层上形成连续的复合半导体 层；以及(g)生长复合半导体层至预定的厚度。这里，球形球可包括氧化硅(SK)2)球、蓝宝石(Al203)球、 氧化钛(Ti02 )球、氧化锆(Zr02 )球、Y203-Zr02球、氧化铜(CuO， Cu20 )球、氧化钽(Ta205 )球、PZT ( Pb ( Zr， Ti) 03)球、Nb2Os 球、FeSCM求、Fe304l Fe204、 Na2SCX^、 Ge02球或CdS球， 并且在制造尺寸或简易度方面4尤选4吏用氧4匕石圭J求。并且，J求形5求可通过例如浸涂法或旋涂法的简单方法^皮涂lt在 基板上，并且可简单地通过超声波清洗法或化学蚀刻法^皮去除。并且，金属层可由Pt、 Ti、 Cr、 Al或Cu制成，并且可通过通 常的溅射法或蒸发法祐:沉积。因此，本专利技术的制造方法在没有精密的控制的情况下通过简单 且低价的工艺来实现。通过根据本专利技术的上述方法制造的复合半导体基板包括基 板；金属层，堆叠在基板上，并且具有多个圓形开口，通过该开口 暴露出基板的表面；以及复合半导体层，从通过多个圆形开口暴露 出的基板的表面生长，以填满开口并覆盖金属层。并且，根据本专利技术，可使用上述复合半导体基板制造复合半导 体器件，复合半导体层包括第一导电型复合半导体层；活性层， 形成在第一导电型复合半导体层上；以及第二复合半导体层，形成 在活性层上，并且该复合半导体器件使用金属层作为第一电极，并 包括形成在第二导电型复合半导体层上的第二电极。因此，本专利技术的复合半导体器件可使用金属层作为反射薄膜和 电极，以实现发光效率的改进和能量消耗的减少。附图说明图1至图6是示出用于制造复合半导体基板的方法以及根据本 专利技术优选实施例的复合半导体器件的视图。具体实施例方式在下文中，将结合附图详细描述本专利技术的优选具体实施方式。 在前面的描述中，可以认为在说明书中和所附4又利要求书中4吏用的 术语不应被解释为受到 一般含义和字典含义的限制，而应该以专利技术 人允许的确定适于最好解释的术语的原则为基础，基于相应本专利技术 的技术方面的含义和概念加以解释。在以下描述示出一层位于另一 层上的情况中，可以解释为该层直接位于另一层上，或者第三层可 介于其之间。图1至图6是示出用于制造复合半导体基板的方法以及根据本 专利技术优选实施例使用该基板的复合半导体器件的示意图。图1 (a) 以及图2至图6是横截面视图，图1 (b)是俯视图(图2以及之后 的图省略了俯视图)。在附图中，为了描述的方便和清楚，夸大了 每一层的厚度或大小。附图中相同的参考标号表示相同的元件。参照图1，首先，制备球形3求12并涂J丈在基才反10上。可通过 4吏用各种材料制造或购买来制备J求形J求12,例如，5求形3求12可以 是氧化硅(Si02)球，蓝宝石(A1203 )球，氧化钛(Ti02)球，氧 化锆(Zr02)球，Y203-Zr02球，氧化铜(CuO， Cu20 )球，氧化 钽(Ta205 )球，PZT (Pb (Zr, Ti) 03)球，瑪05球，FeSCM求， Fe3045^， Fe203;求，Na2S04i^， Ge02王求或CdS J求。才艮据复合半导 体器件的种类和尺寸，球形球12的尺寸(直径)可从几纳米(nm) 到几十微米(fim)之间选择作为成品。近来，考虑到用作发光装置 的GaN基板的GaN层的厚度通常是几jim，因此优选使用具有例如 大约10 nm至2 (am尺寸的3求形5求。并且，为了^求形5求12涂敷在基 板10上并且之后被去除的工艺方便，优选使用氧化硅(Si02)球。在描述引用氧化硅(Si02)球的制造方法中，首先，为了制造 球形球12, TEOS (原硅酸四乙酯)溶解在无水乙醇中，以产生第 一溶液。并且，将溶解氨的乙醇、去离子水以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合半导体基板，包括：基板；金属层，堆叠在所述基板上，并且具有多个圆形开口，通过所述开口暴露出所述基板的表面；以及复合半导体层，从通过所述多个圆形开口暴露出的所述基板的表面生长，以填满所述开口并覆盖所述金属层。
【技术特征摘要】
KR 2006-11-7 10-2006-01093081.一种复合半导体基板，包括基板；金属层，堆叠在所述基板上，并且具有多个圆形开口，通过所述开口暴露出所述基板的表面；以及复合半导体层，从通过所述多个圆形开口暴露出的所述基板的表面生长，以填满所述开口并覆盖所述金属层。2. 根据权利要求1所述的复合半导体基板，其中所述金属层由 Pt、 Ti、 Cr、 Al或Cu制成。3. 根据权利要求1所述的复合半导体基板，进一步包括緩冲层，形成在所述基板与所述复合半导体层之间，用 于减小所述基板与所述复合半导体层之间的结晶差异，以使所 述复合半导体层的晶体缺陷密度最小化。4. 根据权利要求3所述的复合半导体基板，其中所述緩沖层由 GaN薄膜、A1N薄膜、AlGaN薄膜或者其组合薄膜制成。5. 根据权利要求1所述的复合半导体基板，其中所述金属层具有 的厚度比所述开口的直径小。6. 根据权利要求1所述的复合半导体基板，其中所述开口的直径 为10 nm至2 pm。7. 根据权利要求1所述的复合半导体基板，其中所述复合半导体 层由GaN、 A1N、 InN或其组合制成(Ga-xAli-yln卜zN， 0Sx, y, zSl )。8. 根据权利要求7所述的复合半导体基板，其中所述复合半导体 层还包含/人Si、 Ge、 Mg、 Zn、 O、 Se、 Mn、 Ti、 Ni禾口 Fe纟且 成的组中选择的至少 一 种材料。9. 根据权利要求1所述的复合半导体基板，其中所述基板由蓝宝 石(A1203 )、 GaAs、尖晶石、InP、 SiC或Si制成。10. —种复合半导体器件，使用权利要求1所限定的所述复合半导 体基板来制造，其中所述复合半导体层包括第一导电型复合半导体层；活性层，形成在所述第一导电型复合半导体层上；以及第二导电型复合半导体层，形成在所述活性层上，其中所述复合半导体器件使用所述金属层作为第 一 电 才及，并且其中所述复合半导体器件包括形成在所述第二导电型复 合半导体层上的第二电极。11. 一种用于制造复合半导体基板的方法，包括(a)制备多个^求形3求；(b )将所述多个球形球涂l欠在基板上；(c) 将金属层以小于所述J求形^求的尺寸的厚度沉积在涂 敷有所述J求形J求的所述基^反上；(d) 从其上沉积有所述金属层的所述基板去除所述多个...
【专利技术属性】
技术研发人员：金容进，金杜洙，李浩准，李东键，
申请(专利权)人：斯尔瑞恩公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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