半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术的方法从生长在有不同晶格常数的衬底顶部的，原来位错和／或富于缺陷的晶格失配层，产生相干无位错区域，而不包含在晶格失配层生长之前或以后的任何处理步骤。该过程优选地在位错层的顶部原地形成一层帽层。该帽层最好有和下面衬底接近的晶格参数，而与在无应变状态下的晶格失配层的晶格参数不同。在这些条件下，该帽层在位错附近的区域受到弹性排斥，因为在该处晶格参数和衬底的晶格参数差别最大。在这些区域帽层不复存在。当帽层比起下面的晶格失配层有一个较低的热蒸发率时，晶格失配层包含位错的那些区域就在足够高的温度下被选择性地蒸发，而在衬底上只留下原先富于位错的晶格失配层的相干、无缺陷区。在本发明专利技术的一个实施方案中，在无衬底上形成的无缺陷区的尺寸被优选地调到３０－１０００ｎｍ范围，这依赖于退火条件，帽层的厚度和晶格失配。也同时公开了用本方法制作的器件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
专利
本专利技术涉及半导体器件领域。更具体地讲，本专利技术涉及半导体光源，光检测器和谐振隧道器件，它们在衬底和有源区之间有大的点阵失配。相关技术描述在半导体异质结构中组成材料的点阵匹配问题是十分重要的。用点阵失配的GaAs-GaAsP材料实现的第一个双异质结构激光器，其性能还没有好到足于用于实际应用中。只是在发展了点阵匹配的异质结构以后，在该领域才有了进展，得到具有低的室温阈值电流密度的激光器，实现了室温下的连续波运作。在高性能器件，例如在一个GaAs-AlGaAs异质结构中，只能够容忍相当小的点阵失配。在小的点阵失配的情况下，发生层的伪晶生长，或不规则生长，而该层积累大的应变能。例如，W.T.Tsang，在Applied Physics(etlers 3819)，May 1，1981，PP.661-663，描述了一种GaAs/AlGaAs异质结构激光器，它有一层InGaAs有源层。为了把输出波长提高到0.94μm，铟被加进有源层。然而在达到某个厚度或组份以后，应变能变得非常高，从而开始形成位错，它损坏了器件性能。位错形成的临界厚度随着点阵失配的增加而迅速减小。对于InG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造半导体器件的方法，该器件被淀积在适宜进行外延生长的一个表面上，该表面具有一个第一晶格常数和一个第一热蒸发率，该方法包含以下步骤：ａ）淀积一晶格失配层，它有在无应变状态下的一个第二晶格常数，该常数不同于所述表面的晶格常数，其中 晶格失配层有一个第二热蒸发率，其中晶格失配层被淀积直到在晶格失配层内至少产生一个位错并达到所需的厚度为止；ｂ）淀积一帽层，它有一个第三晶格常数和一个第三热蒸发率，其中第三热蒸发率低于第二蒸发率，以使帽层至少在晶格失配层的一个区域内形 成晶核，以使至少一个位错不被帽层所覆盖；以及ｃ）在一定温度下和持续时间内对该器件退火，以使该至少一个位错...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2001-5-9 09/851,7301.一种制造半导体器件的方法，该器件被淀积在适宜进行外延生长的一个表面上，该表面具有一个第一晶格常数和一个第一热蒸发率，该方法包含以下步骤a)淀积一晶格失配层，它有在无应变状态下的一个第二晶格常数，该常数不同于所述表面的晶格常数，其中晶格失配层有一个第二热蒸发率，其中晶格失配层被淀积直到在晶格失配层内至少产生一个位错并达到所需的厚度为止；b)淀积一帽层，它有一个第三晶格常数和一个第三热蒸发率，其中第三热蒸发率低于第二蒸发率，以使帽层至少在晶格失配层的一个区域内形成晶核，以使至少一个位错不被帽层所覆盖；以及c)在一定温度下和持续时间内对该器件退火，以使该至少一个位错由于晶格失配层附近区域的局部蒸发而消除。2.权利要求1的方法，还包含在步骤(a)之前，在该表面上淀积一外延层的步骤。3.权利要求2的方法，还包含在步骤(c)以后，在器件上过生长一外延层的附加层的步骤。4.权利要求1的方法，其中该至少一个位错是从包括下述各项的组中选出a)至少一个位错网络；b)至少一个局部位错；c)至少一个局部缺陷偶极子；以及d)至少一个位错三维原子簇。5.权利要求1的方法，其中帽层在无应变状态下的晶格常数和该表面的晶格常数之间的差小于晶格失配层的晶格常数和该表面的晶格常数之间的差，或者与它符号相反。6.权利要求1的方法，其中步骤(a)用从包括下述各项的组中选出的生长技术来完成的a)分子束外延淀积；以及b)金属-有机化学蒸汽淀积。7.权利要求1的方法，其中步骤(a)和(b)被重复2次到20次。8.权利要求1的方法，其中步骤(b)和(c)被重复2到40次。9.权利要求1的方法，其中步骤(a)到(c)被重复2到40次。10.权利要求1的方法，其中半导体器件从包括下述各项的组中选出a)二极管激光器；b)光发射二极管；c)光检测器；d)光放大器；e)远红外带内检测器；f)带内远红外发射器；g)异质结双极晶体管；h)共振隧道二极管；i)太阳能电池j)光学双稳态器件k)电流注入边缘发射激光器；以及l)垂直腔表面发射激光器。11.一种半...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉尼古拉耶维奇列坚佐夫，
申请(专利权)人：尼古拉尼古拉耶维奇列坚佐夫，
类型：发明
国别省市：DE[德国]