生长基底和用于制造光电子半导体本体的方法技术

提供了用于外延生长基于半导体化合物材料的外延半导体层序列(5)的生长基底(1)。所述生长基底(1)包括基底(2)和缓冲层序列(3)，所述缓冲层序列(3)包括基于所述半导体化合物材料的至少一个半导体层(32)和基于二维层状材料的至少一个缓冲层(3)。此外，提供了用于制造光电子半导体本体的方法。(图2)光电子半导体本体的方法。(图2)光电子半导体本体的方法。(图2)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生长基底和用于制造光电子半导体本体的方法
[0001]提供了用于外延生长基于半导体化合物材料的外延半导体层序列的生长基底和用于制造光电子半导体本体的方法。
[0002]本申请的一个目的是提供用于外延生长基于半导体化合物材料的外延半导体层序列的生长基底，其中特别地可以实现外延半导体层序列的改善的晶体品质。
[0003]此外，本申请的一个目的是提供用于制造具有基于半导体化合物材料的外延半导体层序列的半导体本体的方法，所述外延半导体层序列具有改善的晶体品质。
[0004]这些目的通过具有权利要求1的特征的生长基底和具有根据权利要求13的方法步骤的方法实现。
[0005]生长基底和用于制造光电子半导体本体的方法的有利实施方案和发展在从属权利要求中提出。
[0006]根据一个实施方案，生长基底被配置成用于外延生长基于半导体化合物材料的外延半导体层序列。特别地，半导体化合物材料为至少两种不同化学元素的化学化合物。
[0007]根据生长基底的另一个实施方案，半导体化合物材料为III/V半导体化合物材料。换言之，半导体层序列可以包含III/V半导体化合物材料或者可以由III/V半导体化合物材料组成。III/V半导体化合物材料包含Ⅲ族元素GIII(1)、GIII(2)、GIII(3)和V族元素GV，并且具有通式GIII(1)
x
GIII(2)
y
GIII(3)1‑
x
‑
y
GV，其中0≤x≤1，0≤y≤1且x+y≤1。
[0008]根据生长基底的另一个实施方案，半导体化合物材料为II/VI半导体化合物材料。换言之，半导体层序列可以包含II/VI半导体化合物材料或者可以由II/VI半导体化合物材料组成。
[0009]II/VI半导体化合物材料包含II族元素和/或XII族元素GII(1)、GII(2)以及VI族元素GVI(1)、GVI(2)。特别地，II/VI半导体化合物材料可以为具有化学式(GII(1)GVI(1))的二元化合物或者具有化学式GII(1)(GVI(1),GVI(2))或(GII(1),GVI(1))GVI(2)的三元化合物。
[0010]根据另一个实施方案，生长基底包括基底。例如，基底负责生长基底的机械稳定性。特别地，基底比缓冲层序列厚。此外，基底优选为单晶且非外延生长的。
[0011]根据另一个实施方案，生长基底包括缓冲层序列。缓冲层序列包括至少一个半导体层和至少一个缓冲层。半导体层基于半导体化合物材料或者由半导体化合物材料组成。
[0012]优选地，半导体层基于来自与将要在生长基底上生长的外延半导体层序列相同的材料体系的半导体化合物材料，或者由与将要在生长基底上生长的外延半导体层序列相同的材料体系的半导体化合物材料组成。
[0013]特别优选地，半导体层基于与将要在生长基底上生长的外延半导体层序列相同的半导体化合物材料，或者由与要在生长基底上生长的外延半导体层序列相同的半导体化合物材料组成。
[0014]缓冲层基于二维层状材料或者由二维层状材料组成。特别地，二维层状材料包括共价结合的元素的复数个单层，共价结合的元素的所述单层彼此堆叠并且通过弱范德华力彼此结合。
[0015]根据一个优选实施方案，用于外延生长基于半导体化合物材料的外延半导体层序列的生长基底包括基底和缓冲层序列，所述缓冲层序列包括基于将要在生长基底上生长的外延半导体层序列的半导体化合物材料的至少一个半导体层和基于二维层状材料的至少一个缓冲层。
[0016]根据生长基底的另一个实施方案，缓冲层被布置成与基底直接接触。特别地，缓冲层通过弱范德华力与基底结合。
[0017]根据生长基底的另一个实施方案，半导体层形成生长基底的主表面，所述主表面被配置成用于外延生长外延半导体层序列。
[0018]根据另一个实施方案，生长基底包括复数个缓冲层和复数个半导体层或者由复数个缓冲层和复数个半导体层组成。特别优选地，缓冲层和半导体层交替地布置。优选地，各缓冲层与半导体层直接接触，反之亦然。
[0019]在下文中为简单起见，缓冲层和半导体层的特征和特性以单数描述。然而，关于一个缓冲层或一个半导体层描述的特征和特性可以体现于缓冲层序列的一些或全部缓冲层和/或半导体层。
[0020]根据另一个实施方案，生长基底被配置成用于外延生长基于氮化物半导体化合物材料或者由氮化物半导体化合物材料组成的外延半导体层序列。氮化物化合物半导体材料为包含氮的化合物半导体材料，例如来自体系In
x
Al
y
Ga1‑
x
‑
y
N的材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1且x+y≤1。
[0021]根据生长基底的另一个实施方案，缓冲层序列包括基于氮化物半导体化合物材料或者由氮化物半导体化合物材料形成的复数个半导体层。此外，缓冲层序列包括复数个缓冲层。缓冲层序列所包括的半导体层和缓冲层交替地布置。这样的生长基底特别地被配置成用于外延生长基于氮化物半导体化合物材料的外延半导体层序列。
[0022]如果将要在生长基底上生长的外延半导体层序列基于氮化物半导体化合物材料或者由氮化物半导体化合物材料组成，则缓冲层序列的半导体层优选地也基于氮化物半导体化合物材料或者由氮化物半导体化合物材料组成。
[0023]特别优选地，缓冲层序列的半导体层的铝含量从基底开始增加，特别地以线性或分段方式，在这种情况下增加到生长基底的旨在用于外延生长的主表面。例如，在半导体层内铝含量从基底到主表面连续增加。换言之，半导体层的铝含量的差异从基底到主表面按相同的量增加。
[0024]优选地，距基底最远的半导体层的铝含量与将要在生长基底上生长的外延半导体层序列的铝含量相差不小于10％，优选地相差不小于5％。优选地，距基底最远的半导体层形成生长基底的主表面，所述主表面旨在用于外延生长。
[0025]这样的生长基底特别地被配置成用于外延生长具有高的铝含量的基于氮化物化合物半导体材料的外延半导体层序列。例如，将要在基底上生长的外延半导体层序列的材料具有三元组成AlGaN。
[0026]在将要在生长基底上生长的外延半导体层序列基于氮化物半导体化合物材料或者由氮化物半导体化合物材料组成的情况下，缓冲层序列的半导体层的铟含量也可以从基底开始增加，特别地以线性或逐步方式，在这种情况下增加到生长基底的旨在用于外延生长的主表面。例如，在半导体层内铟含量从基底到主表面连续增加。换言之，半导体层的铟
含量的差异从基底到主表面按相同的量增加。优选地，距基底最远的半导体层的铟含量与将要在生长基底上生长的外延半导体层序列的铟含量相差不小于10％，优选地相差不小于5％。优选地，距基底最远的半导体层形成生长基底的主表面，所述主表面旨在用于外延生长。
[0027]这样的生长基底特别地被配置成用于外延生长具有高的铟含量的基于氮化物化合物半导体材料的外延半导体层序列。例如，将要在基底上生长的外延半导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于外延生长基于半导体化合物材料的外延半导体层序列(5)的生长基底(1)，所述生长基底(1)包括：
‑
基底(2)，以及
‑
缓冲层序列(3)，所述缓冲层序列(3)包括基于所述半导体化合物材料的至少一个半导体层(32)和基于二维层状材料的至少一个缓冲层(3)。2.根据前一项权利要求所述的生长基底，所述生长基底被配置成用于外延生长基于III/V半导体化合物材料或基于II/VI半导体化合物材料的外延半导体层序列(5)。3.根据以上权利要求中任一项所述的生长基底(1)，所述生长基底(1)被配置成用于外延生长基于氮化物半导体化合物材料的外延半导体层序列(5)。4.根据以上权利要求中任一项所述的生长基底(1)，其中
‑
所述缓冲层序列(3)包括基于氮化物半导体化合物材料的复数个半导体层(32)和复数个缓冲层(31)，以及
‑
所述半导体层(32)和所述缓冲层(31)交替地布置。5.根据权利要求3至4中任一项所述的生长基底(1)，其中所述半导体层(32)的铝含量从所述基底(2)开始以线性或逐步方式增加。6.根据权利要求3至4中任一项所述的生长基底(1)，其中所述半导体层(32)的铟含量从所述基底(2)开始以线性或逐步方式增加。7.根据以上权利要求中任一项所述的生长基底(1)，其中所述缓冲层(31)包含以下二维层状材料中的至少一者：石墨烯、氮化硼、MoS2、WSe2、氟化石墨烯。8.根据以上权利要求中任一项所述的生长基底(1)，其中所述缓冲层序列(3)的所述半导体层(32)是外延生长的。9.根据以上权利要求中任一项所述的生长基底(1)，其中所述半导体层(32)的厚度为1纳米至2微米，包括端值。10.根据以上权利要求中任一项所述的生长基底(1)，其中所述缓冲层(31)的厚度为1.3纳米至500纳米，...

【专利技术属性】
技术研发人员：耶莱娜，
申请(专利权)人：艾迈斯欧司朗国际有限责任公司，
类型：发明
国别省市：