[发明专利]化合物半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种化合物半导体器件，包含：

衬底；

排列在衬底上的第一多个球形球；和

第一化合物半导体薄膜，其配置在球形球之间及其上，该化合物半导体薄膜发射紫外(UV)光、可见(V)光和红外(IR)光中的一种。

2.根据权利要求1的器件，还包含：

配置在衬底和第一化合物半导体薄膜之间的缓冲层，以通过减少衬底和第一化合物半导体薄膜之间的晶体差异来使第一化合物半导体薄膜中的晶体缺陷密度最小化。

3.根据权利要求1的器件，还包含：

配置在衬底和第一化合物半导体薄膜之间的缓冲层，以通过减少衬底和第一化合物半导体薄膜之间的晶体差异来使第一化合物半导体薄膜中的晶体缺陷密度最小化；

第二多个球形球，排列在第一化合物半导体薄膜上；和

第二化合物半导体薄膜，其配置在位于第一化合物半导体薄膜上的第二多个球形球之间及其上，第二化合物半导体薄膜发射紫外(UV)光、可见(V)光和红外(IR)光中的一种。

4.根据权利要求1的器件，还包含：

配置在衬底和第一化合物半导体薄膜之间的缓冲层，以通过减少衬底和第一化合物半导体薄膜之间的晶体差异来使第一化合物半导体薄膜中的晶体缺陷密度最小化；

第一多个球形球，配置在第一化合物半导体薄膜上；和

第二化合物半导体薄膜，该第二化合物半导体薄膜配置在位于第一化合物半导体薄膜上的第一多个球形球之间及其上。

5.根据权利要求1的器件，还包含堆叠在第一化合物半导体薄膜上的第二化合物半导体薄膜，并且第二化合物半导体薄膜由不同于第一化合物半导体薄膜的材料形成。

6.根据权利要求2的器件，其中缓冲层由选自GaN、AlN、AlGaN及其组合的材料形成。

7.根据权利要求6的器件，其中缓冲层和第一化合物半导体薄膜具有相同的晶体结构，并且晶格常数的差异小于20％。

8.根据权利要求1的器件，其中球形球由选自SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、Y₂O₃-ZrO₂、CuO、Cu₂O、Ta₂O₅、PZT(Pb(Zr，Ti)O₃)、Nb₂O₅、FeSO₄、Fe₃O₄、Fe₂O₃、Na₂SO₄、GeO₂、CdS和金属的材料形成。

9.根据权利要求1的器件，其中每一个球形球具有约10nm-约2μm的直径。

10.根据权利要求1的器件，其中化合物半导体薄膜由选自GaN、AlN、InN及其组合(Ga_1-xAl_1-yIn_1-zN，0≤x，y，z≤1)的材料形成。

11.根据权利要求1的器件，其中化合物半导体薄膜还包含选自Si、Ge、Mg、Zn、O、Se、Mn、Ti、Ni和Fe中的至少一种材料。

12.根据权利要求1的器件，其中衬底包含选自Al₂O₃、GaAs、尖晶石、InP、SiC和Si的材料。

13.一种制造化合物半导体器件的方法，包括：

形成多个球形球；

将球形球涂覆到衬底上；

在其上涂覆有球形球的衬底上生长缓冲层；

在球形球之间选择性生长化合物半导体薄膜；

横向生长化合物半导体薄膜，以使其生长在球形球上；和

连续生长化合物半导体薄膜至所需厚度。