[发明专利]模板、其制造方法以及制造半导体发光器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用模板制造氮化物基半导体发光器件的技术。

背景技术

由于氮化物基半导体发光器件具有寿命长、功耗低、初始驱动特性极好、抗振性强等多种优点，对其需求与日俱增。

一般而言，氮化物基半导体发光器件包括多个氮化物层，这些氮化物层包括n型氮化物层、活性层和p型氮化物层。其中，n型和p型氮化物层为活性层提供电子和空穴，从而通过电子与空穴在该活性层中的再结合发出光。

然而，诸如蓝宝石(Al₂O₃)等材料制成的基底的晶格常数通常与氮化物层的不同，因此当在基底上直接生长氮化物层时会发生严重的晶格畸变。因此，近年来提出了一种减少氮化物层生长过程中晶格畸变的方法，该方法利用了一种具有沉积在基底上的未掺杂氮化物层的模板。然而，即使利用这种方法，错位密度仍然在10⁹到10¹⁰/cm²，所以其对改善氮化物层晶体质量的作用有限。

最近，已经提出了一种生长技术来减少错位密度，例如横向外延过生长(epitaxial lateral overgrowth，ELO)。在这种技术中，在其上沉积有未掺杂氮化物层的模板上形成具有图案的SiO₂掩模，然后从掩模的开口生长氮化物层，从而引起掩模上的横向生长。然而，由于该生长技术包括基于化学气相沉积(CVD)的SiO₂膜沉积、涂光刻胶、光刻、刻蚀和清洗等步骤，因此制造过程繁琐，花费时间很多。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种制造模板的方法以及一种利用该模板制造氮化物基半导体发光器件的方法，其中在基底上形成具有多孔结构的氮化物缓冲层，从而减少由于基底与氮化物层晶格常数的差异造成的应力，同时防止错位的发生。

根据本发明的一个方面，一种制造模板的方法，包括：在基底上生长第一氮化物层；通过向第一氮化物层的顶面供给氯化物基刻蚀气体来刻蚀第一氮化物层的顶面；通过在第一氮化物层的顶面上生长第二氮化物层来形成多个第一空隙；通过向第二氮化物层的顶面供给所述刻蚀气体来刻蚀第二氮化物层的顶面；以及通过在第二氮化物层的顶面上生长第三氮化物层来形成多个第二空隙。

根据本发明的另一个方面，一种制造垂直型氮化物基半导体发光器件的方法，包括：通过多次重复生长氮化物层的过程和刻蚀过程，在生长基底上生长具有多个空隙的氮化物缓冲层；在所述氮化物缓冲层上生长n型氮化物层、活性层和p型氮化物层；在所述p型氮化物层上形成导电基底；利用形成所述多个空隙的部分作为切割表面去除所述生长基底；以及通过处理所述切割表面来形成电极极板。

附图说明

通过以下结合附图对实施例的详细说明，将使本发明的上述及其他方面、特征和优点更加清晰，在附图中：

图1是根据本发明示例性实施例的模板的剖视图；

图2是制造图1的模板的过程的流程图；

图3是说明图2的模板制造过程的剖面示意图；

图4是示出通过进行图3中的初级刻蚀过程获得的第一氮化物层的顶面的扫描式电子显微镜(SEM)照片；

图5是示出图1的模板的横截面的SEM照片；

图6是利用根据本发明示例性实施例的模板制造的横向型氮化物基半导体发光器件的剖视图；

图7是利用根据本发明示例性实施例的模板制造的垂直型氮化物基半导体发光器件的剖视图。

具体实施方式

以下将参照附图具体描述本发明的示例性实施例。在以下实施例中，主要描述用于制造发光器件的模板。然而，本发明不限于此，但可以应用于用来生长氮化物层的各种模板。

应该理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的一个元件被称作位于另一元件“之上”时，可以是该元件直接位于另一元件之上，也可以是存在插入的元件。相反，当一个元件被称作“直接”位于另一元件“之上”时，则不存在插入的元件。

图1是根据本发明示例性实施例的模板10的剖视图。

如图1所示，根据本实施例的模板10包括基底100及在基底100上生长的氮化物缓冲层200。氮化物缓冲层200具有多孔结构，该多孔结构中形成有多个空隙213、223，并且在氮化物缓冲层200上可以生长和堆叠其他氮化物层。