[发明专利]半导体装置及制造半导体装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置及一种制造半导体装置的方法，更具体地说，涉及一种发光二极管及制造发光二极管的方法。

背景技术

发光二极管(LED)是发光且具有生态友好、电压低、寿命长和成本低的性质的半导体装置。传统上，LED被频繁地应用于用于显示器的灯，或者显示诸如数字的简单信息。然而，随着工业技术尤其是信息显示和半导体技术的发展，LED最近已经被用在诸如显示器、车辆头灯和投影仪领域的各种领域中。

具体地，氮化镓(GaN)基化合物半导体被用于可见光或紫外光发光装置或者高功率电子装置等。GaN基化合物半导体层通常通过诸如分子束外延(MBE)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)或者氢化物气相外延(HVPE)的生长方法而生长在基底上。

GaN基化合物半导体层通常生长在诸如蓝宝石基底的异质基底上。具体地说，GaN基化合物半导体层生长在具有c面作为生长表面的蓝宝石基底上。氮化物半导体层和异质基底具有不同的晶格常数和不同的热膨胀系数。因此，当氮化物半导体层在异质基底上生长时，在氮化物半导体层中发生许多晶体缺陷。

这些晶体缺陷引起包括氮化物半导体层的发光装置或电子装置的性质(例如，发光装置的发光效率)劣化。

另外，沿c轴方向生长的GaN基化合物半导体层具有由于自发极化和压电极化产生的极性。因此，电子和空穴的复合率降低，并且在提高发光效率方面存在限制。

同时，生长在a面或m面上的另一GaN基化合物半导体层是非极性的，从而在GaN基化合物半导体层中不发生自发极化或压电极化。然而，GaN基化合物半导体层在a面或m面上的生长具有许多待解决的问题，因此，目前还未被广泛地应用。

同时，包括LED的半导体装置使用各种半导体装置制造设备(例如，电感耦合等离子体(ICP)设备、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)设备、电子束(E束)设备、光刻设备等)来制造。

当制造半导体装置时，为了方便地转移并保持基底的目的，使用多个基底按层堆叠在其中的盒。

然而，为了大量生产半导体装置(具体地，LED)，已经存在许多情况，其中，通过将多个基底加载到半导体装置制造设备中来执行处理。在这种情况下，按层堆叠的半导体基底从盒中逐个地取出来，然后加载到半导体装置制造设备中。

因此，由于相应的基底逐个地被加载到半导体装置制造设备中，所以存在需要较长加载时间的问题。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种能够提高发光效率的发光二极管(LED)和一种制造该发光二极管(LED)的方法。

本发明的另一目的在于提供一种使用GaN基底制造半极性LED的方法。

本发明的又一目的在于提供这样一种半导体装置基底以及使用该半导体装置基底制造半导体装置的方法，其中，半导体装置基底具有种子层，种子层的材料、晶格常数或热膨胀系数与将生长在种子层上的半导体层的材料、晶格常数或热膨胀系数相同或相似。

本发明的另一目的在于提供一种制造半导体装置的方法，该方法能够缩短将多个基底加载到半导体装置制造设备中所需的时间。

技术方案

根据本发明的一方面，提供了一种发光二极管(LED)，所述发光二极管(LED)包括导电基底以及位于导电基底上的氮化镓(GaN)基半导体堆叠件。这里，半导体堆叠件包括作为半极性半导体层的活性层。

GaN基半导体堆叠件可以包括生长在半极性GaN基底上的半导体层。半极性GaN基底可以是具有相对于c面以15度到80度的范围的角度倾斜的主面的错切半极性GaN基底。

在一些实施例中，导电基底可以是半极性GaN基底，但是不限于此。例如，导电基底可以是附着到半导体堆叠件的金属基底。此外，反射层可以位于导电基底和半导体堆叠件之间

LED还可以包括位于半导体堆叠件上的透明氧化物层，透明氧化物层可以具有凹凸图案。半导体堆叠件的与透明氧化物层接触的上表面可以具有凹凸图案。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造LED的方法，所述方法包括：制备具有相对于c面以15度到85度范围的角度倾斜的主面的错切半极性GaN基底；以及在半极性GaN基底上生长半极性GaN基半导体层，以形成半导体堆叠件。

所述方法还可以包括在半导体堆叠件上形成透明氧化物层。透明氧化物层可以具有凹凸图案。

在一些实施例中，所述方法还可以包括：在半导体堆叠件上形成反射层；将支撑基底附着在反射层上；以及去除半极性GaN基底。