[发明专利]形成半导体层的方法、半导体发光器件及其制造方法

权利要求书

1.一种形成半导体层的方法，该方法包括步骤：

在衬底上形成多个纳米柱；

在所述衬底上形成下部半导体层，以暴露至少部分的所述纳米柱；

去除所述纳米柱，以在所述下部半导体层中形成空隙；以及

在所述下部半导体层和所述空隙的上部上形成上部半导体层。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米柱包括氧化锌（ZnO）。

3.如权利要求2所述的方法，其中形成由氧化锌（ZnO）制成的纳米柱的步骤包括：在所述衬底上旋涂氧化锌（ZnO）胶体之后使用金属有机化学气相沉积（MOCVD）来生长所述纳米柱。

4.如权利要求3所述的方法，其中在形成由氧化锌（ZnO）制成的纳米柱的步骤中，使用二乙基锌（DEZn）作为Zn源并且使用氧气作为O源来进行金属有机化学气相沉积。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述多个纳米柱之间的间隔为10至100nm。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述多个纳米柱具有统一的形状并且以规则的间隔布置。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米柱具有30至100nm的长度。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米柱布置在与所述衬底的上表面垂直的方向上。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述下部半导体层和所述上部半导体层包括Al_xGa_1-xN，其中0≤x≤1。

10.如权利要求1所述的方法，其中形成所述下部半导体层的步骤包括：在所述衬底被装载到反应器内并且保持在400至600℃范围内的温度后，将铝（Al）源气体和镓（Ga）源气体中的至少一个以及氨（NH₃）供给至所述反应器。

11.如权利要求1所述的方法，其中，在氨（NH₃）气氛下，在650℃或更高的温度条件下去除所述纳米柱。

12.如权利要求1所述的方法，其中在所述下部半导体层和所述空隙的上部上形成所述上部半导体层的步骤包括：在所述衬底保持在1000至1150℃范围内的温度后，将铝（Al）源气体和镓（Ga）源气体中的至少一个以及氨（NH₃）供给至反应器。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述衬底由选自包括下列物质的组的至少一种制成：硅（Si）、蓝宝石(Al₂O₃)、碳化硅（SiC）、MgAl₂O₄、MgO、LiAlO₂和LiGaO₂。

14.一种半导体发光器件，包括：

衬底；

缓冲层，其形成在所述衬底上并且具有多个纳米柱形状的空隙；

发光结构，其形成在所述缓冲层和所述空隙的上部上，并且包括第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层；以及

第一电极和第二电极，其分别与所述第一导电半导体层和所述第二导电半导体层连接。

15.如权利要求14所述的半导体发光器件，其中所述空隙以规则的间隔布置。

16.一种形成半导体发光器件的方法，包括：

在衬底上形成多个纳米柱；

在所述衬底上形成下部半导体层；

去除所述纳米柱；

在所述下部半导体层上形成上部半导体层；

在所述上部半导体层上形成发光结构；

在所述发光结构上形成导电层；以及

去除所述下部半导体层、所述上部半导体层和所述衬底。

17.如权利要求16所述的方法，还包括在所述发光结构的与所述导电层相反的表面上形成电极。

18.如权利要求16所述的方法，其中当去除所述纳米柱时在所述下部半导体层中形成空隙。

19.如权利要求16所述的方法，其中通过激光剥离方法去除所述下部半导体层、所述上部半导体层和所述衬底。

20.如权利要求16所述的方法，其中形成所述发光结构的步骤包括：

在所述上部半导体层上形成第一导电半导体层；

在所述第一导电半导体层上形成有源层；以及

在所述有源层上形成第二导电半导体层。