[发明专利]制造半导体发光器件的方法

说明书

公开的是一种制造半导体发光器件的方法。制造半导体发光器件的方法包括：准备具有缺陷聚集区的生长基板；在生长基板上生长第一氮化物半导体层；在第一氮化物半导体层上生长第二氮化物半导体层；在第二氮化物半导体层上生长第三氮化物半导体层；在第三氮化物半导体层上生长活性层；以及在活性层上形成第二导电型半导体层。因此，生长在模板上的半导体层可具有优异的结晶度。

本申请要求于2013年9月27日提交的第10-2013-0115497号韩国专利申请的优先权和权益，出于完全目的通过引用将所述申请包含于此，犹如在这里充分地阐明一样。

技术领域

此专利文件的公开内容涉及如下技术：用于生长氮化物半导体的方法、制造用于半导体制造的模板的方法以及使用该模板制造半导体发光器件的方法。更具体地，本发明涉及一种通过能够提高氮化物半导体的表面质量的生长方法来制造用于半导体制造的模板和半导体发光器件的方法。

背景技术

作为发出通过电子和空穴的复合产生的光的无机半导体器件的发光器件被用在诸如显示器、车辆灯具、普通照明装置等的各种领域中。具体地，由于诸如氮化镓半导体和氮化镓铝半导体的氮化物半导体可以是直接跃迁型并且可被制造成具有各种能带间隙，因此可根据需要使用氮化物半导体来制造具有各同波长发射范围的发光器件。利用氮化物半导体的优点来制造诸如发光器件和电子器件的半导体器件。

在现有技术中，由于在作为氮化物半导体的同质基板的制造中的技术上和经济上的限制，因此主要使用诸如蓝宝石基板的异质基板作为生长基板来生长氮化物半导体层。然而，考虑到由诸如蓝宝石基板的异质基板和氮化物半导体材料之间的晶格常数和热膨胀系数的差异导致的问题，在生长在异质基板上的氮化物半导体层的效率和可靠性方面存在限制。特别地，生长在异质基板上的氮化物半导体层的高晶体缺陷密度(例如，位错密度)使得难以制造可在高电流密度下工作的半导体器件。

因此，已经开发了用于使用诸如氮化镓基板或氮化铝基板的同质基板作为生长基板来生长氮化物半导体层的技术。通过沿基板的生长面方向或另一平面方向切割块状(bulk)氮化物单晶来制造同质基板。块状氮化物单晶通常在蓝宝石基板上通过氢化物气相外延(HVPE)来生长并具有作为生长面的c面。

已知的是氮化物半导体在c面上最稳定地生长，因此广泛地使用具有在c面上生长的氮化物半导体层的氮化物半导体器件。然而，具有c面作为生长面的氮化物半导体层由于其极性而引起自发极化，且在诸如蓝宝石基板的异质基板上生长的氮化物半导体层由于由晶格失配产生的应变而引起压电效应。自发极化和压电效应引起能带间隙的改变，由此降低了半导体器件的内量子效率，具体地改变发光器件的发射波长。

为了解决上述问题，正在研究制造非极性同质基板的方法。

通过沿代替c面的另一平面方向(例如，a面或m面)切割上述块状氮化物半导体单晶来制造非极性同质基板。然而，按照这种方式制造的同质基板太小以致不能用于商业用途。因此，在第2003-165799号日本专利公布中公开了通过拼贴多个小尺寸的非极性氮化物基板来制造大面积非极性氮化物基板的技术。

在专利文献中公开的非极性氮化物基板具有形成在多个小尺寸非极性氮化物基板彼此结合的部分处的缺陷聚集区。例如，形成根据制造基板的方法的具有圆点图案或条纹图案的缺陷聚集区。生长在非极性氮化物基板上的氮化物半导体层具有从缺陷聚集区蔓延的缺陷，缺陷集中的区域由于其粗劣的结晶度而不起半导体器件的作用。另外，当在非极性氮化物基板上二维地生长半导体层时，在缺陷聚集区上方形成凹陷，由此降低半导体层的结晶度。因此，降低了制造产率，并且在制造的半导体器件的可靠性方面遇到问题。

发明内容

本发明的多个方面提供一种使用包含缺陷聚集区的氮化物生长基板来生长具有优异结晶度的氮化物半导体层的方法。

另外，本发明的多个方面提供一种将使用所述生长方法制造的用于半导体制造的模板以及具有优异结晶度的半导体发光器件。