[发明专利]半导体元件及其形成方法

说明书

本发明公开一种半导体元件及其形成方法。其中所述的形成半导体元件的方法包含提供一半导体基板，外延成长一反应层于该半导体基板上，以及外延成长一缓冲层于该反应层上，其中该缓冲层与该半导体基板的晶格不匹配，且该缓冲层具有一差排密度小于1×10⁹cm^‑2。

技术领域

本发明涉及一种半导体元件的结构设计及其制造方法。

背景技术

III-V族半导体在近代被广泛地使用于光电元件，如发光二极管及太阳能电池。所述的光电元件可通过外延技术将III-V族化合物外延层形成在基板上，并调整IIIA族及VA族元素的组成比例，控制吸收或发出的光线波长范围以符合不同产品所需。调整IIIA族及VA族元素的组成比例时，常伴随着外延层的晶格常数变化，当基板和所形成的III-V族化合物外延层的晶格常数差异过大时，会伴随着缺陷易形成于基板和外延层的界面处，导致光电元件的吸收或发光效率降低，劣化光电特性。因此，为了得到缺陷较少的外延层，通常会采用和外延层的晶格常数匹配的基板。

发明内容

本发明的一方面在于提供一形成半导体元件的方法，包含提供一半导体基板，外延成长一反应层于该半导体基板上，以及外延成长一缓冲层于该反应层上，其中该缓冲层与该半导体基板的晶格不匹配，且该缓冲层具有一差排密度小于1×10⁹cm^-2(1×10⁹/cm²)。

本发明一实施例的形成半导体元件的方法还包含外延成长一发光叠层于该缓冲层上。

本发明一实施例的形成半导体元件的方法中，该发光叠层包含第一半导体层、主动层位于该第一半导体层之上，以及第二半导体层位于该主动层之上，该主动层与该半导体基板包含至少一个相同的组成元素。

本发明的一方面在于提供一半导体元件，包含一半导体基板；一反应层，位于该半导体基板上；以及一缓冲层，位于该反应层上；其中，该缓冲层与该半导体基板的晶格不匹配，且该缓冲层具有一差排密度小于1×10⁹cm^-2。

本发明一实施例的半导体元件还包含一发光叠层，位于该缓冲层上。

本发明一实施例的半导体元件中，该发光叠层包含第一半导体层、主动层位于该第一半导体层之上，以及第二半导体层位于该主动层之上，该主动层与该半导体基板包含至少一个相同的组成元素。

附图说明

图1A～图1D为一步骤流程示意图，显示本发明第一实施例的半导体发光元件的形成方法；

图2A～图2D为一步骤流程示意图，显示依本发明第二实施例的半导体发光元件的形成方法；

图3为本发明第二实施例的反应层的上视图；

图4为一剖视图，显示依本发明第一实施例的缓冲层的穿透式电子显微镜(Transmission Electron Microscopy：TEM)的显示影像；

图5为本发明第一实施例的缓冲层的X光绕射(X-ray diffraction,XRD)图谱。

符号说明