[发明专利]氮化物半导体元件及其制作方法

权利要求书

1.氮化物半导体元件，包括：

蓝宝石图形衬底，采用物理刻蚀方法制作所得，其具有一系列的凹陷或凸起的图形，该图形具有侧壁；

Al_xGa_(1-x)N层，采用物理气相沉积法形成于图形衬底表面上；

氮化镓基半导体叠层，采用MOCVD法形成于该Al_xGa_(1-x)N层上；其特征在于：

先采用等离子蚀刻所述蓝宝石图形衬底的表面，从而减少所述图形侧壁处的缺陷，再形成该Al_xGa_(1-x)N层，和/或，

所述Al_xGa_(1-x)N层在形成过程中一次或多次采用等离子体蚀刻以消除图形侧壁的晶体缺陷；所述Al_xGa_(1-x)N层位于所述蓝宝石图形衬底之侧壁的晶体缺陷的尺寸小于20nm。

2.氮化物半导体元件，包括：

蓝宝石图形衬底，采用物理刻蚀方法制作所得，其具有一系列的凹陷或凸起的图形，该图形具有侧壁；

Al_xGa_(1-x)N层，采用物理气相沉积法形成于图形衬底表面上；

氮化镓基半导体叠层，采用MOCVD法形成于该Al_xGa_(1-x)N层上；其特征在于：

采用等离子蚀刻所述蓝宝石图形衬底的表面，从而减少所述衬底的图形侧壁处的缺陷，再形成该Al_xGa_(1-x)N层，和/或，

所述Al_xGa_(1-x)N层在形成过程中一次或多次采用等离子体蚀刻以消除图形侧壁的晶体缺陷；所述Al_xGa_(1-x)N层位于所述图形衬底之单个图形之侧壁的晶体缺陷尺寸大于10nm的个数小于10。

3.根据权利要求1或2所述的氮化物半导体元件，其特征在于：所述Al_xGa_(1-x)N层的厚度为3~100nm。

4.根据权利要求1或2所述的氮化物半导体元件，其特征在于：所述氮化镓基半导体叠层至少包含n型半导体层、发光层和p型半导体层。

5.根据权利要求1所述的氮化物半导体元件，其特征在于：所述Al_xGa_(1-x)N层位于所述图形衬底之单个图形之侧壁的晶体缺陷尺寸大于10nm的个数小于10。

6.氮化物半导体元件的制作方法，包括步骤：

（1）提供一蓝宝石衬底，采用物理刻蚀方法在所述衬底的上表面形成一系列的凹陷或凸起的图形，该图形具有侧壁；

（2）采用物理气相沉积法在前述图形化的衬底上表面形成Al_xGa_(1-x)N层；

（3）采用MOCVD法在所述Al_xGa_(1-x)N层上沉积氮化镓基半导体叠层；

其特征在于：所述步骤（2）中，打开直流脉冲电源，开始生长Al_xGa_(1-x)N薄膜，接着关闭直流电源，打开射频电源，通入氮气或者氩气或者两者同时通入，等离子体中的氮离子或者氩离子在电场作用下撞击衬底表面，减少所述图形的侧壁处生长的质量较差的Al_xGa_(1-x)N材料，重复以上步骤形成所述Al_xGa_(1-x)N层，从而减少所述Al_xGa_(1-x)N层位于所述蓝宝石图形衬底之侧壁的晶体缺陷。