[发明专利]供半导体光电元件磊晶用的半导体基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体基板(semiconductor substrate)，特别是一种供一半 导体光电元件(semiconductor optoelectronic device)外延用的半导体基板。

背景技术

半导体光电元件(例如，发光二极体、光侦测器)能广泛地使用于多种装置， 例如，光学显示装置、交通号志、通讯装置以及照明装置。为了让半导体光电元 件尽可能地确保较高的功能可靠性以及较低的能源消耗，因此对于半导体光电元 件都要求其本身整体的光电效能。

在现有技术中，半导体光电元件的半导体材料层与基板之间可通过形成一缓 冲层以改善半导体材料层的品质。到目前为止，氮化镓半导体光电元件(例如，发 光二极体、光侦测器)的基板大多以蓝宝石基板为主，但是由于氮化镓半导体材料 层与蓝宝石基板之间并无优良的晶格匹配(lattice match)，致使氮化镓半导体材 料层的外延品质仍有待改善。因此，氮化镓半导体材料层与蓝宝石基板之间尚欠 缺一理想的缓冲层以提高氮化镓半导体材料层的外延品质，从而进一步增加半导 体光电元件的光电效能。

因此，本发明的主要目的在于提供一种供一半导体光电元件外延用的半导体 基板，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种供一半导体光电元件外延用的半导体基板及 其制造方法。

根据本发明的一具体实施例，该半导体光电元件包含一基板(substrate)以及 一氮化物缓冲层(nitride-based buffer layer)。

该氮化物缓冲层通过一原子层沉积(atomic layer deposition,ALD)工艺、 一电浆增强原子层沉积(plasma-enhanced ALD)工艺或一等离子辅助原子层沉积 (plasma-assisted ALD)工艺形成于该基板的一上表面上，该氮化物缓冲层还能 通过原子层沉积工艺和一等离子增强原子层沉积工艺或原子层沉积工艺和等离子 辅助原子层沉积工艺的组合工艺形成。该氮化物缓冲层提高该半导体光电元件中 的一半导体材料层(semiconductor material layer)的外延品质。

根据本发明的另一具体实施例为一种制造供一半导体光电元件外延用的一半 导体基板的方法。

该方法首先制备一基板。接着，通过一原子层沉积工艺、一等离子增强原子 层沉积工艺或一等离子辅助原子层沉积工艺形成一氮化物缓冲层于该基板的一上 表面上，该氮化物缓冲层还能通过原子层沉积工艺和一等离子增强原子层沉积工 艺或原子层沉积工艺和等离子辅助原子层沉积工艺的组合工艺形成。该氮化物缓 冲层提高该半导体光电元件中的一半导体材料层的外延品质。

相比现有技术，根据本发明的半导体基板中的氮化物缓冲层在半导体光电元 件中的半导体材料层(例如，氮化镓层)外延的过程中，可以辅助半导体材料层进 行良好的外延，以提高半导体材料层的外延品质，进一步提升半导体光电元件的 光电效能。

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图说明得到进一步的 了解。

附图说明

图1显示了根据本发明的一具体实施例的一半导体基板。

图2A及图2B显示了根据本发明的另一具体实施例的制造一半导体基板的方 法的截面视图。

具体实施方式

请参阅图1，图1显示了根据本发明的一具体实施例的一半导体基板1。该半 导体基板1可以供一半导体光电元件(例如，发光二极体、光侦测器)外延使用。

如图1所示，该半导体基板1包含一基板10及一氮化物缓冲层12。

在实际应用中，该基板10可以通过蓝宝石(sapphire)、硅(Si)、SiC、GaN、 ZnO、ScAlMgO₄、YSZ(Yttria-Stabilized Zirconia)、SrCu₂O₂、LiGaO₂、LiAlO₂、 GaAs或其他类似基材中的一种制成。

于一具体实施例中，该氮化物缓冲层12可以由氮化铝(AlN)形成，并且该缓 冲层12的厚度可为10nm至500nm之间，但不以此为限。