[发明专利]半导体器件、发光器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件、发光器件及其制造方法。

背景技术

GaN通常被认为是一种化合物半导体材料，适用于蓝光发射器件或高温电子器件。近来，由于蓝光发射器件的广泛应用，使得GaN基底的需求增加。但是，由于高质量的GaN基底可能不容易制造，从而导致GaN基底的制造成本和制造时间大大增加。

与硅或蓝宝石不同，GaN不能以铸块的形式生长，因此，采用外延生长方法在异质基底上生长GaN，该异质基底比如为SiC基底或蓝宝石基底。由于异质基底和GaN晶体之间的晶格常数和热膨胀系数不同，因此，导致GaN的位错密度变高，进而可能造成使用GaN基底的器件的性能降低，并且在制造这些器件时，有可能出现各种各样的问题。

为了减少问题的出现，则制造过程就会变得复杂，且制备时间就会随之增加。举个例子来说，横向外延过生长(ELO，Epitaxial Lateral Overgrowth)法被广泛应用于制造高质量的GaN基底，在该方法中，通过使用具有带状图样的SiO₂掩膜来防止由于异质基底和GaN晶体之间的晶格常数和热膨胀系数不同引起的应力。也就是说，根据ELO法，在基底上生长GaN层后，将具有GaN层的基底从反应器中取出并放入沉积装置中，在GaN层上沉积SiO₂层。然后将具有SiO₂层的基底从沉积装置中取出，SiO₂掩膜图案便通过光刻过程形成在基底上。然后将基底再一次放入反应器中，完成GaN层的制备(参见韩国专利公开号为455277的专利申请)。但是，由于ELO法非常复杂，因此处理时间会增长，而且重复性和成品收率较低。

同时，使用化合物半导体的发光器件必须提高光发射效率，并降低能量损失。也就是说，从发光器件的活性层发射出的光指向发光器件的表面和基底，使得光被吸收到基底中，从而降低了光发射效率。为了解决这个问题，通过使用具有超细表面的图形蓝宝石基底以下面这种方式来分散指向基底的光：当指向发光器件表面的光量增加时，则可减少吸收到基底中的光量。但是，制造具有超细表面的基底需要复杂的处理过程和长处理时间。

具有大直径的、价格低廉的Si片能取代SiC基底和蓝宝石基底，作为生长GaN的基底。但是，由于Si基底和GaN晶体之间的晶格常数和热膨胀系数的差别较大，因此，可能得不到高质量的GaN基底。另外，由于Si的低带隙能和不透光性质，因此，从发光器件的活性层发射的光被吸收到Si基底中，从而可能会降低光发射效率。

综上所述，制造具有较少晶体缺陷的、高质量的化合物半导体基底需要昂贵的、复杂的工艺过程，比如光刻过程。另外，虽然采用昂贵的、复杂的工艺过程能降低能耗，但是，重复性和成品收率仍然较低。

发明内容

技术问题

本实施例提供一种半导体器件及发光器件，其制造过程简单、成本低廉、且具有较高的质量和较高的生产效率。

技术方案

根据本实施例，提供了一种半导体器件，该器件包括：基底；排列在基底上的多个棒；位于在棒之间的基底上的金属层；以及位于在棒上和棒之间的半导体层。

根据本实施例，提供了一种发光器件，该器件包括：基底；排列在基底上且相互隔开的多个棒；位于在棒之间的基底上的金属层；位于棒上和棒之间的第一导电型半导体层；位于第一导电型半导体层上的活性层；以及位于活性层上的第二导电型半导体层。

根据本实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，该方法包括：制备基底；在基底上设置多个颗粒；使用所述颗粒作为掩膜，通过刻蚀部分基底以形成多个棒；在所述棒之间形成金属层；在所述棒上和所述棒之间形成第一半导体层。

有益效果

根据本实施例的制造半导体器件的方法，通过利用包含颗粒(比如氧化硅球)的掩膜刻蚀基底以形成多个棒，这里，所述基底具体是指在支持基底上所形成的半导体层。

除此之外，根据本实施例的制造半导体器件的方法，金属层沉积在棒之间，然后半导体层从暴露在金属层上面的半导体棒的侧面生长。

因此，与传统的使用光刻过程的ELO法不同的是：根据本实施例的制造半导体器件的方法，能在低成本的条件下制造出高质量的半导体器件，且具有较高的重复性和产品收率。

除此之外，根据本实施例的半导体器件及发光，由于金属层的存在，能降低半导体层的电阻，且能提高半导体层的电特性。

此外，由于金属层充当了反射层，因此，发光器件能提高根据本实施例的发光器件的光发射效率。