[发明专利]半导体外延结构的制备方法有效

申请号：	201110077488.4	申请日：	2011-03-29
公开（公告）号：	CN102723408A	公开（公告）日：	2012-10-10
发明（设计）人：	魏洋;范守善	申请（专利权）人：	清华大学;鸿富锦精密工业（深圳）有限公司
主分类号：	H01L33/00	分类号：	H01L33/00
代理公司：	暂无信息	代理人：	暂无信息
地址：	100084 北京市海淀区清***	国省代码：	北京;11
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摘要：
搜索关键词：	半导体外延结构制备方法
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【说明书】：

技术领域

本发明涉及一种半导体外延结构的制备方法。

背景技术

半导体外延结构为制作半导体器件的主要材料之一。例如，近年来，制备发光二极管(LED)的氮化镓外延片成为研究的热点。

所述氮化镓外延片指在一定条件下，将氮化镓材料分子，有规则排列，定向生长在蓝宝石基底上。然而，高质量氮化镓外延片的制备一直是研究的难点。由于氮化镓和蓝宝石基底的晶格常数以及热膨胀系数的不同，从而导致氮化镓外延层存在较多位错缺陷。而且，氮化镓外延层和蓝宝石基底之间存在较大应力，应力越大会导致氮化镓外延层破裂。这种半导体外延结构普遍存在晶格失配现象，且易形成位错等缺陷。

现有技术提供一种改善上述不足的方法，其采用非平整的蓝宝石基底外延生长氮化镓。然而，现有技术通常采用薄膜沉积和光刻等微电子工艺在蓝宝石基底表面形成沟槽从而构成非平整外延生长面。该方法不但工艺复杂，成本较高，而且会对蓝宝石基底外延生长面造成污染，从而影响半导体外延结构的质量。

发明内容

综上所述，确有必要提供一种工艺简单，成本低廉，且不会对基底表面造成污染的半导体外延结构的制备方法。

一种半导体外延结构的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底，且该基底具有一外延生长面；在所述基底的外延生长面设置一碳纳米管层；在所述基底的外延生长面生长一GaN低温缓冲层；在所述GaN低温缓冲层表面生长一N型GaN层；在所述N型GaN层表面生长一InGaN/GaN多量子阱层；在所述InGaN/GaN多量子阱层表面生长一P型GaN层；以及进行退火处理。

一种半导体外延结构的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底，且该基底具有一支持半导体外延层生长的外延生长面；在所述基底的外延生长面设置一碳纳米管层；以及在基底的外延生长面生长一掺杂的半导体外延层。

一种半导体外延结构的制备方法，其包括以下步骤：提供一基底，且该基底具有一支持半导体外延层生长的外延生长面；在所述基底的外延生长面设置一碳纳米管层；在基底的外延生长面生长一本征半导体外延层；以及对所述本征半导体外延层进行掺杂。

与现有技术相比，由于在所述基底的外延生长面设置一碳纳米管层而获得图形化的掩模的方法工艺简单、成本低廉，大大降低了半导体外延结构的制备成本，同时降低了对环境的污染。

附图说明

图1为本发明实施例提供的半导体外延结构的制备方法的工艺流程图。

图2为本发明实施例的半导体外延结构中采用的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图3为图2中的碳纳米管膜中的碳纳米管片段的结构示意图。

图4为本发明实施例的半导体外延结构中采用的多层交叉设置的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图5为本发明实施例的半导体外延结构中采用的非扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图6为本发明实施例的半导体外延结构中采用的扭转的碳纳米管线的扫描电镜照片。

图7为本发明实施例的半导体外延结构中半导体外延层生长过程示意图。

图8为本发明第一实施例提供的半导体外延结构的立体结构示意图。