[发明专利]外延衬底、用于制造外延衬底的方法和具有外延衬底的光电子半导体芯片

权利要求书

1.一种用于氮化物化合物半导体材料的外延衬底(11，12，13)，

其具有直接在衬底(1)上的成核层(2)，其中所述成核层(2)具有由AlON构成的具有柱状结构的至少一个第一层(21)。

2.根据权利要求1所述的外延衬底(11，12，13)，其中所述第一层(21)在朝向所述衬底(1)的侧部上连续地构成并且在背离所述衬底(1)的侧部上具有远离所述衬底(1)延伸的柱(210)。

3.根据权利要求2所述的外延衬底(11，12，13)，其中所述柱(210)分别具有大于或等于5nm并且小于或等于200nm的直径和大于或等于0.5nm并且小于或等于50nm的高度。

4.根据权利要求2或3所述的外延衬底(11，12，13)，其中所述柱(210)在所述第一层(21)的朝向所述衬底(1)的侧部上通过晶界彼此分开。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的外延衬底(11，12，13)，其中所述柱(210)具有大于10⁹cm^-2的缺陷密度。

6.根据上述权利要求中任一项所述的外延衬底(11，12，13)，其中所述柱状结构具有大于或等于0.1％并且小于或等于30％的氧含量。

7.根据上述权利要求中任一项所述的外延衬底(11，12，13)，其中所述柱状结构具有随距所述衬底(1)的间距增大而减小的氧含量。

8.根据上述权利要求中任一项所述的外延衬底(11，12，13)，其中所述成核层(2)在所述第一层(21)上具有至少一个第二层(22)，所述第二层具有AlN或基于GaN的材料。

9.根据上述权利要求中任一项所述的外延衬底(11，12，13)，其中在所述成核层(2)上施加由基于GaN的材料和/或SiN层(4)构成的缓冲层(3)。

10.根据上述权利要求中任一项所述的外延衬底(11，12，13)，其中所述衬底(1)是蓝宝石衬底、硅衬底或SiC衬底。

11.一种具有根据权利要求1至10中任一项所述的外延衬底(11，12，13)的光电子半导体芯片(100)，在所述外延衬底上施加有基于氮化物化合物半导体材料的具有有源层(6)的半导体层序列(5)，所述有源层在所述半导体芯片(100)运行时能够产生或检测光。

12.一种用于制造根据权利要求1至10中任一项所述的外延衬底(11，12，13)的方法，所述方法具有下述步骤：

A)提供衬底(1)；

B)在大于或等于700℃并且小于或等于1000℃的温度下，直接在所述衬底(1)上施加具有由AlON构成的至少一个第一层(21)的成核层(2)，所述第一层具有柱状结构。

13.根据权利要求12所述的方法，其中为了构成所述柱状结构借助于金属有机气相外延(MOVPE)来施加所述第一层(21)。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中在方法步骤B中借助一个或多个下述子步骤来施加所述第一层(21)：

-输送气体源，所述气体源包含O₂；

-输送金属有机气体源，所述金属有机气体源基于铝并且包含氧；

-借助氧终止所述衬底(1)的朝向所述成核层(2)的表面(10)；并且

-将氧化铝施加到所述衬底(1)的朝向所述成核层(2)的表面(10)上。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中在所述第一层(21)上施加所述成核层(2)的至少一个由AlN或基于GaN的材料构成的第二层(22)。

16.根据权利要求15所述的方法，其中

将所述成核层(2)的所述第二层(22)溅射在所述第一层(21)上。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中直接在完成所述成核层(2)之后施加另外的层(3，4)，而不在其间执行淬火步骤。