[发明专利]氮化物半导体元件、氮化物半导体晶片和形成氮化物半导体层的方法在审

专利信息
申请号: 201410301753.6 申请日: 2014-06-27
公开(公告)号: CN104253180A 公开(公告)日: 2014-12-31
发明(设计)人: 彦坂年辉;吉田学史;名古肇;杉山直治;布上真也 申请(专利权)人: 株式会社东芝
主分类号: H01L33/02 分类号: H01L33/02;H01L33/20;H01L33/12;H01L29/06;H01L21/02
代理公司: 北京市中咨律师事务所 11247 代理人: 牛南辉;杨晓光
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 氮化物 半导体 元件 晶片 形成 方法
【说明书】:

相关申请的交叉引用

本申请基于2013年6月27日提交的日本专利申请No.2013-135277并且要求其优先权;该日本专利申请的全部内容通过引用的方式结合在本申请中。

技术领域

本申请中描述的实施例总体上涉及氮化物半导体元件、氮化物半导体晶片和形成氮化物半导体层的方法。

背景技术

作为基于氮化物半导体的氮化物半导体元件,例如发光二极管(LED)用在显示装置、照明等中。氮化物半导体元件也包括诸如高速电子器件和功率器件的电子器件。

这种氮化物半导体元件主要形成在蓝宝石、硅(Si)等的异质衬底上。然而,由于晶格常数差异和热膨胀系数差异,很有可能出现缺陷和衬底翘曲(裂纹)。对于较高的器件性能,重要的是减少氮化物半导体中的缺陷。需要一种技术来制造具有很少位错的氮化物半导体晶体。

发明内容

总体上,根据一个实施例,一种氮化物半导体元件包括:层叠体;以及功能层。该层叠体包括第一GaN层、第一层和第二GaN层。第一GaN层包括第一凸起。该第一层设于第一GaN层上并且包含Si和Mg中的至少一种。第二GaN层设于该第一层上并且包括第二凸起。该第二凸起的底部的长度小于该第一凸起的底部的长度。功能层设于该层叠体上并且包括氮化物半导体。

附图说明

图1A和1B是示出根据第一实施例的氮化物半导体元件的示意性横截面视图;

图2A-2C是示出根据该实施例的第一GaN层的SEM图像的例子;

图3A-3D是示出氮化物半导体元件的特性的图;

图4是根据第一实施例的氮化物半导体元件的一部分的示意性横截面视图;

图5A-5D是示出了样品的示意性横截面视图;

图6A-6D是示出了缓冲层和层叠体的实例的横截面SEM图像;

图7A-7C是示出了根据参考例的氮化物半导体元件的例子的透射电子显微镜图像;

图8A和8B示出了根据第一实施例的氮化物半导体元件;

图9是示出根据第一实施例的氮化物半导体元件的特性的图;

图10是示出根据第一实施例的氮化物半导体元件的特性的图;

图11A和11B是示出根据第一实施例的氮化物半导体元件的特性的图;

图12A和12B是示出根据第一实施例的氮化物半导体元件的图;

图13A-13D示出了根据该实施例的氮化物半导体元件;

图14A-14D示出了根据第二实施例的氮化物半导体元件和氮化物半导体晶片;

图15是示出根据第二实施例的氮化物半导体元件的特性的图;

图16是示出了根据该实施例的备选氮化物半导体元件和氮化物半导体晶片的示意性横截面视图;

图17A和17B是示出了根据该实施例的备选氮化物半导体元件和氮化物半导体晶片的示意性横截面视图;

图18A-18D是示出了样品的示意性横截面视图;

图19A-19D是示出了缓冲层和层叠体的实例的横截面SEM图像;

图20是示出根据该实施例的氮化物半导体元件的特性的图;

图21A到21D是示出根据实施例的氮化物半导体元件的图;

图22A和22B示出了根据实施例的氮化物半导体元件;

图23是示出了根据实施例的备选氮化物半导体元件的示意性横截面视图;

图24是示出了根据实施例的备选氮化物半导体元件的示意性横截面视图;

图25是示出了根据实施例的备选氮化物半导体元件的示意性横截面视图;

图26是示出了根据第三实施例用于形成氮化物半导体层的方法的流程图;并且

图27是示出了根据第三实施例用于形成氮化物半导体层的备选方法的流程图。

具体实施方式

下面参考附图描述本发明的实施例。

附图是示意性或概念性的;并且各部分的厚度和宽度之间的关系、各部分之间的尺寸比例等不一定与其实际值相同。此外,该尺寸和比例在各图之间可能被不同地示出,甚至对于相同的部分也是如此。

在本申请的说明书及附图中,与上文的附图相关地描述的部件相似的部件用相同的附图标记标示,并且适当地省略具体描述。

(第一实施例)

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