[发明专利]半导体结构及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

衬底，该衬底的上表面包括平面部分和具有倾斜表面的突起部分；

缓冲层，位于衬底上表面的平面部分上；

n-GaN层，位于缓冲层和衬底上表面的突起部分上，所述n-GaN层的上表面包括平整表面和V形坑；

InGaN量子阱层，位于n-GaN层上，所述InGaN量子阱层包括c面量子阱和半极性面量子阱，

其中：

c面量子阱形成于在n-GaN层的平整表面上；

半极性面量子阱形成于n-GaN层的V形坑的侧壁上；以及

c面量子阱的面积占比远小于半极性面量子阱的面积占比，发光主要来自于半极性面InGaN量子阱，c面InGaN量子阱发光可忽略。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中：

所述衬底是以下中的任一种：

c平面密排圆锥形蓝宝石图形衬底；

衬底的突起部分是具有三角形截面的棱柱，且棱柱的一个侧面与衬底的平面部分共面；

衬底的突起部分为微米量级；

衬底的突起部分为十纳米量级；或者

衬底的突起部分为百纳米量级；并且/或者

所述缓冲层是不掺杂GaN缓冲层。

3.根据权利要求1所述的半导体结构，其中：

所述n-GaN层和所述衬底之间没有掩膜。

4.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括：

p-AlGaN层和p-GaN层，位于InGaN量子阱层上。

5.一种制造半导体结构的方法，包括：

提供衬底，该衬底的上表面包括平面部分和具有倾斜表面的突起部分；

在衬底上表面的平面部分上形成缓冲层；

在800-1000℃的温度下，在位于缓冲层和衬底上表面的突起部分上生长n-GaN层，所述n-GaN层的上表面包括平整表面和V形坑；

在n-GaN层上生长InGaN量子阱层，所述InGaN量子阱层包括c面量子阱和半极性面量子阱；

通过调节V形坑大小实现c面量子阱的面积占比远小于半极性面量子阱的面积占比，发光主要来自于半极性面InGaN量子阱，c面InGaN量子阱发光可忽略，

其中：

c面量子阱形成于在n-GaN层的平整表面上；以及

半极性面量子阱形成于n-GaN层的V形坑的侧壁上。

6.根据权利要求5所述的方法，其中：

所述衬底是以下中的任一种：

c平面密排圆锥形蓝宝石图形衬底；

衬底的突起部分是具有三角形截面的棱柱，且棱柱的一个侧面与衬底的平面部分共面；

衬底的突起部分为微米量级；

衬底的突起部分为十纳米量级；或者

衬底的突起部分为百纳米量级；并且/或者

所述缓冲层是不掺杂GaN缓冲层。

7.根据权利要求5或6所述的方法，还包括：

在800-1000℃的温度下生长n-GaN层一段时间之后，将生长温度提高至1000-1100℃继续生长n-GaN层。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

通过控制n-GaN层在800-1000℃的生长时间和在1000-1100℃的生长时间，得到具有所需厚度和V形坑大小的n-GaN层。

9.根据权利要求5所述的方法，还包括：

在InGaN量子阱层上生长p-AlGaN层和p-GaN层。