[发明专利]光电子半导体本体和用于制造光电子半导体本体的方法

说明书

本申请是申请号为201280029480.3、申请日为2012年5月15日的同名称发明的分案申请。

技术领域

本发明涉及光电子半导体本体和用于制造光电子半导体本体的方法。

背景技术

光电子半导体本体通常具有带有适于产生电磁辐射的有源层的外延层序列。外延生长的半导体层的整体被称为外延层序列。这种外延层序列可以借助外延来淀积在衬底上。在此，在外延层序列和衬底之间可能出现机械张力。这种张力可能导致半导体本体的弯曲和/或导致外延层序列中的裂缝。这可能在非晶格适配的化合物半导体的外延淀积情况下出现。例如，化合物半导体如氮化铝镓（AlGaN）或者氮化铟镓（InGaN）可以被淀积在由氮化镓制成的衬底上。

发明内容

本发明的任务是说明一种光电子半导体本体，其中在衬底和外延层序列之间的张力和/或在外延层序列中的裂缝形成被减少。

该任务通过按照独立权利要求1的光电子半导体本体并且通过按照独立权利要求18的用于制造光电子半导体本体的方法来解决。

光电子半导体本体和光电子器件以及用于制造光电子半导体本体的方法的改进方案和有利的扩展方案在从属权利要求中被说明。

示例性实施方式

光电子半导体本体的各种实施方式具有张紧层，该张紧层在第一外延步骤中被施加在衬底上。张紧层具有至少一个垂直形成在张紧层中的凹部。在第二外延步骤中，在张紧层上施加另外的层，该另外的层将所述至少一个凹部填充并且至少局部地覆盖该张紧层。该装置保证了，在衬底和外延层序列之间的张力和/或在外延层序列中的裂缝形成被减少。

所述张力以如下方式出现，即衬底和张紧层的“自然”晶格常数彼此不同。在本文献中，“自然”意味着，晶格常数的值是分别在被隔离的系统上被确定的。换句话说，晶格常数的值适于在未张紧状态中的层，也就是适于没有相互接触的层。下面，“晶格常数”的概念总是意味着“自然的晶格常数”。此外，晶格常数的概念目前表示平行于外延层的生长表面的晶格常数的值。 直接相继地外延生长的层的晶格常数的偏差越大，通常在这些层之间的张力越大。

此外，衬底和张紧层可以具有彼此不同的热膨胀系数。这也可以对在张紧层和衬底之间的张力做贡献。

在优选的实施方式中，另外的层的晶格常数（a_w）与衬底的晶格常数（a_s）的偏差小于张紧层的晶格常数（a_v）与衬底的晶格常数（a_s）的偏差。针对晶格常数的上述条件可以被如下地示出：

并且并且

按照上述条件，张紧层和所述另外的层利用衬底拉伸地被张紧。该另外的层的晶格结构比张紧层的晶格结构更好地适配于衬底的晶格结构。这是特别有利的，因为由此由衬底、带有一个或多个凹部的张紧层和填充该一个或多个凹部的另外的层组成的系统的张力小于由衬底和无凹部的张紧层组成的系统的已知张力。

如果张紧层是边缘发射的半导体激光器的外罩层并且该另外的层是边缘发射的半导体激光器的波导体层，那么由于所希望的全反射，张紧层的折射率必须尽可能地小。这通过尽可能高的铝含量来实现。铝含量越高。张紧层的晶格常数（a_v）越小并且在张紧层和衬底之间的张力越大。

在一种代替的优选的实施方式中，张紧层拉伸地被张紧，另外的层压缩地被张紧。换句话说，组合相反的张力。这通过下面的在晶格常数之间的关系来实现：

并且

另外的层的晶格常数（a_w）大于衬底的晶格常数（a_s），同时张紧层的晶格常数（a_v）小于衬底的晶格常数（a_s）。这是特别有利的，因为由此可以减少由衬底、带有一个或多个凹部的张紧层和另外的层组成的系统的张力。

在一种代替的优选的实施方式中，张紧层压缩地被张紧，另外的层拉伸地被张紧。换句话说，组合相反的张力。这通过下面的在晶格常数之间的关系来实现：

并且

另外的层的晶格常数（a_w）小于衬底的晶格常数（a_s），同时张紧层的晶格常数（a_v）大于衬底的晶格常数（a_s）。这是特别有利的，因为由此可以减少由衬底、带有一个或多个凹部的张紧层和另外的层组成的系统的张力。

在衬底上的张紧层的所谓的假晶生长的特殊情况下，张紧层和衬底的平行于衬底和张紧层的界面的晶格常数大致相同。但是，张紧层和衬底的垂直于衬底和张紧层的界面的晶格常数不同。