[发明专利]用于制作基于第III族元素氮化物的钝化半导体结构的方法以及这样的结构

说明书

本发明涉及用于制作半导体结构的方法，其特征在于，该方法包括沉积连续地覆盖基于第III族元素氮化物的层的整个表面的钝化结晶层的步骤(201)，所述钝化结晶层由含有硅原子和氮原子流的前体沉积，由与基于第III族元素氮化物的层的表面结合并且以周期性布置被布置的硅原子构成，使得通过电子沿方向[1‑100]的掠入射衍射获得的所述钝化结晶层的衍射图像包括：中心线(0，0)与整数阶线(0，‑1)之间的两个非整数阶衍射线(0，‑1/3)和(0，‑2/3)；以及中心线(0，0)和整数阶线(0，1)之间的两个非整数阶衍射线(0，1/3)和(0，2/3)。

技术领域

本发明涉及用于制作基于第III族元素氮化物的半导体结构的方法以及一种这样的半导体结构。

背景技术

基于元素周期表的第III族元素氮化物的半导体材料－诸如基于氮化镓GaN的材料－在电子和光电子领域中占据越来越重要的地位，特别是用于制作电致发光二极管。

用于在例如硅或蓝宝石的衬底上制作基于诸如氮化镓GaN的第III族元素氮化物的半导体结构的现有方法通常导致与主衬底与基于第III族元素氮化物的半导体材料之间的晶格参数差相关的众多的长串位错密度。在基于第III族元素氮化物的半导体材料形成发光器件的半导体结构的情况下，由于长串位错增加泄漏电流并且使这些发光器件的发光效率劣化，因此这些长串位错是特别不利的。

三维外延技术－诸如ELO(横向超速外延)、从纳米柱的悬挂式外延生长、抗表面活性物质的添加、生长条件的修改－证明了它们在减少基于第III族元素氮化物的半导体材料中的长串位错密度方面的效率。这些技术用于减少长串位错密度的技术包括引发三维生长的模式(通过岛)，从而有利于岛的聚结以获得二维氮化镓GaN层。

用于减少长串位错密度的流行的原位技术在于在GaN层下面插入氮化硅SiN中间层。更准确地说，氮化硅SiNx层原位沉积在第III族元素氮化物层上，然后，氮化镓GaN层沉积在氮化硅SiNx层上。这种技术已经证明了其在减少常规c面GaN的长串位错密度方面的效率，而且对于半非极性取向也是有效的。

已知基于硅和氨的表面处理导致形成用作纳米掩模的纳米多孔氮化硅SiNx层，从而使得能够引发GaN的三维生长模式。在氮化硅SiNx所在的区域中，GaN的生长被抑制。另一方面，生长发生在纳米孔中，也就是说，在纳米掩模的开口中。后者的密度和尺寸由氮化硅SiNx的沉积时间控制，并且，它们在表面上的分布是随机的。

例如，以下文件涉及这些主题：

·Sakai等人的文章“A New Method of Reducing Dislocation Density in GaNLayer Grown on Sapphire Substrate by MOVPE”,J.Cryst.Growth,221,334(2000)；

·S.Tanaka等人的文章“Anti-Surfactant in III-Nitride Epitaxy–QuantumDot Formation and Dislocation Termination”,Jap.J.Appl.Phys.,39,L83 1(2000)；

·F.Yun等人的文章“Efficacy of single and double SiNx interlayers ondefect reduction in GaN overlayers grown by organometallic vapor-phaseepitaxy”，J.Appl.Phys.,98,123502(2005)；

·专利申请DE10151092A1；

·专利申请WO2007/133603A2。