[实用新型]一种半导体外延结构

说明书

本实用新型提供一种半导体外延结构，涉及半导体技术领域。半导体外延结构包括图形化衬底、AlN缓冲层、氮化物缓冲层以及氮化物合并层，图形化衬底、AlN缓冲层、氮化物缓冲层以及氮化物合并层逐层面连接，其中，图形化衬底包括周期性排布的多个正六边形结构，且多个正六边形结构按预设定参数排布，正六边形结构包括正六边形底面和与底面连接的锥体，且底面平行于衬底材料的c面，氮化物缓冲层沿每相邻两个正六边形结构的锥体之间的c面生长而成。本实用新型提供的半导体外延结构具有提高半导体表面的平整度并降低其位错密度，使得晶格质量更好的效果。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种半导体外延结构。

背景技术

目前，由于LED具有高效、节能、环保、寿命长等优点，所以受到了人们的广泛关注。

一般地，LED发光为采用蓝光LED激发黄色或其他荧光粉技术的白光光源方案，其中蓝光LED主要采用InGaN/GaN量子阱进行激发，主要包括在模板上生长的n型电子注入层、InGaN/GaN量子阱有源区、p型空穴注入层及其他提高量子效率的优化结构，而模板的晶格质量将严重影响后续生长n型层、量子阱、p型层等所有后续外延层的晶格质量，而外延的晶格质量又是影响LED量子效率的最重要因素之一，因此提高模板的晶格质量一直是LED外延技术研发中的研究重点。

同时，在GaN材料的其他应用领域，包括电力电子器件、激光器、探测器等诸多应用，也对GaN材料的晶格质量有着比LED更高的要求。

因此，如何提高GaN材料的晶格质量、减少材料的位错密度，是本领域技术人员关注的重点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种半导体外延结构，以解决现有技术GaN材料的晶格质量不足、材料的位错密度较大的问题。

本实用新型是这样实现的：

本实施新型实施例提供了一种半导体外延结构，所述半导体外延结构包括图形化衬底、AlN缓冲层、氮化物缓冲层以及氮化物合并层，所述图形化衬底、所述AlN缓冲层、所述氮化物缓冲层以及所述氮化物合并层逐层面连接，其中，所述图形化衬底包括周期性排布的多个正六边形结构，且所述多个正六边形结构按预设定参数排布，所述正六边形结构包括正六边形底面和与所述底面连接的锥体，且所述底面平行于衬底材料的c面，所述氮化物缓冲层沿每相邻两个正六边形结构的所述锥体之间的c面生长而成。

进一步地，所述正六边形结构包括六棱锥或六棱锥坑。

进一步地，所述预设定参数包括：

每个所述正六边形结构的平行对称边之间的间距包括0.1-9.95um，多个所述正六边形结构之间等间距设置，且每相邻两个正六边形结构的平行边间距包括0.05-10um，所述六棱锥的高度包括0.1-10um，所述六棱锥坑的高度包括0.1-10um。

进一步地，所述六棱锥坑包括直边六棱锥坑或弧边六棱锥坑，所述六棱锥包括直边六棱锥或弧边六棱锥。

进一步地，制作所述氮化物缓冲层的材料包括GaN、AlN、AlGaN、InGaN、AlInGaN中的至少一种。

进一步地，制作所述图形化衬底的材料包括与所述氮化物缓冲层材料的晶格失配大于25％的材料，所述正六边形结构的边与所述衬底材料的m面平行。

进一步地，制作所述图形化衬底的材料包括与所述氮化物缓冲层材料的晶格失配小于25％的材料，所述正六边形结构的边与所述衬底材料的a面平行。

进一步地，所述AlN缓冲层的厚度包括5-100nm，所述氮化物缓冲层的厚度包括0.1-10um。