專利名稱：在ⅲ-v族氮化物半導(dǎo)體基板上制作產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片的方法以及產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1前序部分所述的一種在III-V族氮化物半導(dǎo)體材料的基板上制作產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片的方法以及涉及權(quán)利要求19前序部分所述的產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片。
GaN基底的產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體器件例如可從文獻(xiàn)US 5 874 747中得知。這種半導(dǎo)體器件包括一個多層的、由GaN或一種以它為基體的材料制成的半導(dǎo)體本體。根據(jù)上述文獻(xiàn)，在一個SiC襯底上生長GaN基的各層。
由GaN衍生的或使用GaN的材料以及以此為基體的、例如三元或四元混合晶體都屬于III-V族氮化物半導(dǎo)體材料，其中尤指這些材料AlN、InN、AlGaN(Al1-xGaxN，0≤x≤1)，InGaN(In1-xGaxN，0≤x≤1)，InAlN(In1-xAlxN，0≤x≤1)和AlInGaN(Al1-x-yInxGayN，0≤x≤1，0≤y≤1)。
所謂“III-V族氮化物半導(dǎo)體材料”下面就是指上面列出的那類材料；此外，還包括在外延生長上列材料系統(tǒng)的各層時所用來構(gòu)成緩沖層的材料。
此外，從US 5 679 152中已知一種在一個合適的襯底例如Si襯底上外延生長GaN基半導(dǎo)體本體的方法，在GaN各層外延淀積后，就地去掉襯底。
從US5 786 606中已知具有一個中間SiC襯底的GaN基半導(dǎo)體本體，該襯底是在原來的外延襯底上形成的。在制作時去掉原來的襯底本體。
使用具有一個SiC襯底的半導(dǎo)體本體意味著在制造半導(dǎo)體器件時需要相當(dāng)可觀的附加費(fèi)用，因?yàn)镾iC襯底本身就是極其昂貴的。在用III-V族氮化物半導(dǎo)體材料為基體的半導(dǎo)體本體時，如果把SiC襯底部分裝入半導(dǎo)體器件中，則該半導(dǎo)體器件的成本直接與SiC襯底的成本聯(lián)系在一起。這樣就難于經(jīng)濟(jì)地制造該半導(dǎo)體器件。
此外，SiC襯底在III-V族氮化物半導(dǎo)體為基體的半導(dǎo)體芯片中會導(dǎo)致輻射效率的減少，因?yàn)镾iC部分地吸收了由芯片發(fā)射的輻射并由此減少可輸出的輻射的百分比。
在US 5 679 152描述的制造方法中，在用SiC襯底的情況下，只可能使用很薄的襯底，這種薄襯底在外延后必須立即去掉。這種襯底的容許厚度一般低于1微米。
為了避免由于硅和III-V族氮化物半導(dǎo)體為基體的材料之間的不同的熱膨脹系數(shù)而在半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生裂紋，這樣薄的襯度是需要的。
本發(fā)明的目的是提出一種III-V族氮化物半導(dǎo)體材料基板上的產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片，這種芯片技術(shù)簡單、制造成本低，并具有高的外部量子輸出效率。
此外，本發(fā)明的目的是提出一種制造方法。
這個目的是通過權(quán)利要求1所述的一種方法或通過權(quán)利要求19所述的一種半導(dǎo)體芯片來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的有利改進(jìn)方案可從從屬權(quán)利要求2至18和20至25中得知。
根據(jù)本發(fā)明，在III-V族氮化物半導(dǎo)體材料基板上的產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片設(shè)計為薄膜元件。
所謂薄膜元件在這里理解為一個半導(dǎo)體層序列，該半導(dǎo)體層序列只由在III-V族氮化物半導(dǎo)體材料基板上的外延疊層組成。
該薄膜元件由III-V族氮化物半導(dǎo)體外延層組成，其中半導(dǎo)體本體在一面上由一層n型的外延層界定，而與此外延層對應(yīng)的一面則由一層P型外延層界定。
該薄膜元件用P型面疊置在一個導(dǎo)電載體上，該載體具有該薄膜元件的安裝面并最好可同時用來接通該薄膜元件。
在該薄膜元件的n型面形成一個相應(yīng)的接觸面。下面所謂的“接觸面”就是指這個接觸面而不再贅述。
這樣制成的半導(dǎo)體芯片有一大優(yōu)點(diǎn)，即不用厚的(＞100微米)外延襯底例如SiC襯底，因而降低了半導(dǎo)體器件的材料費(fèi)用。
這種薄膜結(jié)構(gòu)的另一個優(yōu)點(diǎn)在于，半導(dǎo)體本體只含有一個吸收輻射的襯底的一些小的殘余或者根本就不含有吸收輻射的襯底。
所以通過使用反射的載體可提高輻射效率。
本發(fā)明的一個有利的改進(jìn)方案在于，在該薄膜元件時，在n型面上界定的外延層作為導(dǎo)電的緩沖層構(gòu)成。
為了避免外延襯底和該緩沖層后面各外延層之間的晶格匹配缺陷，一般都在GaN基半導(dǎo)體本體的制作過程中形成緩沖層。
導(dǎo)電的緩沖層具有一大優(yōu)點(diǎn)，即用這樣形成的半導(dǎo)體本體可以制造一個垂直導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件。
與絕緣的緩沖層比較，這是有優(yōu)點(diǎn)的，因?yàn)榇怪睂?dǎo)電的半導(dǎo)體芯片可用較小的費(fèi)用實(shí)現(xiàn)接通。另外，可實(shí)現(xiàn)有源層的較大的橫向延伸。
在本發(fā)明的一個特別有利的方案中，該緩沖層做成一個多層序列，通過不同成分的多層序列可達(dá)到這樣的優(yōu)點(diǎn)不論緩沖層的導(dǎo)電能力還是其后的GaN基各層的匹配都可達(dá)到最佳化。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選方案中，該緩沖層用AlGaN基材料制成，例如Al1-xGaxN(0≤x≤1)和Al1-x-yInxGayN(0≤x≤1，0≤y≤1，x+y＜1)。
為了獲得一層良好導(dǎo)電的緩沖層，緩沖層朝上述接觸面的一面用低的Al含量制成，是特別有利的。
此外，由于低含鋁量的這些層的表面質(zhì)量和晶體質(zhì)量較差，所以緩沖層背離該接觸面的一面用高含鋁量制成是有利的。通過高含鋁量提高了緩沖層的表面質(zhì)量，并達(dá)到了其后的III-V族氮化物半導(dǎo)體基各層的良好匹配。
所以，接觸面的一面具有低的含鋁量和對應(yīng)一面具有高的含鋁量的緩沖層的一大優(yōu)點(diǎn)，是構(gòu)成了一層同時具有高表面質(zhì)量的導(dǎo)電緩沖層。
根據(jù)本發(fā)明，為了在III-V族氮化物半導(dǎo)體材料的基板上制作一個產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體器件，III-V族氮化物半導(dǎo)體基的各層疊置在一個外延襯底上，其襯底本體具有一個與III-V族氮化物半導(dǎo)體材料匹配的或一個比III-V族氮化物半導(dǎo)體材料大的熱膨脹系數(shù)，而且該半導(dǎo)體器件在外延一側(cè)由一層最好含有Si(111)的薄的生長層界定。
在制作III-V族氮化物半導(dǎo)體本體時，外延襯底的熱膨脹由襯底本體來確定，是有優(yōu)點(diǎn)的，這樣，該襯底的熱性能就與疊置各層相似。
Si(111)表面具有六方形的結(jié)構(gòu)，所以適合作為III-V族氮化物半導(dǎo)體材料的外延表面。
此外，Si(111)表面容易處理和外延準(zhǔn)備。Si(111)的處理技術(shù)由于這種材料在半導(dǎo)體工業(yè)中的卓有成效的應(yīng)用，是眾所周知的和經(jīng)過考驗(yàn)的。
所以，制作具有一個直徑明顯大于市售SiC襯底的直徑的外延襯底，也是有優(yōu)點(diǎn)的。
Si(111)表面的可達(dá)到的表面質(zhì)量也遠(yuǎn)優(yōu)于SiC襯底的表面質(zhì)量。
作為襯底本體最好用多晶的SiC、GaN或與GaN基各層良好熱匹配的多晶GaN。此外，襯底本體可含有藍(lán)寶石(α-Al2O3)，藍(lán)寶石的熱膨脹系數(shù)比III-V族氮化物半導(dǎo)體材料的熱膨脹系數(shù)大。
這種襯底本比先有技術(shù)所用的襯底便宜得多，因?yàn)檫@種襯底本體是淀積在生長層的表面上的，因而有利于減少對襯底本體的晶體性能的諸多要求。由于減少了這方面的要求，故可使用特別廉價的多晶材料。
襯底本體最好通過一層用硅氧化物或硅氮化物制成的吸附層與生長層連接。
在該襯底本體和生長層之間的粘附層可用簡單的方式構(gòu)成，而且上述材料可保證特別穩(wěn)定的連接。
在本發(fā)明的一個特別優(yōu)選的改進(jìn)方案中，在III-V族氮化物半導(dǎo)體基底的疊層設(shè)置后，繼續(xù)實(shí)施制造方法，即在下一個步驟中，在III-V族氮化物半導(dǎo)體基底的疊層上設(shè)置一個載體。
然后，從III-V族氮化物半導(dǎo)體基各層去掉外延襯底。
所以具有這樣的優(yōu)點(diǎn)外延襯底或襯底本體可以再利用或繼續(xù)使用。
Si(111)生長層作為外延表面使用對去掉外延襯底是有利的，因?yàn)榘雽?dǎo)體本體可輕易地例如通過腐蝕從襯底本體去掉。Si(111)生長層是一層消耗層。
在用單晶的SiC襯底本體的情況下，半導(dǎo)體本體的經(jīng)濟(jì)制造的可能性對這種制造方法是特別有利的，因?yàn)榘嘿F的SiC襯底本體又可再利用或繼續(xù)使用。
在本發(fā)明制造方法的一個優(yōu)選的改進(jìn)方案中，在去掉外延襯底后，在半導(dǎo)體本體去掉了外延襯底的表面上設(shè)置一個接觸面。
本發(fā)明制造方法的一個有利的方案在于，在去掉外延襯底之前，蝕刻許多III-V族氮化物半導(dǎo)體層。
這里所謂的蝕刻可理解為把外延層側(cè)向分成許多單個的、在外延襯底上以一定距離并排布置的外延層疊所采取的手段。在通過腐蝕去掉外延層疊時，蝕刻有利于實(shí)現(xiàn)經(jīng)受腐蝕作用的表面的放大。
在本發(fā)明的一個有利的改進(jìn)方案中，在用上述制造方法時，首先在III-V族氮化物半導(dǎo)體材料基底的外延各層上設(shè)置一個中間載體以代替載體，然后去掉外延襯底，并在去掉了該外延襯底的外延疊層的一側(cè)上設(shè)置一個載體，在下一個步驟中去掉該中間載體。
用這個改進(jìn)措施有利于III-V族半導(dǎo)體材料基底疊層的層序列相對于該載體按上述制造方法進(jìn)行倒裝，這種倒裝有利于后續(xù)工序尤其是封裝時能夠利用這個倒裝的層序列。
本發(fā)明制造方法的一個特別有利的方案在于，一層導(dǎo)電的緩沖層作為第一層設(shè)置在外延襯底上。
這層緩沖層是特別有利的，這樣就為其后的外延層產(chǎn)生了一個具有最佳匹配晶格結(jié)構(gòu)的表面，這個表面同時被后面的層材料很好地漫潤，從而可實(shí)現(xiàn)隨后各層的均勻生長。
由于這個緩沖層的導(dǎo)電性，因而可制作具有上述有利性能的垂直導(dǎo)電的半導(dǎo)體器件。
這個緩沖層最好由AlGaN基底上的許多單層組成。
這樣做是有優(yōu)點(diǎn)的，因?yàn)楦吆X量的緩沖層為III-V族氮化物半導(dǎo)體材料基底的其他各層形成了一個晶格匹配的和良好浸潤的表面，但導(dǎo)電性較差，而低含鋁量的緩沖層則是導(dǎo)電良好的，但具有較差的晶本質(zhì)量和表面質(zhì)量。
通過這許多層的組合可兼有高導(dǎo)電率和高晶體質(zhì)量。
為此，這樣做是有利的襯底一面構(gòu)成較高含鋁量的一層，并朝外延疊層方向即在緩沖層背離外延襯底的一面上淀積較低含鋁量的一層。
在本發(fā)明制造方法的一個特別有利的改進(jìn)方案中，該緩沖層分兩個步驟形成。
在第一個步驟中，在延伸襯底的生長層上設(shè)置若干導(dǎo)電區(qū)。特別適合作導(dǎo)電區(qū)材料的，是一種InGaN基材料，例如In1-xGaxN(0≤x＜1)和In1-x-yAlxGayN(0≤x≤1，0≤y≤1和x+y＜1)或GaN。
由于Si和Ga易于形成域結(jié)構(gòu)，所以達(dá)到了導(dǎo)電區(qū)的相當(dāng)均勻的排列。
在第二個步驟中，這些導(dǎo)電區(qū)用一層整平填充層覆蓋，并填充這些導(dǎo)電區(qū)之間的間隙。
作為這種用途特別適用的材料是一種含鋁量高的AlGaN化合物。這樣制成的緩沖層很適合用于淀積基于III-V族氮化物半導(dǎo)體材料的其他各層并具有高的導(dǎo)電性。
本發(fā)明的其他特征、優(yōu)點(diǎn)和適用范圍可從結(jié)合附圖的三個實(shí)施例的下面的說明中得知。
附圖表示

圖1 一種本發(fā)明器件的一個實(shí)施例的示意斷面圖；圖2 一種本發(fā)明制造方法的一個實(shí)施例的示意圖；圖3 一層導(dǎo)電緩沖層的本發(fā)明制造方法的示意圖。
在不同的實(shí)施例中，相同或作用相同的部分分別用相同的參考號表示。
圖1中所示的產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片具有一個薄膜元件形式的半導(dǎo)體本體11，該半導(dǎo)體本體由一層導(dǎo)電的緩沖層9和一個層序列8組成，該層序列特別是含有III-V族化合物半導(dǎo)體材料基底的外延疊層。在緩沖層9上設(shè)置了一個接觸面12，該接觸面也可不象圖1所示那樣，而是也可只覆蓋半導(dǎo)體本體11的上表面的一部分并例如可具有Al或由Al組成，并作為焊盤構(gòu)成。
層序列8的結(jié)構(gòu)決定半導(dǎo)體本體11或由此構(gòu)成的芯片的功能。這個層序列8也含有用來產(chǎn)生輻射的有源層。
半導(dǎo)體本體11沒有外延襯底。
在緩沖層9的一面上，半導(dǎo)體本體11做成n型，而在該面對應(yīng)的一面則做成P型。
半導(dǎo)體本體11用P型面疊置在導(dǎo)電載體5的一個主面上。
載體5背離半導(dǎo)體本體11的一面具有第二個接觸面10。
這樣制成的半導(dǎo)體芯片具有垂直的、即垂直于各層平面導(dǎo)電的優(yōu)點(diǎn)，這樣就實(shí)現(xiàn)了側(cè)向相當(dāng)均勻的電流通過該器件和簡單的鍵合。
另一個優(yōu)點(diǎn)是，該芯片在橫向內(nèi)的定標(biāo)是不成問題的。所謂定標(biāo)可理解為過渡到芯片的其他橫向尺寸。這種過渡是容易的，因?yàn)樵撔酒跈M向內(nèi)沒有蝕刻圖形，亦即沒有布局。
而在一個主面上例如具有兩個不同接觸面的橫向蝕刻的元件時，則在橫向定標(biāo)時必須考慮橫向的結(jié)構(gòu)的尺寸。
一個垂直導(dǎo)電芯片的前提是一層導(dǎo)電的緩沖層9。這層例如用III-V族氮化物半導(dǎo)體材料制成兩層。緩沖層9的精確狀況結(jié)合圖3導(dǎo)電緩沖層的制作來說明。
由于III-V族氮化物半導(dǎo)體材料的直接的帶內(nèi)躍遷和帶隙的尺寸，按本發(fā)明制成的半導(dǎo)體本體特別適用來實(shí)現(xiàn)主波長在黃、綠、藍(lán)綠或紫色光譜范圍內(nèi)的發(fā)光二極管芯片和具有特高發(fā)光強(qiáng)度的發(fā)光二極管以及實(shí)現(xiàn)發(fā)射波長在綠至紫色光譜范圍內(nèi)的半導(dǎo)體激光器。
圖2表示本發(fā)明一個實(shí)施例的6個中間步驟a至f的示意圖。
起點(diǎn)是一個多層的外延襯底100(圖2a)。襯底本體1用SiC優(yōu)先用多晶SiC制成。
在襯底本體1上形成一層最好用硅氧化物制成的粘附層3，該粘附層連接該襯底本體與一薄的生長層2，該生長層例如用Si(111)制成。
生長層2的厚度選擇得很小，其熱膨脹主要由位于其下的襯底本體1來決定。典型地，生長層2的厚度大約在0.1微米和20微米之間，最好小于10微米，尤其是最好為0.1微米和2微米之間。
在下一個步驟中，在生長層2的表面上淀積多層用III-V族氮化物半導(dǎo)體材料制成的層4，見圖2b。
最好首先在生長層2的表面上形成一層導(dǎo)電的AlGaN緩沖層9，因?yàn)镚aN本身和InGaN化合物Si(111)或SiC表面很難浸潤。
緩沖層9和在其上淀積的III-V族化合物半導(dǎo)體材料基底的鄰接層是n型的。
在離外延襯底100的對應(yīng)一面上則鄰接一層或多層的P型外延層疊。
在n型和p型層之間形成具有0≤x≤1，0≤y≤1和x+y＜1的Al1-x-yGaxInyN基的若干層，就狹義而言，這若干層是用來產(chǎn)生輻射的。業(yè)內(nèi)公知的全部產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，特別是在形成一個單異質(zhì)結(jié)構(gòu)或雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)情況下的pn結(jié)以及單量子阱結(jié)構(gòu)和多量子阱結(jié)構(gòu)對此都是適合的。
在下一個步驟中，通過臺面型蝕刻側(cè)向制作Al1-x-yGaxInyN基的各層，如圖2C所示，由此形成許多隔離的、在外延襯底100上并排排列的層疊。這些層疊就是產(chǎn)生輻射的芯片的尚未分割的薄膜元件11。
臺面型蝕刻一直進(jìn)行到外延襯底100的生長層2，以便在下一個步驟中容易實(shí)現(xiàn)薄膜元件11從外延襯底100去掉。
在蝕刻Al-x-yGaxInxInyN基的層疊4后，在背離外延襯底100的、薄膜元件11的P型側(cè)上疊置一個載體5或中間載體13。作為載體材料例如可用GaAs或Cu。
在下一個步驟中(圖2e)，從薄膜元件11上去掉外延襯底100。去掉通過濕法腐蝕來實(shí)現(xiàn)，并破壞生長層2。濕法腐蝕所需的費(fèi)用例如比去掉SiC襯底本體少得多。
在使用一個中間載體13的情況下，在去掉延伸襯底100以后，在其部位上疊置一個載體5，然后去掉中間載體13。
在這兩種方案中，在這個步驟結(jié)束時形成的結(jié)構(gòu)是十分相似的，唯一的區(qū)別在于，在用中間載體13時，緩沖層9位于半導(dǎo)體本體面向載體5的一面(圖2e，右)。在另一種情況中，在背離半導(dǎo)體本體11的一面上形成緩沖層。
然后半導(dǎo)體本體11和載體5分別設(shè)置接觸面12或10。隨后在半導(dǎo)體本體11之間切斷載體5，于是產(chǎn)生許多圖1所示的半導(dǎo)體芯片(圖2f)。
薄膜元件11壓焊到載體5或中間載體13結(jié)合外延襯底100隨后的去掉而有利于外延襯底本體1的繼續(xù)使用，從而在SiC作為襯底本體材料的情況中實(shí)現(xiàn)明顯的費(fèi)用下降。
此外，避免了在SiC襯底上產(chǎn)生的全部吸收損失，從而明顯提高輻射效率。
在另一種制造方法中，在用多晶SiC或多晶GaN這類廉價的襯底本體時，如果它的再利用沒有特別的優(yōu)點(diǎn)，也可把整個襯底腐蝕掉。
圖3結(jié)構(gòu)4個中間步驟的示意圖來說明導(dǎo)電的緩沖層9的制作。
象上述的制造方法那樣，作為外延襯底100用一個在外延側(cè)具有一生長層2的SiC或多晶SiC襯底本體，該生長層例如含有Si(111)(圖3a)。
在第一個步驟中，在生長層2上淀積一層多量子點(diǎn)形式的核晶層6(圖3b)。
為此要用的材料具有低含鋁量(＜50％)的AlGaInN、InGaN或GaN。這些量子點(diǎn)是高導(dǎo)電的，但不形成閉合的層。所以在該生長層的表面上形成許多相互沒有連接的導(dǎo)電區(qū)。覆蓋率可在1％和99％之間變化，視材料成分而定。
在量子點(diǎn)層6上淀積一層含鋁量高的AlGaN基的整平填充層7，例如AlxGa1-xN(x＞0.5)(圖3C)，這樣就形成一個平面結(jié)構(gòu)9。
導(dǎo)電區(qū)6通過緩沖層9形成溝狀的連接，并保證緩沖層9的良好的導(dǎo)電性。
在下一個步驟中，在緩沖層9上淀積一個層序列8，該層序列包括III-V族化合物半導(dǎo)體材料基底的外延層疊(圖3D)，這個層序列主要決定半導(dǎo)體器件的功能。
薄膜元件和單個半導(dǎo)體芯片的其他制作步驟相當(dāng)于例如結(jié)合圖2A至2C所述的相應(yīng)步驟。
當(dāng)然，本發(fā)明不受結(jié)合上述實(shí)施例所進(jìn)行的說明的限制。
特別是分別給出范圍的半導(dǎo)體材料的成分可滿足各方面的要求和該元件預(yù)定的使用范圍。
此外，在半導(dǎo)體本體的有源層內(nèi)，通過半導(dǎo)體材料的成分可以確定產(chǎn)生的輻射的主波長。
權(quán)利要求
1.在III-V族氮化物半導(dǎo)體材料的基板上制作具有一個薄膜元件(11)的產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片的方法，其步驟是-在一個外延襯底(100)上淀積薄膜元件(11)的一個層序列；-將該薄膜元件與一個載體(5)連接；-從該薄膜元件去掉外延襯底(100)，其特征為-外延襯底(100)具有一個用多晶SiC或多晶GaN制成的襯底本體(1)，該襯底本體借助于一層粘附層(3)與一層生長層(2)連接；-在生長層(2)上用外延法淀積薄膜元件(11)的層序列。
2.在III-V族氮化物半導(dǎo)體材料的基板上制作具有一個薄膜元件(11)的產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片的方法，其步驟是-在一個外延襯底(100)上淀積薄膜元件(11)的一個層序列；-將該薄膜元件與一個載體(5)連接；-從該薄膜元件去掉外延襯底(100)，其特征為-外延襯底(100)具有一個用SiC、GaN或藍(lán)寶石制成的襯底本體(1)，該襯底本體借助于一層粘附層(3)與一層生長層(2)連接；-在生長層(2)上用外延法淀積薄膜元件(1)的層序列。
3.按權(quán)利要求1或2的方法，其特征為，生長層(2)具有Si(111)層(2)。
4.按權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的方法，其特征為，粘附層(3)用硅氧化物或硅氮化物制成。
5.按權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的方法，其特征為，在設(shè)置載體(5)之前，把薄膜元件(11)的層序列蝕刻成許多單獨(dú)的、相互隔離的薄膜元件(11)。
6.按權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的方法，其特征為，在去掉外延襯底后接通薄膜元件(11)。
7.按權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的方法，其特征為，在設(shè)置該層序列后，繼續(xù)按下列步驟實(shí)施該方法-在該層序列上設(shè)置一個中間載體；-去掉外延襯底；-在去掉了該外延襯底的該層序列的一側(cè)上設(shè)置一個載體(5)；-去掉中間載體。
8.按權(quán)利要求7的方法，其特征為，在設(shè)置該中間載體之前，蝕刻許多GaN基疊層(4)。
9.按權(quán)利要求7或8的方法，其特征為，在去掉該中間載體之前，接通薄膜元件(11)。
10.按權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)的方法，其特征為，作為生長層(2)表面上的第一層做成導(dǎo)電的緩沖層(9)。
11.按權(quán)利要求10的方法，其特征為，緩沖層(9)由AlGaN基底上的若干單層組成。
12.按權(quán)利要求11的方法，其特征為，緩沖層(9)與生長層(2)鄰接的單層的含鋁量高于從生長層(2)看去的、置于該單層后面的一個單層的含鋁量。
13.按權(quán)利要求11或12的方法，其特征為，緩沖層(9)背離生長層(2)的一側(cè)上的單層的含鋁量低于從生長層(2)看去的、置于該單層前面的一個單層的含鋁量。
14.按權(quán)利要求10至13任一項(xiàng)的方法，其特征為，該緩沖層按下列步驟制作-在生長層(2)上制作許多相隔一定距離的導(dǎo)電區(qū)；-涂覆整平用的填充層(7)。
15.按權(quán)利要求14的方法，其特征為，通過使用InGaN材料，GaN材料或InN材料形成這些導(dǎo)電區(qū)。
16.按權(quán)利要求14或15的方法，其特征為，填充層(7)具有含高鋁量的AlGaN或AlGaInN而可形成平面的表層。
17.按權(quán)利要求1至16任一項(xiàng)的方法，其特征為，該生長層的厚度為約1微米和20微米之間，特別是小于10微米。
18.按權(quán)利要求1至17任一項(xiàng)的方法，其特征為，該外延襯底具有一個與薄膜元件(11)的材料匹配的熱膨脹系數(shù)或具有一個大于該材料的熱膨脹系數(shù)。
19.在III-V族氮化物半導(dǎo)體材料的基板上的產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片具有一個用III-V族氮化物材料制成的多層薄膜元件(11)，該薄膜元件具有一個n型面和一個p型面，其特征為，薄膜元件(11)用p型面疊置在一個導(dǎo)電載體(5)上，并在n型面上具有一個接觸面(12)；半導(dǎo)體本體(11)與接觸面(12)鄰接的外延層具有AlGaN基的材料，其中，面向接觸面(12)的一面比背離接觸面(12)的一面具有較高的含鋁量，且該緩沖層包含若干由不同于這個剩余的緩沖層的III-V族氮化物材料制成的導(dǎo)電區(qū)。
20.按權(quán)利要求19的半導(dǎo)體芯片，其特征為，這些導(dǎo)電區(qū)由一種InGaN基的材料、由InN或由GaN組成。
21.按權(quán)利要求20的半導(dǎo)體芯片，其特征為，這些導(dǎo)電區(qū)由In1-xGaxN(0≤x＜1)或由含有少量鋁的、可構(gòu)成這些導(dǎo)電區(qū)的In1-x-yAlxGayN(0≤x＜1，0≤y＜x和x+y＜1)組成。
22.按權(quán)利要求19至21任一項(xiàng)的半導(dǎo)體芯片，其特征為，緩沖層(9)由AlGaN基底上的若干單層組成。
23.按權(quán)利要求22的半導(dǎo)體芯片，其特征為，與薄膜元件(11)鄰接的單層(9)的含鋁量比從該單層看去的、位于該薄膜元件后面的一個單層的含鋁量低。
24.按權(quán)利要求19至23的半導(dǎo)體芯片，其特征為，產(chǎn)生輻射的載體(5)是輻射能穿透的或部分能穿透的。
25.按權(quán)利要求19至24任一項(xiàng)的半導(dǎo)體芯片，其特征為，載體(5)具有一層反射層來反射所產(chǎn)生的輻射或至少部分地設(shè)置了一個表面來反射所產(chǎn)生的輻射。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在III－V族氮化物半導(dǎo)體材料的基板制作具有一個薄膜元件(11)的產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片的方法，首先在外延襯底(100)上淀積薄膜元件(11)，該薄膜元件與一個載體(5)連接，然后從該薄膜元件去掉外延襯底(100)。外延襯底(100)具有一個用多晶SiC或多晶GaN或用SiC、GaN或藍(lán)寶石制成的襯底本體(1)，該襯底本體借助于一層粘附層(3)與一層生長層(2)連接，并在該生長層上用外延法淀積薄膜元件(11)的層序列。此外，描述了一個這樣制作的產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片。
文檔編號H01L33/00GK1471735SQ01818140
公開日2004年1月28日 申請日期2001年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月31日
發(fā)明者S·巴德爾, M·費(fèi)雷爾, B·哈恩, V·海勒, H·J·盧高爾, S 巴德爾, 盧高爾, 錐 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司