專利名稱：半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)計及制造技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的藍光和白光LED產(chǎn)品主要采用的是GaN晶體材料，最常用的工藝是在 (0001)面的藍寶石晶體或(111)面的Si襯底上外延出(0001)晶面的GaN晶體材料來制作發(fā)光層。而由于GaN晶體的(0001)面(垂直于c軸方向)是極性的，根據(jù)常用的LED器件結(jié)構(gòu)，材料中的極性會極大地降低發(fā)光層的量子效率，從而極大地降低發(fā)光效率，采用非極性面的GaN LED器件可以極大地提高量子效率，但是由于晶格的失配等因素，在藍寶石或Si襯底上外延出的具有非極性的a面或m面的GaN晶體薄膜的位錯密度相對于傳統(tǒng)的 (0001)面的GaN材料高了幾個量級，很難應(yīng)用在大規(guī)模生產(chǎn)中。另外，在半導(dǎo)體器件的制備工藝中通常需要在襯底上制備某種特定晶面以形成特殊的立體結(jié)構(gòu)，而傳統(tǒng)的微加工工藝采取在晶片襯底上涂布平面的光刻膠，通過光學(xué)曝光把平面的圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠掩膜上，然后再進行刻蝕得到所需要的孔、槽等結(jié)構(gòu)，但這些基于平面圖形的工藝無法制備出特殊的立體結(jié)構(gòu)，即使是利用濕法腐蝕的各向異性特性也僅能得到某些極其特殊的晶面，如Si(Ill)面，而無法在任意襯底上制備出任意的晶面，如 Si (337)、(5512)、(113)、(211)、(100)面等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。特別是提供一種襯底上形成有與原襯底晶面成一定角度的多個小生長表面的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，在該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上制備非極性或半極性的LED器件，可以解決采用極性材料制備LED外延片的有源區(qū)發(fā)光層而導(dǎo)致發(fā)光效率降低的問題，并且提供一種在襯底上形成任意晶面以制備出特殊立體結(jié)構(gòu)的方法。為達到上述目的，本發(fā)明一方面提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括襯底；和多個凸起， 所述多個凸起形成在所述襯底的頂面上，所述多個凸起沿所述襯底的縱向排列，所述每個凸起具有頂面、位于所述襯底的頂面上的底面、彼此平行的第一端面和第二端面、和彼此平行的前側(cè)面和后側(cè)面，每個所述凸起的第一端面和后側(cè)面為三角形，每個所述凸起的第二端面和前側(cè)面為梯形，每個所述凸起的頂面和底面為四邊形，每個所述凸起的第二端面與后側(cè)面的交線以及該凸起的第一端面與前側(cè)面的交線均短于該凸起的第二端面與前側(cè)面的交線，所述多個凸起的頂面彼此平行，所述多個凸起的前側(cè)面彼此平行，相鄰兩個凸起中一個凸起的后側(cè)面與另一個凸起的前側(cè)面在同一平面上以便所述多個凸起在所述襯底的頂面上構(gòu)成鋸齒狀結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一個實施例中，所述多個凸起包括第一凸起和第二凸起，所述第一凸起沿所述襯底的縱向排列成第一排，所述第二凸起沿所述襯底的縱向排列成第二排且與所述第一凸起在所述襯底的橫向上一一對應(yīng)，每個所述第二凸起的第一端面與對應(yīng)的一個第一凸起的第二端面在同一平面上。并且，所述第一凸起和第二凸起在所述襯底表面呈陣列排布。在本發(fā)明的一個實施例中，所述凸起與所述襯底由相同的材料形成。在本發(fā)明的一個實施例中，所述凸起具有多孔結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一個實施例中，每個所述凸起的頂面和前側(cè)面中的至少一個為在含有氫的氣氛中退火形成的平面。在本發(fā)明的一個實施例中，所述凸起通過納米壓印工藝形成。在本發(fā)明的一個實施例中，所述襯底為硅襯底，且所述襯底表面的晶面為{110}、 {111}、{001}、{211}、{311}、{337}、{5512}晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為{111}、{110}晶面族中的一個晶面，以使根據(jù)該實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)適用于制備LED外延片的有源區(qū)發(fā)光層。在本發(fā)明的一個實施例中，所述襯底為藍寶石襯底，且所述襯底表面的晶面為 {1102},{1123}, {1010}, {1 }晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為(0001)晶面，或者，所述襯底表面的晶面為丨10丨0丨、丨Il^丨晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為{1 02}、{1123}, {1010}, {1 }晶面族中的一個晶面，以使根據(jù)該實施例的半導(dǎo)
體結(jié)構(gòu)適用于制備LED外延片的有源區(qū)發(fā)光層。本發(fā)明另一方面提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括以下步驟提供模具，所述模具具有與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的鋸齒狀結(jié)構(gòu)匹配的圖形；提供襯底，在所述襯底上形成感光或熱感應(yīng)材料層；將所述感光或熱感應(yīng)材料層與所述模具壓合以使所述感光或熱感應(yīng)材料層填充至所述模具的圖形中；進行照射或加熱以對所述感光或熱感應(yīng)材料層進行定型以在所述襯底頂部形成具有圖形的掩膜層；對所述具有圖形的掩膜層和所述襯底進行刻蝕以在所述襯底上形成所述鋸齒狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明再一方面提供上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的另一種形成方法，包括以下步驟提供模具，所述模具具有與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的鋸齒狀結(jié)構(gòu)匹配的圖形；提供襯底，在所述襯底上形成熱塑性材料層；對所述熱塑性材料層加熱并達到其玻璃化溫度之上，將所述模具壓合在所述熱塑性材料層之上，以使所述熱塑性材料層填充至所述模具的圖形中；降溫以使所述熱塑性材料層固化定型，移去所述模具，以在所述襯底頂部形成具有圖形的掩膜層；對所述具有圖形的掩膜層和所述襯底進行刻蝕以在所述襯底上形成所述鋸齒狀結(jié)構(gòu)。對于以上兩種形成方法，在本發(fā)明的一些實施例中，在形成所述鋸齒狀結(jié)構(gòu)之后， 還包括對所述凸起進行陽極氧化以形成多孔結(jié)構(gòu)；且在含有氫的中對所述多孔結(jié)構(gòu)進行退火以使所述凸起的頂面和前側(cè)面中的至少一個形成為平面。對于以上兩種形成方法，在本發(fā)明的一些實施例中，所述襯底為硅襯底，且所述襯底表面的晶面為{110}、{111}、{001}、{211}、{311}、{337}、{5512}晶面族中的一個晶面， 所述凸起的頂面的晶面為{111}、{110}晶面族中的一個晶面，以使根據(jù)該實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)適用于制備LED外延片的有源區(qū)發(fā)光層。對于以上兩種形成方法，在本發(fā)明的一些實施例中，所述襯底為藍寶石襯底，且所述襯底表面的晶面為{1 02}、{1123}, {1010}, {11 1}晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為(0001)晶面，或者，所述襯底表面的晶面為丨ιο (η、丨11 0丨晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為{1 02}、{1123}, {1010}, {11 1}晶面族中的一個晶面，以
使根據(jù)該實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)適用于制備GaN系LED器件的有源區(qū)發(fā)光層。本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，通過在襯底上引入與原襯底晶面成一定角度的多個小的外延生長表面，這樣的生長表面上易于外延出高質(zhì)量的晶體薄膜，降低外延層的位錯密度，同時在外延完成后形成的晶體表面是非極性或半極性的，在該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上制備非極性或半極性的LED器件，可以極大地提高LED外延片的有源區(qū)發(fā)光層的量子效率，從而極大地提高其發(fā)光效率。此外，本發(fā)明還提供形成該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，通過納米壓印將特殊形狀的結(jié)構(gòu)圖形轉(zhuǎn)移到襯底的掩膜上，然后再進行保形刻蝕，從而得到多個小生長表面，利用本發(fā)明實施例提供的方法幾乎可以在任意襯底上得到任意需要的晶面。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1為本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的具有硅襯底的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)剖面圖；圖3為本發(fā)明實施例的具有藍寶石襯底的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)剖面圖；圖4為本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)形成方法的流程圖；圖5為本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)另一種形成方法的流程圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。本發(fā)明實施例提供一種襯底上具有多個三維凸起的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。通過在襯底上引入與原襯底晶面成一定角度的呈陣列排布的多個小生長表面，這樣的生長表面是易于外延出高質(zhì)量的晶體薄膜，如藍寶石的(0001)面，Si的(111)面等；再通過掩膜覆蓋其他不需要的表面以阻止化合物半導(dǎo)體材料在其上的生長；然后通過外延在生長表面形成所需晶面的化合物半導(dǎo)體材料層，該化合物半導(dǎo)體材料層即為與原襯底晶面一致的非極性或半極性面，在該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上制備非極性或半極性的LED器件，可以極大地提高LED外延片的有源區(qū)發(fā)光層的量子效率，從而極大地提高其發(fā)光效率。圖1所示為根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括襯底100和形成在襯底100頂面的多個凸起200。多個凸起200沿襯底100的縱向A 排列。每個凸起200具有頂面202、位于襯底100的頂面上的底面204、彼此平行的第一端面206和第二端面208、以及彼此平行的前側(cè)面210和后側(cè)面212。為簡明起見，圖1中僅標示出其中一個凸起200的各個所述面進行示例。如圖1所示，每個凸起200的第一端面 206和后側(cè)面212為三角形，每個凸起200的第二端面208和前側(cè)面210為梯形，每個凸起 200的頂面202和底面204為四邊形，并且，每個凸起200的第二端面208與后側(cè)面212的交線BB’以及該凸起200的第一端面206與前側(cè)面210的交線CC’均短于該凸起200的第二端面208與前側(cè)面210的交線DD’，多個凸起200的頂面202彼此平行，多個凸起200的前側(cè)面210彼此平行，相鄰兩個凸起200中一個凸起200的后側(cè)面212與另一個凸起的前側(cè)面210在同一平面上以便該多個凸起200在襯底100的頂面上構(gòu)成鋸齒狀結(jié)構(gòu)。其中，凸起200的頂面202為生長化合物半導(dǎo)體材料的生長面，前側(cè)面210覆蓋有掩膜材料(圖1中未示出)以阻擋化合物半導(dǎo)體材料在前側(cè)面210的生長。由圖1可知， 本發(fā)明實施例提供一種襯底表面結(jié)構(gòu)，其具有與襯底表面成一定角度的生長晶面(如凸起的頂面202)陣列以及被掩蔽起來的不需要的其它晶面(如凸起的前側(cè)面210)。在本發(fā)明的一個實施例中，如圖1所示，多個凸起200包括第一凸起和第二凸起， 第一凸起沿襯底100的縱向A排列成第一排，第二凸起沿襯底100的縱向A排列成第二排， 并且位于第一排的第一凸起與位于第二排的第二凸起在襯底100的橫向L上一一對應(yīng)，每個第二凸起的第一端面206與其對應(yīng)的一個第一凸起的第二端面208在同一平面上。并且， 進一步地，第一凸起和第二凸起可以在襯底100表面二維重復(fù)以形成陣列。在本發(fā)明的一個實施例中，凸起200與襯底100可以由相同的材料形成。例如，凸起200與襯底100的材料均為Si或藍寶石。在本發(fā)明的一個實施例中，凸起200具有多孔結(jié)構(gòu)。并且，每個凸起200的頂面 202和前側(cè)面210中的至少一個為在含有氫的氣氛中退火形成的平面。在本發(fā)明的一個實施例中，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以優(yōu)選為用于形成LED外延片的有源區(qū)的發(fā)光層。故襯底100可以為硅襯底，且襯底100表面的晶面可以為{110}、{111}、 {001}、{211}、{311}、{337}、{5512}晶面族中的一個晶面，凸起的頂面202的晶面可以為{111}、{110}晶面族中的一個晶面，圖2所示為其中的情況之一；襯底100還可以優(yōu)選為藍寶石襯底，且襯底100表面的晶面可以為{1 02}、{1123}, {1010}, {Ι }晶面族中的一個晶面，凸起的頂面202的晶面可以為(0001)晶面，或者，襯底100表面的晶面可以為{10 0丨、丨Il^丨晶面族(即m面和a面)中的一個晶面，凸起的頂面202的晶面可以為 {1102 },{1123},{ 1010 }、丨1121丨晶面族中的一個晶面，圖3所示為其中的情況之一。其中，形成在凸起的頂面202上的半導(dǎo)體化合物材料可以為非極性或半極性的GaN。本發(fā)明進一步提供一種形成上述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。本發(fā)明實施例通過納米壓印將具有特殊形狀的結(jié)構(gòu)圖形轉(zhuǎn)移到掩膜上，再進行保形刻蝕，從而得到所需要的生長晶面， 采用本發(fā)明實施例提供的方法幾乎可以在任意襯底上得到任意需要的晶面。其中納米壓印的方法可以通過采用感光(或熱感應(yīng))材料層或者熱塑性材料層得以實施，以下對這兩種方式分別進行描述。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法的流程圖，該方法包括以下步驟步驟SlOl 提供模具，所述模具具有與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的鋸齒狀結(jié)構(gòu)匹配的圖形。步驟S102 提供襯底，在襯底之上形成感光或熱感應(yīng)材料層。在本發(fā)明實施例中， 該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以優(yōu)選為用于形成LED外延片的有源區(qū)的發(fā)光層。故襯底可以為硅襯底或藍寶石襯底，且硅襯底表面的晶面可以為{110}、{111}、{001}、{211}、{311}、{337}、{5512} 晶面族中的一個晶面，藍寶石襯底表面的晶面可以為{1 02}、{1123}, {1010}, {1121}0aH 面族中的一個晶面，或者為{10 0}、丨11允丨晶面族(即m面和a面)中的一個晶面。步驟S103 將感光或熱感應(yīng)材料層與模具壓合以使感光或熱感應(yīng)材料層填充至模具的圖形之中。步驟S104 進行照射或加熱以對感光或熱感應(yīng)材料層進行定型以在襯底頂部形成具有立體結(jié)構(gòu)圖形的掩膜層。步驟S105 對所述具有立體結(jié)構(gòu)圖形的掩膜層和襯底進行刻蝕以形成所述鋸齒狀結(jié)構(gòu)?？涛g的方法可以是干法刻蝕或濕法刻蝕?？涛g的過程中，通過工藝控制使得掩膜層的立體圖形結(jié)構(gòu)得以保持并轉(zhuǎn)移到襯底表面，最終在襯底表面形成所需的鋸齒狀凸起結(jié)構(gòu)。圖5所示為根據(jù)本發(fā)明實施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的另一種形成方法的流程圖，該方法包括以下步驟步驟S201 提供模具，所述模具具有與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的鋸齒狀結(jié)構(gòu)匹配的圖形。步驟S202 提供襯底，在襯底上形成熱塑性材料層。在本發(fā)明實施例中，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以優(yōu)選為用于形成LED外延片的有源區(qū)的發(fā)光層。故襯底可以為硅襯底或藍寶石襯底，且硅襯底表面的晶面可以為{110}、{111}、{001}、{211}、{311}、{337}、{5512}晶面族中的一個晶面，藍寶石襯底表面的晶面可以為{1 02}、{1123}, {1010}, {11 1}晶面族中的一個晶面，或者為{10 0}、{1^0}晶面族(即m面和a面)中的一個晶面。步驟S203 對熱塑性材料層加熱并達到其玻璃化溫度之上，將模具壓合在熱塑性材料層之上，以使熱塑性材料層填充至模具的圖形中。步驟S204 降溫以使熱塑性材料層固化定型，移去所述模具，以在襯底頂部形成具有立體結(jié)構(gòu)圖形的掩膜層。步驟S205 對所述具有立體結(jié)構(gòu)圖形的掩膜層和襯底進行刻蝕以形成所述鋸齒狀結(jié)構(gòu)?？涛g的方法可以是干法刻蝕或濕法刻蝕?？涛g的過程中，通過工藝控制使得掩膜層的立體圖形結(jié)構(gòu)得以保持并轉(zhuǎn)移到襯底表面，最終在襯底表面形成所需的鋸齒狀凸起結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一些實施例中，通過以上兩種形成方法中的任意一種，可以在襯底表面形成多個鋸齒狀結(jié)構(gòu)并使其呈二維陣列分布。在形成多個鋸齒狀結(jié)構(gòu)之后，還可以包括對凸起進行陽極氧化以形成多孔結(jié)構(gòu)；且在含有氫的氣氛中對多孔結(jié)構(gòu)進行退火以使凸起的頂面和前側(cè)面中的至少一個形成為平面。在本發(fā)明的一些實施例中，通過以上兩種形成方法中的任意一種，形成鋸齒狀結(jié)構(gòu)二維陣列之后，進一步地，還包括在鋸齒狀結(jié)構(gòu)的每個凸起的頂面上覆蓋掩膜材料；以及將鋸齒狀結(jié)構(gòu)的每個凸起的頂面作為生長面，在其上生長化合物半導(dǎo)體材料。另外，如前所述，在本發(fā)明的一個實施例中，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)可以優(yōu)選為用于形成LED外延片的有源區(qū)的發(fā)光層。故當襯底為硅襯底，且該硅襯底表面的晶面為{110}、{111}、{001}、{211}、{311}、 {337}、{5512}晶面族中的一個晶面時，凸起的頂面的可以優(yōu)選為{111}、{110}晶面族中的一個晶面；當襯底為藍寶石襯底，且該襯底表面的晶面為{1 02}、{1123}, {1010}, {1121} 晶面族中的一個晶面時，凸起的頂面的的晶面可以為(0001)晶面，或者，該襯底表面的晶面為丨10丨0丨、丨Il^丨晶面族(即m面和a面)中的一個晶面時，凸起的頂面的晶面可以為 {1102},{1123}, {1010}, {1 }晶面族中的一個晶面。其中，可以通過外延在凸起的頂面上生長出高質(zhì)量的晶體薄膜，例如外延生長非極性或半極性的GaN薄膜。本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，通過納米壓印將特殊形狀的結(jié)構(gòu)圖形轉(zhuǎn)移到襯底的掩膜上，然后再進行保形刻蝕以在襯底上引入與原襯底晶面成一定角度的多個小生長表面，并且通過掩膜方式在需要的小生長表面形成化合物半導(dǎo)體晶面，該化合物半導(dǎo)體晶面即為與原襯底晶面一致的非極性面或半極性面。在該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上制備非極性或半極性的 LED器件，可以極大地提高LED有源區(qū)發(fā)光層的量子效率，從而極大地提高發(fā)光效率。并且利用本發(fā)明實施例提供的方法幾乎可以在任意襯底上得到任意需要的晶面。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括襯底；和多個凸起，所述多個凸起形成在所述襯底的頂面上，所述多個凸起沿所述襯底的縱向排列，所述每個凸起具有頂面、位于所述襯底的頂面上的底面、彼此平行的第一端面和第二端面、和彼此平行的前側(cè)面和后側(cè)面，每個所述凸起的第一端面和后側(cè)面為三角形，每個所述凸起的第二端面和前側(cè)面為梯形，每個所述凸起的頂面和底面為四邊形，每個所述凸起的第二端面與后側(cè)面的交線以及該凸起的第一端面與前側(cè)面的交線均短于該凸起的第二端面與前側(cè)面的交線，所述多個凸起的頂面彼此平行，所述多個凸起的前側(cè)面彼此平行，相鄰兩個凸起中一個凸起的后側(cè)面與另一個凸起的前側(cè)面在同一平面上以便所述多個凸起在所述襯底的頂面上構(gòu)成鋸齒狀結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個凸起包括第一凸起和第二凸起，所述第一凸起沿所述襯底的縱向排列成第一排，所述第二凸起沿所述襯底的縱向排列成第二排且與所述第一凸起在所述襯底的橫向上一一對應(yīng)，每個所述第二凸起的第一端面與對應(yīng)的一個第一凸起的第二端面在同一平面上。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起與所述襯底由相同的材料形成。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起具有多孔結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個所述凸起的頂面和前側(cè)面中的至少一個為在含有氫的氣氛中退火形成的平面。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起通過納米壓印工藝形成。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯底為硅襯底，且所述襯底表面的晶面為{110}、{111}、{001}、{211}、{311}、{337}、{5512}晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為{111}、{110}晶面族中的一個晶面。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯底為藍寶石襯底，且所述襯底表面的晶面為{1 02}、{1123}, {1010}, {11 1}晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為(0001)晶面，或者所述襯底表面的晶面為丨10丨0丨、丨11允丨晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為{1 02}、{1123}, {1010}, {1 }晶面族中的一個晶面。
9.一種如權(quán)利要求1-8中任一項所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括以下步驟提供模具，所述模具具有與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的鋸齒狀結(jié)構(gòu)匹配的圖形；提供襯底，在所述襯底上形成感光或熱感應(yīng)材料層；將所述感光或熱感應(yīng)材料層與所述模具壓合以使所述感光或熱感應(yīng)材料層填充至所述模具的圖形中；進行照射或加熱以對所述感光或熱感應(yīng)材料層進行定型以在所述襯底頂部形成具有圖形的掩膜層；對所述具有圖形的掩膜層和所述襯底進行刻蝕以在所述襯底上形成所述鋸齒狀結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成所述鋸齒狀結(jié)構(gòu)之后，還包括對所述凸起進行陽極氧化以形成多孔結(jié)構(gòu)；且在含有氫的氣氛中對所述多孔結(jié)構(gòu)進行退火以使所述凸起的頂面和前側(cè)面中的至少一個形成為平面。
11.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述襯底為硅襯底，且所述襯底表面的晶面為{110}、{111}、{001}、{211}、{311}、{337}、{5512}晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為{111}、{110}晶面族中的一個晶面。
12.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述襯底為藍寶石襯底，且所述襯底表面的晶面為{1 02}、{1123}, {1010}, {11 1}晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為(0001)晶面，或者所述襯底表面的晶面為丨10丨0丨、丨11如丨晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為{1 02}、{1123}, {1010}, {1 }晶面族中的一個晶面。
13.—種如權(quán)利要求1-8中任一項所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括以下步驟提供模具，所述模具具有與所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的鋸齒狀結(jié)構(gòu)匹配的圖形；提供襯底，在所述襯底上形成熱塑性材料層；對所述熱塑性材料層加熱并達到其玻璃化溫度之上，將所述模具壓合在所述熱塑性材料層之上，以使所述熱塑性材料層填充至所述模具的圖形中；降溫以使所述熱塑性材料層固化定型，移去所述模具，以在所述襯底頂部形成具有圖形的掩膜層；對所述具有圖形的掩膜層和所述襯底進行刻蝕以在所述襯底上形成所述鋸齒狀結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，在形成所述鋸齒狀結(jié)構(gòu)之后，還包括對所述凸起進行陽極氧化以形成多孔結(jié)構(gòu)；且在含有氫的氣氛中對所述多孔結(jié)構(gòu)進行退火以使所述凸起的頂面和前側(cè)面中的至少一個形成為平面。
15.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述襯底為硅襯底，且所述襯底表面的晶面為{110}、{111}、{001}、{211}、{311}、{337}、{5512}晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為{111}、{110}晶面族中的一個晶面。
16.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述襯底為藍寶石襯底，且所述襯底表面的晶面為{1 02}、{1123}, {1010}, {11 1}晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為(0001)晶面，或者所述襯底表面的晶面為丨10丨0丨、丨11如丨晶面族中的一個晶面，所述凸起的頂面的晶面為{1 02}、{1123}, {1010}, {1 }晶面族中的一個晶面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括襯底；和形成在襯底的頂面上的多個凸起，每個凸起具有頂面、位于襯底的頂面上的底面、彼此平行的第一端面和第二端面、和彼此平行的前側(cè)面和后側(cè)面，每個凸起的第一端面和后側(cè)面為三角形、第二端面和前側(cè)面為梯形、頂面和底面為四邊形，每個凸起的第二端面與后側(cè)面的交線以及該凸起的第一端面與前側(cè)面的交線均短于該凸起的第二端面與前側(cè)面的交線，多個凸起的頂面彼此平行，前側(cè)面彼此平行，相鄰兩個凸起中一個凸起的后側(cè)面與另一個凸起的前側(cè)面在同一平面上以便多個凸起在襯底的頂面上構(gòu)成鋸齒狀結(jié)構(gòu)。在該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上制備非極性或半極性的LED器件，極大地提高發(fā)光效率。
文檔編號H01L33/16GK102437264SQ20111039113
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者李園, 郭磊 申請人:李園, 郭磊