一種非結晶與多晶結構的氮化鎵系化合物半導體的成長方法技術

一種非結晶與多晶結構的氮化鎵系化合物半導體的成長方法，包含下列步驟：汽相成長第一非結晶和／或多晶化合物半導體層，具有結構成分Ｉｎ↓［ｘ］Ａｌ↓［ｙ］Ｇａ↓［（１－ｘ－ｙ）］Ｎ，厚度為１．００＊－１０．００μｍ，成長溫度為第一溫度１８０－１１００℃；在第一非結晶和／或多晶半導體層上，汽相成長第一額外非結晶和／或多晶化合物半導體層，具有與第一非結晶和／或多晶半導體層相同結構成分。具有低成本及高優良率的優點。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
?一種非結晶與多晶結構的氮化鎵系化合物半導體的成長方法本專利技術涉及半導體，特指一種非結晶與多晶結構的氮化鎵系化合物半導體的成長方法。眾所周知，化合物半導體元件在通訊及顯示器方面有廣泛的用途，近年來由于對藍光光源的需求，氮化鎵系III-V族化合物半導體(GaN?based?III-V?compound?semiconductordevice)由于系直接能源，且具有2.0-6.4eV的能源范圍，因此更是成為研發的重點。氮化鎵系III-V族化合物半導體一般主要組成成份為氮化銦鎵、氮化鋁鎵及氮化鋁銦鎵。由日本Nichia公司所提出的，美國專利No.5,563,422專利揭示一種氮化鎵系III-V族化合物半導體制造方法，其明確使用單晶氮化鎵系III-V族化合物半導體制作發光二極體，然而使用單晶氮化鎵系化合物半導體制作元件存在成本高及優良率低的問題。本專利技術的目的在于提供一種氮化鎵系III-V族化合物半導體制作，以改善優良率。為達此目的，本專利技術揭示一種氮化鎵系化合物半導體的非結晶和/或多晶結構成長方法，具有低成本及高優良率的優點。為達此目的，本專利技術揭示的非結晶與多晶結構的氮化鎵系化合物半導體的成長方法，包含下列步驟：(一)汽相成長第一非結晶和/或多晶結構化合物半導體層，具有結構成分InAIGaN，厚度為0.0001-10.00μm，成長溫度為第一溫度180-1100℃；(二)在第一非結晶和/或多晶半導體層上，汽相成長第一額外非結晶和/或多晶化合物半導體層，具有與第一非結晶和/或多晶半導體層相同結構成分，但是化學計量數(stoichiometry)可以不同；厚度為1.00-10.00μm，成長溫度為第二溫度180-1200℃。再者，本專利技術的氮化鎵系化合物半導體非結晶和/或多晶結構成長方法，可再包含下列步驟：在第一額外非結晶和/或多晶化合物半導體層上，汽相成長一第二非結晶和/或多晶化合物半導體層，具有與第一或第一額外Twenty-two?points，plus?triPle-word-score，Plusfifty?points?for?using?all?my?letters。Game’s?over.I’m?outta?here。非結晶和/或多晶化合物半導體層相同結構成分，成長溫度為第三溫度，其較第二溫度低5-100℃；在第二非結晶和/或多晶化合物半導體層上，汽相成長一第二額外非結晶和/或多晶化合物半導體層，具有與第一或第一額外非結晶和/或多晶化合物半導體層相同結構成分，成長溫度較第三溫度高5-100℃。-->下面結合較佳實施例和附圖對本專利技術進一步說明。圖1為本專利技術的實施例1的方法制造的無件構造示意圖；圖2為本專利技術的實施例2的方法制造的無件構造示意圖。實施例1參閱圖1，本專利技術的非結晶與多晶結構的氮化鎵系化合物半導體的成長方法制作的一元件結構為在一基材10上(基材可以使用藍寶石、氮化鎵、矽，碳化矽或是砷化鎵)，可用汽相成長第一非結晶和/或多晶化合物半導體層100，具有結構成分InxAlyGa(1-x-y)N，其中0.0000≤x，y≤1.000，(x+y)≤1.0000，厚度為1.00-10.00μm，成長溫度為第一溫度180-1100℃；及在第一非結晶和/或多晶半導體層100上，汽相成長一第一額外非結晶和/或多晶化合物半導體層102，具有與第一非結晶和/或多晶半導體層100相同結構成分，但是化學計量數(stoichiometry)可以不同，厚度為0.0005-100.00μm，成長溫度為第二溫度180-1200℃。在第一非結晶和/或多晶化合物半導體層100及第一額外非結晶和/或多晶化合物半導體層102上可分別加入P型和N型雜質，雜質濃度為1014-22EA/cm3，以形成二極體結構，可制成整流器、發光二極體或是檢光器元件。或是可以加入I型雜質，雜質濃度為1014-22EA/cm3，以形成電阻功能半導體層。其中p型雜質可為鋅、鎂、鈹、鍶和/或鎘。N型雜質可為矽、鍺、錫、硫、蹄和/或硒。且在加入雜質后，可進行溫度601.0-1200℃，1-50分鐘的加熱、退火或是電子束射擊步驟(electron-beam?shooting)。另外汽相成長氣體包含氨氣(ammonia)或聯氨氣(hydrazine)或氨氣與聯氨結合的三甲氨鋁(trimethylaluminum)，并加入三甲基鎵(trimethyl?gallium)和/或三乙基鎵(triethyl?gallium)。或是汽相成長氣體包含混合后使用的二乙基鋅(diethyl-zinc)，三甲基鋅(trimethyl-zinc)，三甲基銦(trimethyl-indium)，環戊二烯基鎂(cyclopentadienyl-magnesium)。實施例2參閱圖2，本專利技術的非結晶與多晶結構的氮化鎵系化合物半導體的成長方法制作的另一元件結構為在一基材10上(基材可以使用藍寶石，氮化鎵，矽，碳化矽或是砷化鎵)，可用汽相成長一第一非結晶和/或多晶化合物半導體層100，具有結構成分InxA1yGa(1-x-y)N，其中0.0000≤x，y≤1.000，(x+y)≤1.0000，厚度為1.00-10.00μm，成長溫度為第一溫度180-1100℃；及在第一非結晶和/或多晶半導體層100上汽相成長一第一額外非結晶及或多晶化合物半導體層102，具有與第一非結晶和/或多晶半導體層100相同結構成分，但是化學計量數(stoichiometry)可以不同；厚度為1.00-10.00μm，成長溫度為第二溫度-->180-1200℃。在第一額外非結晶和/或多晶化合物半導體層102上，汽相成長一第二非結晶和/或多晶化合物半導體層200，具有與第一非結晶和/或多晶化合物半導體層100相同結構成分，成長溫度為第三溫度，其較第二溫度低5-100℃；在第二非結晶和/或多晶化合物半導體層200上，汽相成長一第二額外非結晶和/或多晶化合物半導體層202，具有與第一非結晶和/或多晶化合物半導體層100相同結構成分，成長溫度較第三溫度高5-100℃。在第一及第二非結晶和/或多晶化合物半導體層100，200上，第一及第二額外非結晶和/或多晶化合物半導體層102，202上，可分別加入I型、P型和/或N型雜質，雜質濃度為1014-22EA/cm3，以形成pin或其他結構。其中p型雜質可為鋅、鎂、鈹、鍶和/或鎘。N型雜質可為矽、鍺、錫、硫、碲和/或硒。且在加入雜質后，可進行溫度601-1200℃，1-50分鐘的加熱、退火或是電子束射擊步驟。該第一及第二作結晶和/或多晶化合物半導體層，第一及第二額外作結晶和/或多晶化合物半導體層可用于同質接面結構、異質接面結構、雙異質接面結構、量子井、多重量子井或超晶格結構，且能帶源可以設計不同。再者，除上述汽相成長步驟，可于制程再加上覆膠(epoxy?attaching)、沉積(deDosition)、電鍍(electric?platting)及分子束磊晶(MBE)步驟，以便制程更具彈性。參見下表，為說明本專利技術兩層結構的各種可能組合表編號第一層第二層接面形式可形成元件1?N?N同難/異質二極體2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種非結晶與多晶結構的氮化鎵系化合物半導體的成長方法，其特征在于包含下列步驟：（一）汽相成長第一非結晶和／或多晶化合物半導體層，具有結構成分Ｉｎ↓［ｘ］Ａｌ↓［ｙ］Ｇａ↓［（１－ｘ－ｙ）］Ｎ，其中０．００００≤ｘ，ｙ≤１．０００，（ｘ＋ ｙ）≤１．００００，厚度為１．００＊－１０．００μｍ，成長溫度為第一溫度１８０－１１００℃；（二）在第一非結晶和／或多晶半導體層上，汽相成長第一額外非結晶和／或多晶化合物半導體層，具有與第一非結晶和／或多晶半導體層相同結構成分，但是化學 計量數包括相同或不同；厚度為１．００＊－１０．００μｍ，成長溫度為第二溫度１８０－１２００℃。

【技術特征摘要】
1.一種非結晶與多晶結構的氮化鎵系化合物半導體的成長方法，其特征在于包含下列步驟：(一)汽相成長第一非結晶和/或多晶化合物半導體層，具有結構成分InxAlyGa(1-x-y)N，其中0.0000≤x，y≤1.000，(x+y)≤1.0000，厚度為1.00-10.00μm，成長溫度為第一溫度180-1100℃；(二)在第一非結晶和/或多晶半導體層上，汽相成長第一額外非結晶和/或多晶化合物半導體層，具有與第一非結晶和/或多晶半導體層相同結構成分，但是化學計量數包括相同或不同；厚度為1.00-10.00μm，成長溫度為第二溫度180-1200℃。2、如權利要求1所述的非結晶與多晶結構的氮化鎵系化合物半導體的成長方法，其特征在于還包含在第一額外非結晶和/或多晶化合物半導體層上，汽相成長第二非結晶和/或多晶化合物半導體層，具有與第一非結晶和/或多晶化合物半導體層相同結構成分，成長溫度為第三溫度，其較第二溫度低5-100℃；在第二非結晶和/或多晶化合物半導體層上，汽相成長第二額外非結晶和/或多晶化合物半導體層，具有與第一非結晶和/或多晶化合物半導體層相同結構成分，成長溫度較第三溫度高5-100℃。3、如權利要求1或2所述的非結晶與多晶結構的氮化鎵系化合物半導體的成長方法，其特征在于：在該第一及第二非結晶和/或多晶化合物半導體層上、第一及第二額外非結晶和/或多晶化合物半導體層上，加入1型、P型和/或N型雜質，雜質濃度為1014-22EA/cm3。4、如權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙汝杰，
申請(專利權)人：趙汝杰，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]