專利名稱：半導(dǎo)體器件和用于制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
提出一種半導(dǎo)體器件以及一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
化合物半導(dǎo)體材料，尤其是所謂的II1-V族化合物半導(dǎo)體，例如對于發(fā)射光的二極管(LED)的制造而言是有重要意義的。尤其基于GaN的LED能夠?qū)崿F(xiàn)直至紫外光譜范圍內(nèi)的光的產(chǎn)生。為了制造這種LED，在襯底上生長例如由含有GaN的化合物半導(dǎo)體材料制成的適當?shù)膶有蛄?。為了進行外延生長，通常使用藍寶石或者碳化硅作為襯底材料，所述藍寶石或者碳化硅所具有的晶格結(jié)構(gòu)匹配于化合物半導(dǎo)體材料的晶格結(jié)構(gòu)。但是，所述襯底材料的缺點例如在于其高的價格。大量使用在半導(dǎo)體技術(shù)中的、更便宜的襯底材料是硅。然而在使尤其是氮化合物半導(dǎo)體材料在硅襯底上生長時，由于所參與的材料的不同的晶格參數(shù)而出現(xiàn)應(yīng)變，所述應(yīng)變導(dǎo)致所生長的層的晶體質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
至少一些實施形式的目的是，提出一種具有在襯底上的半導(dǎo)體層序列的半導(dǎo)體器件。至少一些實施形式的其他目的是，提出一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法。所述目的通過具有獨立權(quán)利要求的特征的方法和對象來實現(xiàn)。所述方法和對象的有利實施形式和改進形式在從屬權(quán) 利要求中說明并且此外從下面的描述和附圖中得出。根據(jù)一個實施形式的半導(dǎo)體器件尤其具有由氮化合物半導(dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體層序列，所述氮化合物半導(dǎo)體材料施加在襯底上。根據(jù)一個實施形式，用于制造半導(dǎo)體器件的方法尤其包括將由氮化合物半導(dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體層序列施加在襯底上。用于器件以及用于制造器件的方法的特征和實施形式的下面的描述同樣涉及半導(dǎo)體器件和用于制造半導(dǎo)體器件的方法?！盎诘衔锇雽?dǎo)體材料”或者“由氮化合物半導(dǎo)體材料制成”在此以及接下來表示，半導(dǎo)體層序列是外延地沉積在襯底上的層序列，所述層序列具有至少一個由II1-V族氮化合物半導(dǎo)體材料，優(yōu)選AlnGaJr^nN制成的層，其中0彡]1彡1,0 ^ m ^ I并且n+m^ I0在此，所述材料不必強制地具有根據(jù)上式的數(shù)學(xué)上精確地組分。相反地，所述材料能夠具有基本上不改變AlnGamIni_m_nN材料的獨特的物理特性的一種或多種摻雜材料以及附加的組成部分。然而為了簡單性，上式僅包含晶體晶格(Al，Ga，In，N)的主要組成部分，即使所述組成部分能夠部分地通過少量的其他材料來取代。根據(jù)另一實施形式，半導(dǎo)體層序列借助于外延生長方法在襯底上生長，尤其優(yōu)選借助于MOVPE (金屬有機化學(xué)氣相外延)方法或者借助于MBE (分子束外延)方法來生長。根據(jù)又一實施形式,襯底具有朝向半導(dǎo)體層序列的娃表面。這尤其表不，半導(dǎo)體層序列在襯底的硅表面上生長。根據(jù)又一實施形式，襯底在硅表面上具有(111)平面，這意味著，襯底的硅表面是硅晶體層的(111)平面。該取向的硅表面相對于其他的取向的特征在于提高的上屈服點。此外，(111)平面由于其六重對稱性而尤其適合于氮化合物半導(dǎo)體材料的沉積。襯底尤其能夠構(gòu)成為娃體積襯底(Silizium-Volumen-Substrat)或者構(gòu)成為SOI襯底(“silicon on insulator substrate” 絕緣體上娃襯底)。根據(jù)又一實施形式，半導(dǎo)體層序列具有提供半導(dǎo)體器件的自身功能性的有源區(qū)域。例如，有源區(qū)域能夠具有由P和η摻雜的層制成的層序列，在所述層之間設(shè)置有設(shè)計成用于產(chǎn)生和/或接收輻射的有源層。在所述實施形式中，半導(dǎo)體器件構(gòu)成為光電子器件。替選地或附加地，半導(dǎo)體器件能夠構(gòu)成為優(yōu)選有源的、電子半導(dǎo)體器件，例如構(gòu)成為晶體管，如構(gòu)成為具有高的電子遷移率的晶體管(“high electron mobilitytransistor”，HEMT,高電子遷移率晶體管)或者構(gòu)成為具有異質(zhì)結(jié)的雙極晶體管(“hetero-junction bipolartransistor”,HBT,異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)。在該情況下,半導(dǎo)體層序列的有源區(qū)域也具有確定半導(dǎo)體器件的功能性的適當?shù)膶?。與其中器件的功能區(qū)域典型地至少部分地集成到硅襯底中的其他基于硅的已知的半導(dǎo)體器件相比，在此所描述的半導(dǎo)體器件中，有源區(qū)域進而確定功能性的區(qū)域位于襯底之外。根據(jù)又一實施形式，半導(dǎo)體層序列在襯底和有源區(qū)域之間具有由氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料制成的至少一個中間層。特別地，在制造半導(dǎo)體器件時首先將由氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料制成的中間層，并且接下來將半導(dǎo)體層序列的有源區(qū)域施加到具有娃表面的襯底上。`根據(jù)又一實施形式，氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料除了將Al和N作為基質(zhì)晶體之外還具有Ga和/或In。特別地，AlN化合物半導(dǎo)體材料AlGaN能夠相對于III族元素總是具有小于或者等于50%的、優(yōu)選小于或者等于20%的Ga份額，并且尤其優(yōu)選具有小于或者等于10%的Ga份額。根據(jù)又一實施形式，氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料是無Ga和無In的并且除摻雜物之外僅僅具有Al和N作為基質(zhì)晶體。然而“無Ga”和“無In”也理解為具有例如能夠取決于工藝的雜質(zhì)形式的Ga和/或In和/或其他元素的AlN化合物半導(dǎo)體材料。已經(jīng)表明的是，通過將氧添加給有源區(qū)域和襯底之間的、基于AlN化合物半導(dǎo)體材料的中間層，能夠?qū)崿F(xiàn)有源區(qū)域的生長在其上的層的高晶體質(zhì)量，該層以大致3 μ m或更高的相對高的厚度生長。特別地，能夠由此以高的晶體質(zhì)量和均質(zhì)性進行有源區(qū)域的生長。特別地，在橫向方向上，即垂直于沉積方向，能夠達到所述質(zhì)量和均質(zhì)性。提高的晶體質(zhì)量和均質(zhì)性例如能夠根據(jù)結(jié)晶學(xué)上的倫琴反射的降低的半值寬度來確定，例如通過(002)、
(102)、(201)反射的所測量的搖擺曲線(RockingKurve)來確定。與其中在硅襯底上生長氮化合物半導(dǎo)體材料的已知的半導(dǎo)體器件相比，發(fā)明人能夠在當前情況下為所描述的實施形式和實施例確定晶體質(zhì)量和均質(zhì)性的這種改進。根據(jù)又一實施形式，中間層具有大于或等于0. 1%的氧含量。尤其優(yōu)選的是，氧含量能夠大于或者等于1%。此外，中間層的氧含量能夠小于或者等于5%并且優(yōu)選小于或者等于3%。在此和在下文中，以百分比測量的中間層的氧含量表示相對于中間層的基質(zhì)晶體的原子的、即例如Al原子和N原子的數(shù)量的中間層中氧原子的原子百分比的份額。已經(jīng)表明的是，中間層的晶格常數(shù)能夠通過所添加的氧來有利地改變，使得半導(dǎo)體層序列的有源區(qū)域的在中間層上生長的層能夠以改進的晶體質(zhì)量和均質(zhì)性來沉積。根據(jù)又一實施形式，為了制造中間層，在生長方法期間能夠提供含氧的化合物，為了生長半導(dǎo)體層序列和尤其中間層，除其他初始材料之外，將所述化合物輸送給生長室。例如能夠?qū)⑦m當選擇的份額的氧氣輸送給例如是氮氣的、所提供的載體氣體。尤其優(yōu)選的是，為了制造中間層，提供含氧的金屬有機化合物并且輸送給生長室。在此，能夠尤其有利地提供二乙氧基乙基鋁(DEAlO)作為含氧的金屬有機化合物。發(fā)明人已經(jīng)證實，這種金屬有機化合物與其他含氧的初始材料相比，能夠?qū)崿F(xiàn)尤其簡單地且高質(zhì)量地制造中間層進而制造施加在其上的其他的半導(dǎo)體層序列。根據(jù)又一實施形式，中間層具有大于或等于5nm的厚度。根據(jù)中間層在半導(dǎo)體層序列中的摻雜度和設(shè)置，中間層也能夠具有大于或等于10nm、大于或等于15nm還或者大于或等于20nm的厚度。此外，中間層能夠具有小于或等于300nm的厚度，根據(jù)設(shè)置和摻雜度也能夠具有小于或等于200nm的 、小于或等于IOOnm的、小于或等于50nm的、小于或等于30nm的或甚至小于或等于20nm的厚度。特別地，中間層能夠作為中間區(qū)域的一部分施加在具有硅表面的襯底上。作為半導(dǎo)體層序列的一部分施加在有源區(qū)域和襯底之間的中間區(qū)域例如能夠具有成核層或者成晶層；此外具有例如構(gòu)成為層序列的過渡層，在所述層序列中逐步地或者連續(xù)地逐層提高Ga含量；并且還具有例如具有帶有AlN和/或AlGaN中間層的應(yīng)變層，上述層交替地用GaN附晶生長。根據(jù)又一實施形式，中間層構(gòu)成為成核層。在此，中間層尤其能夠作為中間區(qū)域的第一層、尤其作為第一成核層直接地施加在襯底上，即施加在襯底的娃表面上。附加地，在半導(dǎo)體層序列中還能夠包含例如也從氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料中生長的其他成核層。成核層的厚度能夠具有上述厚度中的一個，并且還優(yōu)選大于或者等于50nm并且小于或者等于300nm，尤其例如為大約200nm。根據(jù)又一實施形式，中間層構(gòu)成為在有源區(qū)域和襯底之間的、尤其在有源層與成核層之間的過渡層或者構(gòu)成為過渡層的一部分。這尤其能夠表示，過渡層具有帶有AlN和/或AlGaN層的層序列，在所述AlN和/或AlGaN層中沿從襯底到有源區(qū)域的方向、即沿生長方向提高Ga份額。在此，中間層能夠構(gòu)成為層序列或者也構(gòu)成為過渡層的層序列中的一個或多個層。根據(jù)又一實施形式，至少一個中間層設(shè)置在過渡層和有源層之間。這尤其能夠表示，中間層直接地鄰接于有源區(qū)域，即鄰接于半導(dǎo)體層序列的確定半導(dǎo)體器件的本身的功能性的層。在該情況下，中間層能夠具有上述厚度中的一個，并且此外尤其具有優(yōu)選小于或等于50nm、例如20nm的厚度。


從下面結(jié)合附圖1至4C描述的實施形式中得出其他的優(yōu)點和有利的實施形式和改進形式。其示出圖1示出根據(jù)一個實施例的半導(dǎo)體器件的示意圖，圖2和3示出根據(jù)另一實施例的半導(dǎo)體器件的示意圖，以及圖4A至4C示出根據(jù)又一實施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的示意圖。
具體實施例方式在實施例和附圖中，相同的或者起相同作用的組成部分總是能夠設(shè)有相同的附圖標記。所示出的元件和其相互的大小關(guān)系原則上不能夠視為是按照比例的，相反地，為了更好的可示出性和/或為了更好地理解，各個元件，例如層、組件、器件和區(qū)域能夠以過厚的或者夸大的尺寸示出。在下面的實施例中，單純示例地示出構(gòu)成為發(fā)光二極管芯片的半導(dǎo)體器件。這尤其表示，所示出的半導(dǎo)體器件分別具有有源區(qū)域，所述有源區(qū)域適合于，在工作時放射光。對此替選地或者附加地，所示出的半導(dǎo)體器件的有源區(qū)域也能夠具有接收輻射的層。此外替選地或者附加地，根據(jù)該實施例的半導(dǎo)體器件也能夠構(gòu)成為具有相應(yīng)地構(gòu)成的有源區(qū)域的電子半導(dǎo)體器件，即例如構(gòu)成為晶體管，例如HEMT (高電子遷移率晶體管)或HBT (異質(zhì)結(jié)雙極晶體管)。圖1中示出用于半導(dǎo)體器件100的一個實施例，所述半導(dǎo)體器件在襯底I上具有半導(dǎo)體層序列2。半導(dǎo)體層序列優(yōu)選外延地、例如借助于MOVPE方法或者MBE方法沉積在襯底I上。襯底具有朝向半導(dǎo)體層序列2的娃表面,半導(dǎo)體層序列2施加在所述娃表面上。尤其體硅襯底適合作為襯 底I。但是替選于此，也能夠應(yīng)用SOI襯底。尤其優(yōu)選地，襯底I具有帶有(111)取向的表面，作為硅表面。如在概論部分中描述，硅的這種(111)平面由于六邊形對稱性而尤其適合于外延地生長氮化合物半導(dǎo)體材料。與如藍寶石、碳化硅或氮化鎵的氮化合物半導(dǎo)體材料的通常的生長襯底相比，具有硅表面的襯底能夠是大面積的并且能夠低成本地制造和提供。半導(dǎo)體層序列2基于氮化合物半導(dǎo)體材料，尤其基于AlnGaJn1InN,其中O彡η彡1，0彡m彡I并且n+m彡I。半導(dǎo)體層序列2具有有源區(qū)域21，所述有源區(qū)域生長在襯底I上的中間區(qū)域22上。半導(dǎo)體層序列的有源區(qū)域21具有適合于在半導(dǎo)體器件100工作時放射光的有源層24。為此，有源層24設(shè)置在第一半導(dǎo)體層23和第二半導(dǎo)體層24之間，所述半導(dǎo)體層是P或η摻雜的。在此，有源區(qū)域21的層結(jié)構(gòu)單純示例地被示出并且能夠具有其他的功能層。在半導(dǎo)體器件工作時，載流子能夠經(jīng)由電接觸部4和5從不同的側(cè)注入到有源層24中，所述載流子能夠在那里在放射光的情況下復(fù)合。有源區(qū)域21優(yōu)選具有大于或者等于2 μ m的并且小于或等于8 μ m的厚度，尤其優(yōu)選大于或等于3 μ m并且小于或等于5 μ m的厚度。在所示出的實施例中，有源區(qū)域尤其能夠具有大約4 μ m的厚度或者更小的厚度，并且尤其優(yōu)選大于或等于1. 5 μ m且小于或等于
2.5 μ m的厚度。但是根據(jù)這種類型的半導(dǎo)體器件100和半導(dǎo)體層序列2的有源區(qū)域21的實施方式，更大或更小的厚度也能夠是適宜的。
在與要沉積的材料相比具有更小的熱膨脹系數(shù)的襯底中，如這在下述對具有硅表面的襯底I和由氮化合物半導(dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體層序列2的情況下是這種情況，優(yōu)選地進行氮化合物半導(dǎo)體材料的優(yōu)選外延的沉積，使得半導(dǎo)體層序列2在沉積溫度下相對于襯底I壓縮應(yīng)變，這也稱作壓力應(yīng)變。也就是說，化合物半導(dǎo)體材料采用與化合物半導(dǎo)體材料的固有晶格常數(shù)相比在橫向平面中更小的晶格常數(shù)。這樣，在生長之后冷卻半導(dǎo)體層序列2時，降低半導(dǎo)體層序列2和襯底I之間的熱膨脹系數(shù)差導(dǎo)致在半導(dǎo)體層序列2中的缺陷(例如撕裂)的危險。為了以壓縮應(yīng)變的方式生長半導(dǎo)體層序列2和尤其有源區(qū)域21，半導(dǎo)體層序列2在有源區(qū)域21和襯底I之間具有鄰接于襯底I的中間區(qū)域22。在中間區(qū)域22的背離襯底I的一側(cè)上構(gòu)成有有源區(qū)域21。中間區(qū)域22的半導(dǎo)體層當前主要用于提高對于半導(dǎo)體器件100的工作起決定性作用的有源區(qū)域21的純示例示出的半導(dǎo)體層23、24、25的質(zhì)量。中間區(qū)域22具有依次沉積在襯底I上的成核層或者成晶層26、過渡層27和應(yīng)變層28。鄰接于襯底I的成核層26基于AlN化合物半導(dǎo)體材料并且在所示出的實施例中尤其由AlN構(gòu)成。成核層26用于襯底I的引晶并且具有50nm和300nm之間的厚度，例如200nm的厚度。在用于半導(dǎo)體器件100的圖1中所示出的實施例中，成核層26構(gòu)成為由氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料制成的至少一個中間層3。為此，成核層以大于或者等于O. 1%且小于或等于5%的、優(yōu)選大于或等于1%的含氧量進行摻雜。已經(jīng)表明的是，例如4μ m厚的、在所示出的實施例中由基于GaN的氮化合物半導(dǎo)體材料所制成的有源區(qū)域21能夠以改進的晶體質(zhì)量和均質(zhì)性來生長。為了中間層3的生長，除了其他的初始材料之外，提供尤其是二乙氧基乙基鋁(DEAlO)的含氧的金屬有 機化合物作為含氧化合物。發(fā)明人已經(jīng)證實，通過將DEAlO作為初始材料并且為了提供，氧中間層3能夠構(gòu)成為，使得能夠以改進的晶體質(zhì)量制造有源區(qū)域21。將基于AlGaN的過渡層27施加在構(gòu)成為由氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料制成的至少一個中間層3的成核層26上，所述過渡層在所示出的實施例中具有大約150nm的總厚度。在此，過渡層27構(gòu)成為具有多個層的層序列，在所述多個層中逐步地或者連續(xù)地沿生長方向提聞嫁含量。在過渡層27上的應(yīng)變層28用于在半導(dǎo)體層序列2的沉積溫度下構(gòu)成壓縮應(yīng)變。在半導(dǎo)體層序列2生長之后進行冷卻時，所述壓縮應(yīng)變能夠完全地或者至少部分地補償由于襯底I和半導(dǎo)體層序列2之間的熱膨脹系數(shù)的區(qū)別所引起的拉伸應(yīng)變。為此，應(yīng)變層28具有一個或多個GaN層，所述GaN層嵌入到一個或多個AlGaN層中，例如嵌入到兩個至三個AlGaN層中。為此，AlGaN層例如以大約20nm的厚度生長并且用GaN層附晶生長，使得獲得AlGaN層和GaN層的交替的順序。應(yīng)變層28的厚度優(yōu)選位于大于或等于2 μ m且小于或等于3μηι的范圍內(nèi)，例如為2. 5μηι。中間層22盡可能與隨后的有源區(qū)域21無關(guān)，并且因此也能夠應(yīng)用于其他的光電子器件或者電子器件。
圖2中示出用于半導(dǎo)體器件200的其他的實施例。與根據(jù)圖1中的實施例的半導(dǎo)體器件100相比，半導(dǎo)體器件200具有構(gòu)成為層序列的過渡層27，所述層序列具有由氧摻雜的、例如是AlN或AlGaN的AlN化合物半導(dǎo)體材料制成的至少一個中間層3。在此，中間層3如在所示出的實施例中示出的那樣設(shè)置在過渡層27之內(nèi)或者也替選于此例如作為過渡層27的第一層直接地設(shè)置在成核層26上。此外，過渡層27的所有層例如也能夠基于氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料并且例如具有氧摻雜的AlGaN。在圖3中示出用于半導(dǎo)體器件300的另一實施例，其中與兩個之前的實施例相比，將由氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料制成的中間層3設(shè)置在有源區(qū)域21和過渡層27之間，尤其直接地鄰接于有源區(qū)域21設(shè)置。在此，中間層3在所示出的實施例中具有僅20nm的厚度。已經(jīng)表明的是，通過這種中間層3能夠顯著地改進有源區(qū)域21的晶體質(zhì)量，其中所述中間層作為中間區(qū)域22的最后的層施加。替選于分別具有一個中間層3的圖1至3示出的實施例，所示出的半導(dǎo)體器件100,200,300也能夠分別具有由氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料制成的多個中間層。特別地，也能夠考慮具有所示出的實施例的組合的半導(dǎo)體器件。圖4A至4C中示出用于制造半導(dǎo)體器件400的方法的實施例。為此，在根據(jù)圖4A的第一方法步驟中，將基于氮化合物半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體層序列2施加在具有硅表面的襯底I上。在此，在所示出的實施例中借助于外延生長通過MOVPE方法或MBE方法進行施加。在所述示出的實施例中，如根據(jù)圖1的實施例構(gòu)成具有中間區(qū)域22和有源區(qū)域21的半導(dǎo)體層序列。替選于此，半導(dǎo)體層序列2也能夠具有根據(jù)概述部分中的實施形式的和/或根據(jù)其他實施例的特征。為了制造薄膜半導(dǎo)體芯片，在施加半導(dǎo)體層序列2之后，根據(jù)后續(xù)的方法步驟繼續(xù)加工所述半導(dǎo)體層序列。為此，如在圖4B中示出，在有源區(qū)域21上借助于例如焊料或者導(dǎo)電的粘合層的連接層7固定載體襯底8。在此，載體襯底8不必具有生長襯底的聞的晶體特性并且例如也能夠關(guān)于其他適合的性質(zhì)來選擇，例如關(guān)于高的導(dǎo)熱性來選擇。例如是硅、鍺或者砷化鎵的半導(dǎo)體材料，也或者例如是氮化鋁或氮化硼的陶瓷材料適合于載體襯底8。在借助于連接層7施加載體襯底8之前，在有源區(qū)域21上施加鏡層6。在此，鏡層6用于在稍后完成的半導(dǎo)體器件工作時反射在有源層24中產(chǎn)生的輻射。鏡層7尤其優(yōu)選地具有對于在有源層24中產(chǎn)生的輻射而言高反射率的金屬或者相應(yīng)的金屬合金。在可見的光譜范圍內(nèi)，尤其適合的是鋁、銀、銠、鈀、鎳和/或鉻還或者是它們的合金和/或?qū)有蛄?。載體襯底8有利地用于使半導(dǎo)體層序列2機械穩(wěn)定。為此，不再需要具有硅表面的襯底1，并且如在圖4C中示出，所述襯底能夠被移除還或者打薄。這例如能夠以濕法化學(xué)的方式、干法化學(xué)的方式或者通過如磨削、拋光或者研磨的機械方法來進行。替選地或附加地，襯底I的移除或者打薄也能夠通過優(yōu)選相干輻射進行輻照來實現(xiàn)。其中生長襯底被移除或者打薄的半導(dǎo)體器件也稱作薄膜半導(dǎo)體器件。例如，發(fā)光二極管芯片也能夠構(gòu)成為薄膜半導(dǎo)體器件并且其出色之處尤其在于下述特征中的至少一個-在產(chǎn)生福射的外延 層序列的朝向載體襯底的第一主面上構(gòu)成或施加用于反射的層，所述用于反射的層將在外延層序列中產(chǎn)生的電磁輻射的至少一部分反射回所述外延層序列中；-外延層序列具有20μ m或更小的范圍內(nèi)的、尤其10 μ m或更小的范圍內(nèi)的厚度；和-外延層序列包含具有至少一個面的至少一個半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層具有混勻結(jié)構(gòu)，所述混勻結(jié)構(gòu)在理想的情況下引起光在外延的外延層序列中近似遍歷的分布，即所述混勻結(jié)構(gòu)具有盡可能遍歷的隨機的散射特性。薄層發(fā)光二極管芯片的原理例如在1. Schnitzer等，AppliedPhysicsLetter63(16)，1993年10月18日，第2174-2176頁中描述，其公開內(nèi)容在此通過參引并入本文。在移除或打薄襯底I之后，半導(dǎo)體層序列2的背離載體襯底8的表面例如還能夠設(shè)有結(jié)構(gòu)化部，例如粗化部(未示出)。因此能夠提高在有源層24中產(chǎn)生的輻射的耦合輸出效率。在此，粗化部或者結(jié)構(gòu)化部能夠延伸到中間區(qū)域22中，使得至少部分地移除所述中間區(qū)域。例如，成核層26和過渡層27能夠部分地或者甚至完全地被移除，使得能夠在應(yīng)變層28中構(gòu)成結(jié)構(gòu)化部。此外，為了將載流子注入到有源層24中，還能夠例如借助于蒸鍍或者濺鍍來施加接觸部(未示出)。具有有源區(qū)域21的載體襯底8還能夠被分割成單獨的半導(dǎo)體器件400。此外還可能的是，在施加載體襯底8之前，將接觸結(jié)構(gòu)部引入到半導(dǎo)體層序列2中，尤其引入到有源區(qū)域21中，所述接觸結(jié)構(gòu)部在稍后完成的半導(dǎo)體器件400中在兩側(cè)實現(xiàn)有源層的接觸，其中電接 觸部僅必須設(shè)置在有源區(qū)域21的一側(cè)上。

其中在襯底I的硅表面上生長半導(dǎo)體層序列2的在此描述的半導(dǎo)體器件的特征在于有源區(qū)域21的改進的晶體質(zhì)量，所述有源區(qū)域尤其能夠例如通過作為所謂的搖擺曲線(Rocking Kurve)測量的結(jié)晶學(xué)上的倫琴反射的降低的半值寬度來證實，所述倫琴反射例如是(002)、(102)、(201)反射。本發(fā)明不由于根據(jù)實施例進行的描述而受到限制。相反地，本發(fā)明包括任意新的特征以及特征的任意的組合，這尤其是包含在權(quán)利要求中的特征的任意的組合，即使所述特征或所述組合本身沒有明確地在權(quán)利要求或?qū)嵤├忻枋觥?br> 權(quán)利要求
1.具有在襯底(I)上的、由氮化合物半導(dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體層序列(2)的半導(dǎo)體器件，其中所述襯底(I)具有朝向所述半導(dǎo)體層序列(2)的硅表面，并且所述半導(dǎo)體層序列(2)具有有源區(qū)域(21)并且在所述襯底(I)和所述有源區(qū)域(21)之間具有由氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料制成的至少一個中間層(3 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述中間層(3)的氧含量大于或者等于O.1%并且小于或者等于5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述中間層(3)具有大于或者等于5nm且小于或者等于300nm的厚度。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中至少一個所述中間層(3)是成核層(26)，所述成核層直接地施加在所述襯底(I)上。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中至少一個所述中間層(3)是在所述有源區(qū)域(21)和成核層(26)之間的過渡層(27)或者過渡層(27)的一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中在所述有源區(qū)域(21)和所述成核層(26)之間設(shè)置有多個中間層(3)作為過渡層(27)或者作為所述過渡層(27)的一部分。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中至少一個所述中間層(3)設(shè)置在過渡層(27)和所述有源區(qū)域(21)之間。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中至少一個所述中間層(3)直接地鄰接于所述有源區(qū)域(21)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求7或8所述的半導(dǎo)體器件，其中所述中間層(3)具有20nm的厚度。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中所述硅表面是(111)平面。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的半導(dǎo)體器件，其中所述襯底(I)是硅體積襯底。
12.用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中在襯底(I)上施加由氮化合物半導(dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體層序列(2)，其中所述襯底(I)具有朝向所述半導(dǎo)體層序列(2)的硅表面，并且其中施加所述半導(dǎo)體層序列(2)，所述半導(dǎo)體層序列具有有源區(qū)域(21)和在所述襯底(I)和所述有源區(qū)域(21)之間、由氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料制成的至少一個中間層(3 )。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中為了制造所述中間層(3)提供含氧的金屬有機化合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述含氧的金屬有機化合物是二乙氧基乙基招。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14之一所述的方法，其中在施加所述半導(dǎo)體層序列(2)之后，至少局部地移除或者打薄所述襯底(I)。
全文摘要
提出一種具有在襯底(1)上的、由氮化合物半導(dǎo)體材料制成的半導(dǎo)體層序列(2)的半導(dǎo)體器件，其中襯底(1)具有朝向半導(dǎo)體層序列(2)的硅表面，并且半導(dǎo)體層序列(2)具有有源區(qū)域(21)并且在襯底(1)和有源區(qū)域(21)之間具有由氧摻雜的AlN化合物半導(dǎo)體材料制成的至少一個中間層(3)。此外，提出一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法。
文檔編號H01L33/12GK103069583SQ201180041470
公開日2013年4月24日 申請日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者彼得·施陶斯, 菲利普·德雷克塞爾, 約阿希姆·赫特功 申請人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司