專利名稱：半導體磊晶結構及制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體，尤其涉及一種半導體磊晶結構及制造方法。
背景技術：
一般的半導體磊晶結構，如發(fā)光二極管磊晶結構，包括依次成長在基板上的第一型半導體層，活性層與第二型半導體層。由于磊晶生長環(huán)境的影響，如溫度、氣流以及壓力的影響，容易導致成長在基板的第一型半導體層厚度不均勻并且表面粗糙，使得后續(xù)成長在該第一型半導體層上的活性層及第二型半導體層的品質延續(xù)著該第一型半導體層的磊晶狀況，進而影響最后半導體磊晶結構的品質。
發(fā)明內容
有鑒于此，有必要提供一種提高磊晶結構的品質且各處波長較均勻的半導體磊晶結構及制造方法。一種半導體磊晶結構，包括依次形成在基板上的第一型半導體層、活性層以及第二型半導體層。該第一型半導體層具有一個與活性層接觸的上表面，該上表面的表面粗糙度小于或者等于0. 005微米。一種半導體磊晶結構的制造方法，其包括提供一個基板；在基板上生長一個第一型半導體層，該第一型半導體層具有一個遠離該基板的上表面，平坦化該上表面，以使該上表面的表面粗糙度小于或者等于0. 005微米；在該第一型半導體層的上表面上生長一個活性層；在該活性層的遠離該第一型半導體層的表面上生長一個第二型半導體層。由于該第一型半導體層的上表面為平坦化表面，在成長活性層時，該上表面所承受的溫度與壓力相等，因此，在其上成長的活性層的厚度相同，從而提升了該半導體磊晶結構的品質，且最終形成的該半導體磊晶結構的波長比較均勻。并且，該第一型半導體層的上表面為平坦化表面，可降低該半導體磊晶結構的缺陷密度。
圖I是本發(fā)明實施例提供的半導體磊晶結構的剖面示意圖。圖2是本發(fā)明實施例提供的半導體磊晶結構的制造方法的流程圖。主要元件符號說明
軍￥體磊晶結構1
基板_10
緩沖層i
蛋一型半導體層
上表面_31
活性層_40
第二型半導體層 50
如下具體實施方式
將結合上述附圖進一步說明本發(fā)明。
具體實施例方式圖I所示為本發(fā)明實施例提供的半導體磊晶結構100。該半導體磊晶結構100包括依次形成在基板10上的緩沖層20、第一型半導體層30、活性層40以及第二型半導體層50。該基板 10 通常為 藍寶石 (Sapphire )、碳化硅(SC )、硅(及' )、砷化鎵(GaAs )、偏鋁酸鋰(LiMO2 )、氧化鎂(MgO)、氧化鋅(InO )、氮化鎵('JuN )、氮化鋁(10 )、或氮化銦(InN )等單晶基底。在本實施例中，該基板10為藍寶石基板，且該基板10的上表面為一平坦面。該緩沖層20形成在基板10上。在本實施例中，該緩沖層20為N型氮化物半導體層，其用于降低基板10以及后續(xù)在緩沖層20上成長的磊晶結構之間的晶格不匹配度，并提聞后續(xù)晶格品質。 該第一型半導體層30形成在該緩沖層20的遠離該基板10的表面上。該第一型半導體層30具有一個遠離該基板10的上表面31。在本實施例中，該上表面31經過平坦化處理，其表面粗糙度小于或者等于0. 005微米。該基板10，該緩沖層20及該第一型半導體層30三者的厚度標準差(standard deviation)均小于百分之一。具體地,通過化學機械研磨法(Chemical Mechanical Polishing, CMP)對該第一型半導體層30的上表面31進行平坦化處理，以改善該第一型半導體層30的表面粗糙度。該第一型半導體層30為N型半導體層，其選用III族氣化物半導體材料，如;I = X=I, I = y = I以及N型摻雜物，如Si原子。該活性層(Jdiw)40形成在該第一型半導體層30的上表面31上。在本實施例中，該活性層40可以為單量子井或是多重量子井，其材料可為AlJnyGall^N ；
0芻X芻1，0芻y芻I。該第二型半導體層40形成在該活性層30的遠離該基板10的一側。該第二型半導體層40為P型半導體層，如AiJnyGa屮”、N ； 0 ^ x ^ I, 0 ^ y ^ I以及P型摻雜物，如Mg原子。由于該第一型半導體層30的上表面31為平坦化表面，在成長活性層40時，該上表面31所承受的溫度與壓力相等，因此，在其上成長的活性層40的厚度相同，從而提升了該半導體磊晶結構100的品質，且最終形成的該半導體磊晶結構100的波長比較均勻。并且，該第一型半導體層30的上表面31為平坦化表面，可降低該半導體磊晶結構100的缺陷
山/又o圖2所示為本發(fā)明實施例提供的一種半導體磊晶結構的制造方法。該半導體磊晶結構的制造方法包括如下步驟
步驟一提供一個基板。請一并參見圖I所示，該基板10可以為藍寶石(這―—)、
碳化硅(沒C )、硅(O )、砷化鎵(QaAs )、偏鋁酸鋰(心AD2 )、氧化鎂(Mg。)、氧化鋅(TmO )、氮化鎵(GaN )、氮化鋁(J/0 )、或氮化銦(InhI )等單晶基底。在本實施例中，該基板10為為藍寶石基板。
步驟二 在基板上生長一個緩沖層。在本實施例中，該緩沖層20為N型氮化物半導體層，其用于降低基板10以及后續(xù)在緩沖層20上成長的磊晶結構之間的晶格不匹配度。步驟三在緩沖層的遠離該基板的表面上生長一個第一型半導體層，該第一型半導體層具有一個遠離該基板的上表面，平坦化該上表面。在本實施例中，該上表面31的表面粗糙度小于或者等于0. 005微米，該基板10、該緩沖層20及該第一型半導體層30三者的厚度標準差(standard deviation)均小于百分之一。一般地,該第一型半導體層30的上表面31通過化學機械研磨法(Chemical Mechanical Polishing, CMP)研磨而成。在本實施例中，該第一型半導體層30為N型半導體層，其選用III族氮化物半導體材料，如
1^{; 0 = x= I, 0 = y = I 以及 N 型慘雜物，如 Si 原子。步驟四在該第一型半導體層的上表面上生長一個活性層。在本實施例中，該活性層40可以為單量子井或是多重量子井，其材料可為； 0 ^ X ^ I,
0芻y芻I。步驟五在該活性層的遠離該第一型半導體層的表面上生長一個第二型半導體層。在本實施例中，該第二型半導體層40為P型半導體層，如I,0蘭y = I以及P型摻雜物，如Mg原子。由于該第一型半導體層30的上表面31為平坦化表面，在成長活性層40時，該上表面31所承受的溫度與壓力相等，因此，在其上成長的活性層40的厚度相同，從而提升了該半導體磊晶結構100的品質，且最終形成的該半導體磊晶結構100的波長比較均勻。并且，該第一型半導體層30 的上表面31為平坦化表面，可降低該半導體磊晶結構100的缺陷
山/又o可以理解的是，本領域技術人員還可于本發(fā)明精神內做其它變化，只要其不偏離本發(fā)明的技術效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內。
權利要求
1.一種半導體磊晶結構，包括依次形成在基板上的第一型半導體層、活性層以及第二型半導體層，其特征在于，該第一型半導體層具有與活性層接觸的上表面，該上表面的表面粗糙度小于或者等于0. 005微米。
2.如權利要求I所述的半導體磊晶結構，其特征在于，該基板與該第一型半導體層的厚度標準差均小于百分之一。
3.如權利要求I所述的半導體磊晶結構，其特征在于，該基板與該第一型半導體層之間進一步包括一個緩沖層。
4.如權利要求I所述的半導體磊晶結構，其特征在于，該第一型半導體層的上表面通過化學機械研磨法研磨成表面粗糙度小于或者等于0. 005微米。
5.如權利要求I所述的半導體磊晶結構，其特征在于，該第一型半導體層為N型半導體層，該第二型半導體層為P型半導體層。
6.一種半導體磊晶結構的制造方法，其包括 提供一個基板； 在基板上生長一個第一型半導體層，該第一型半導體層具有一個遠離該基板的上表面，平坦化該上表面，以使該上表面的表面粗糙度小于或者等于0. 005微米； 在該第一型半導體層的上表面上生長一個活性層； 在該活性層的遠離該第一型半導體層的表面上生長一個第二型半導體層。
7.如權利要求6所述的半導體磊晶結構的制造方法，其特征在于，該基板與該第一型半導體層的厚度標準差均小于百分之一。
8.如權利要求6所述的半導體磊晶結構的制造方法，其特征在于，該第一型半導體層的上表面通過化學機械研磨法研磨成表面粗糙度小于或者等于0. 005微米。
9.如權利要求6所述的半導體磊晶結構的制造方法，其特征在于，該第一型半導體層為N型半導體層，該第二型半導體層為P型半導體層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導體磊晶結構，包括依次形成在基板上的第一型半導體層、活性層以及第二型半導體層。該第一型半導體層具有一個與活性層接觸的上表面，該上表面的表面粗糙度小于或者等于0.005微米。本發(fā)明還涉及一種半導體磊晶結構的制造方法。
文檔編號H01L33/00GK102738327SQ20111009150
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月13日 優(yōu)先權日2011年4月13日
發(fā)明者凃博閔, 楊順貴, 黃世晟, 黃嘉宏 申請人:展晶科技(深圳)有限公司, 榮創(chuàng)能源科技股份有限公司