CN105264643B - 半导体衬底及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本文涉及一种半导体衬底，包括：生长衬底；设置在所述生长衬底上的一个或多个化合物半导体层；和设置在所述化合物半导体层之间的一个或多个控制层。每个控制层包括至少包含Al的多个氮化物半导体层。

Description

半导体衬底及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种半导体衬底。

本发明还涉及一种半导体衬底的制造方法。

背景技术

多种使用化合物半导体材料的电子装置正在开发中。

电子装置的实例可以包括太阳能电池、光电探测器或发光装置。

由于生长衬底和形成于其上的化合物半导体层之间的晶格常数、热膨胀系数或应变中的差异，这些电子装置可具有多种缺陷。

生长衬底和化合物半导体层之间的晶格常数中的差异引起缺陷，诸如化合物半导体层中的位错，从而导致化合物半导体层的结晶度变差并且导致电子装置的电或光特性降低。

此外，生长衬底和化合物半导体层之间的晶格常数和热膨胀系数的差异引起其间的应变。即，化合物半导体的生长时的压缩应变和生长之后冷却降低至室温时的拉伸应变之间的不平衡导致化合物半导体层中的裂缝或者引起生长衬底破裂。

由于裂缝出现在化合物半导体层中，实质上起到太阳能电池、光电探测器或发光装置的作用的导电半导体层生长到很大的厚度是有限制的。

为了克服该限制，提供了低温AlN层，它在800℃至900℃的低温下生长在生长衬底和化合物半导体层之间并且形成为单层。然而，虽然设置了低温AlN层，但是仍不能充分控制化合物半导体层的结晶度或应变。

发明内容

各实施方式提供了一种能够提高结晶度的半导体衬底。

各实施方式还提供一种能够通过控制应变防止诸如裂缝的缺陷的半导体衬底。

各实施方式还提供一种能够通过控制应变防止生长衬底的裂缝和断裂的半导体衬底。

各实施方式还提供一种能够通过控制应变和结晶度增强导电半导体层或非导电半导体层的厚度的半导体衬底。

在一个实施方式中，一种半导体衬底，包括：生长衬底；设置在所述生长衬底上的一个或多个化合物半导体层；和设置在所述化合物半导体层之间的一个或多个控制层，其中，每个控制层包括至少包含Al的多个氮化物半导体层。

在另一个实施方式中，一种制造半导体衬底的方法，包括：提供生长衬底；在所述生长衬底上形成第一化合物半导体层；在所述第一化合物半导体层上形成包括至少包含Al的多个氮化物半导体层的控制层；以及在所述控制层上形成多个第二化合物半导体层，其中，所述多个氮化物半导体层中的一个层掺杂有0.1μmol或更多的掺杂剂。

根据实施方式，能够通过在生长衬底和导电半导体层之间形成应变控制层来增大导电半导体层的厚度，该应变控制层包括晶格常数比生长衬底和导电半导体层小的多个氮化物半导体层，以连续升高导电半导体层的压缩应变。

由于导电半导体层的厚度增大，也能够通过在厚的导电半导体层上形成光提取结构来制造光效率增强的竖直型发光结构。

也能够防止通过掺杂应变控制层产生的过量压缩应变引起导电半导体层开裂或者衬底断裂，该应变控制层控制应变以降低压缩应变。

通过在生长衬底和导电半导体层之间提供一个或多个控制层，也能够增强各控制层上形成的导电半导体层的结晶度并最终抑制错位出现。

因为一个或两个控制层进一步升高压缩应变以抵消在冷却至室温时出现的拉伸应变以保持生长衬底在平衡状态，所以也能够防止导电半导体层开裂并且防止生长衬底断裂。

因为上述一个或多个控制层进一步升高压缩应变，所以也能够使导电半导体层在控制层上生长到最大厚度而没有裂缝。

与低温AlN层相比，通过数量更少的控制层也能够使导电半导体层生长到最大厚度。

附图说明

图1是示出根据第一实施方式的半导体衬底的横截面图。

图2A至图2D是示出图1的多个氮化物半导体层在应变控制层中的浓度分布的视图。

图3是示出根据第一实施方式的半导体衬底的应变状态的图表。

图4是示出根据第二实施方式的半导体衬底的应变状态的图表。

图5是示出根据第三实施方式的半导体衬底的应变控制层的横截面图。

图6是示出根据第四实施方式的半导体衬底的应变控制层的横截面图。

图7至图11是示出根据实施方式的制造竖直型半导体装置的方法的横截面图。

图12是示出根据实施方式的半导体衬底的横截面图。

图13是示出根据第五实施方式的控制层的横截面图。

图14是示出根据第六实施方式的控制层的横截面图。

图15是示出根据第七实施方式的控制层的横截面图。

图16是示出根据第八实施方式的控制层的横截面图。

图17是示出根据第九实施方式的控制层的横截面图。

图18是示出根据第十实施方式的控制层的横截面图。

图19是示出根据第十一实施方式的控制层的横截面图。

图20是示出根据第十二实施方式的控制层的横截面图。

图21是示出根据实施方式的Al、AlN和AlGaN在半导体衬底中的浓度分布的图表。

图22是示出图12的实施方式和比较例的结晶度的图表。

图23是示出图12的实施方式和比较例的应变状态的图表。

具体实施方式

在各实施方式的描述中，将会理解的是，当元件被称为在另一元件上(上方)或下(下方)时，这两个元件直接彼此接触，或者在两个元件之间可以设置有一个或多个其它元件。此外，本文所用的术语上(上方)或下(下方)相对于一个元件除了向上方向之外可以还代表向下方向。

图1是示出根据第一实施方式的半导体衬底的横截面图。

参照图1，根据第一实施方式的半导体衬底可以包括生长衬底1、缓冲层3、第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15、应变控制层13和导电半导体层17。

缓冲层3、第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15和应变控制层13和导电半导体层17可以由II-VI族或III-V族化合物半导体材料形成，但不限于此。

此实施方式的半导体衬底可以用作制造电子装置或半导体装置的基底衬底，但不限于此。

由于生长衬底1和生长在生长衬底1上的外延层(诸如半导体装置的发光结构)之间的热膨胀系数的差异造成的应变可以使生长衬底弯曲。此外，诸如位错的缺陷可能由于生长衬底和外延层之间的晶格常数的差异而发生。发光结构可以包括具有不同类型的第一导电半导体层和第二导电半导体层以及形成在其间的有源层。光可以通过使第一载流子和第二载流子重组而产生，例如，电子和空穴，它们从第一导电半导体层和第二导电半导体层提供到有源层。

于是，多个层可以形成在生长衬底1上以防止生长衬底1弯曲或诸如位错的缺陷出现。

生长衬底1可以由选自由蓝宝石(Al2O3)、SiC、Si、GaAs、GaN、ZnO、GaP、InP和Ge组成的组中的至少一种形成。

实施方式中的生长衬底1可以包含Si，但不限于此。

缓冲层3可以形成在生长衬底1上。可以形成缓冲层3以减小生长衬底1和外延层之间的晶格常数的差异。缓冲层3可以形成为包含AlN、AlGaN和GaN中的至少一种或多种的多层，但不限于此。

第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15可以形成在缓冲层3上。第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15可以包含或可以不包含掺杂剂。第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15可以包含GaN，但不限于此。

在第一实施方式中，可以形成应变控制层13以控制导电半导体层17的应变，并且使得导电半导体层17形成至没有诸如裂缝的缺陷的厚度。

应变控制层13可以在第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15之间形成，但不限于此。也就是说，应变控制层13可以形成在第一化合物半导体层5上，而第二化合物半导体层15可以形成在应变控制层13上。

或者，第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15中的只有一个层，即，非导电半导体层可以形成，而应变控制层13可以形成在化合物半导体层5或15下方或上方，但该实施方式不限于此。当应变控制层13形成在化合物半导体层5下方时，应变控制层13可以形成在缓冲层3和化合物半导体层5之间。当应变控制层13形成在化合物半导体层15上方时，应变控制层13可以形成在化合物半导体层15和导电半导体层17之间。

应变控制层13可以包括多个氮化物半导体层7、9和11。例如，应变控制层13可以至少包括最下层、最上层和形成在其间的中间层。换句话说，最下层可以被称为第一氮化物半导体层7，中间层可以被称为第二氮化物半导体层9，并且最上层可以被称为第三氮化物半导体层11。第二氮化物半导体层9可以包括至少一个层或多个层，但不限于此。例如，第一氮化物半导体层至第三氮化物半导体层7、9和11可以由不同的化合物半导体材料形成。或者，第一氮化物半导体层至第三氮化物半导体层7、9和11可以由相同的化合物半导体材料形成。例如，第一氮化物半导体层至第三氮化物半导体层7、9和11可以由至少包含Al的化合物半导体材料形成，但不限于此。第二氮化物半导体层9可以包含AlN，但不限于此。也就是说，第二氮化物半导体层9可以不包含Ga，但不限于此。

第一氮化物半导体层至第三氮化物半导体层7、9和11可以包含Al(1-x)GaxN(0≤x≤1)，但不限于此。

优选地，x可以具有0.05至0.95的值，但不限于此。当x是0.05或更小时，镓(Ga)的含量变高。因而，在通过后处理进行冷却时，压缩应变施加到衬底1以提高衬底1的曲率。当x为0.95或更大时，拉伸应变变得过大。因而，在随后的处理中，当生长导电半导体层17时，压缩应变可以不施加到衬底1，从而避免引起裂缝。

如图2A至图2D所示，第一氮化物半导体层至第三氮化物半导体层7、9和11中的Ga含量可以从至少0％直至100％，但不限于此。

例如，第二氮化物半导体层9中的Ga含量为0％，并因此，第二氮化物半导体层9可以包含AlN。不考虑生长时间，第二氮化物半导体层9可以由不包含Ga的AlN形成，但不限于此。

与此相反，如图2A到图2D所示，根据第一氮化物半导体层7的厚度或生长时间，Ga在第一氮化物半导体层7中的浓度可以从100％线性或非线性地降低至0％。根据第一氮化物半导体层7的厚度或生长时间，Al在第一氮化物半导体层7中的浓度可以从0％线性或非线性地升高至100％。第一化合物半导体层5和第一氮化物半导体层7可以在第一化合物半导体层5和第一氮化物半导体层7之间的边界共有GaN。

根据第三氮化物半导体层11的厚度或生长时间，Ga在第三氮化物半导体层11中的浓度可以从0％线性或非线性地升高至100％。根据第三氮化物半导体层11的厚度或生长时间，Al在第三氮化物半导体层11中的浓度可以从100％线性或非线性地降低至0％。第三氮化物半导体层11和第二化合物半导体层15可以在第三氮化物半导体层11和第二化合物半导体层15之间的边界共有GaN。

如图2C所示，第一氮化物半导体层7或第三氮化物半导体层11可以包括，但不限于，Al的浓度和Ga的浓度随着第一氮化物半导体层7或第三氮化物半导体层11的厚度或生长时间线性地变化的部分，和Al的浓度和Ga的浓度随着第一氮化物半导体层7或第三氮化物半导体层11的厚度或生长时间非线性地变化的部分。例如，Al的浓度和Ga的浓度可以在第一部分上线性地变化，并且可以在紧挨着第一部分的第二部分上非线性地变化，该第一部分为第一氮化物半导体层7的总生长时间的一半。

当Al的浓度或Ga的浓度非线性地变化时，可以控制Al源和Ga源以一定速率变化，并从而可易于实施。

与此相反，当Al的浓度或Ga的浓度线性地变化时，与上面描述相比，应变控制效果极佳。

如图2D所示，Al在第一氮化物半导体层7中的浓度可以从0％升高至第一浓度，并且Al在第二氮化物半导体层9中的浓度可以从第二浓度降低至0％，但实施方式不限于此。在第一浓度和第二浓度彼此可以相同或不同，但不限于此。第一浓度和第二浓度可以为50％，但不限于此。

第一氮化物半导体层至第三氮化物半导体层7、9和11可以不包含掺杂剂，但不限于此。

第一氮化物半导体层至第三氮化物半导体层7、9和11可以具有相同或不同的厚度，但不限于此。

第一氮化物半导体层7和第三氮化物半导体层11可以具有相同的厚度，但不限于此。

第一氮化物半导体层7和第三氮化物半导体层11可以具有与第二氮化物半导体层9相比更大或更小的厚度，但不限于此。

第一氮化物半导体层至第三氮化物半导体层7、9和11可以具有相同或不同的生长温度。

例如，第一氮化物半导体层至第三氮化物半导体层7、9和11可以具有与第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15相似的生长温度，但不限于此。

例如，第一氮化物半导体层至第三氮化物半导体层7、9和11以及第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15的生长温度可以为1000℃至1200℃，但不限于此。

例如，第一氮化物半导体层7和第三氮化物半导体层11的生长温度可以比第二氮化物半导体层9的生长温度更高，但不限于此。

例如，第一氮化物半导体层7的底表面与第一化合物半导体层5的顶表面接触，并且第一氮化物半导体层7的顶表面与第二氮化物半导体层9的底表面接触，但实施方式不限于此。第一氮化物半导体层7可以具有介于第一化合物半导体层5的晶格常数和第二氮化物半导体层9的晶格常数之间的晶格常数，但不限于此。

例如，第一氮化物半导体层11的底表面与第一化合物半导体层5的顶表面接触，并且第一氮化物半导体层11的顶表面与第二氮化物半导体层9的底表面接触，但实施方式不限于此。

第三氮化物半导体层11可以具有介于第二氮化物半导体层9和第二化合物半导体层15的晶格常数之间的晶格常数，但不限于此。

如图3所示，第一实施方式的应变控制层13可以连续地升高导电半导体层17的压缩应变。

在比较例中，使用在300℃至700℃的低温下生长在缓冲层上的单个AlN层。

在这种情况下，对于在导电半导体层17中曲率达到饱和的时间，此实施方式大于比较例，这意味着，在此实施方式中的压缩应变与比较例相比升高得更多。随着压缩应变进一步升高，导电半导体层17可以形成为更大的厚度而没有裂缝。

压缩应变的可能增大是由冷却时施加到生长衬底的拉伸应变造成的。也就是说，当在高温下使包括导电半导体层17的多层完全生长在生长衬底上时，可执行冷却处理以使生长衬底和多层的温度降低至室温。在这种情况下，拉伸应变强力地施加到生长衬底，并从而诸如裂缝的缺陷出现在导电半导体层17中，从而导致低的产品收率。

例如，当施加拉伸应变时生长衬底弯曲成凹形，并且当施加压缩应变时生长衬底弯曲成凸形。

由于通过冷却处理将拉伸应变施加到生长衬底，压缩应变需要在导电半导体层17中连续升高，以形成尽可能厚的导电半导体层17而没有任何裂缝。在此实施方式中，可以形成包括多个氮化物半导体层7、9和11的应变控制层13以进一步升高导电半导体层17中的压缩应变。

于是，在第一实施方式中，通过包括多个氮化物半导体层7、9和11的应变控制层13连续升高导电半导体层17中的压缩应变，即使在冷却过程中将拉伸应变施加到生长衬底1，也能够防止裂缝出现在导电半导体层17中，从而形成厚的导电半导体层17。

第一实施方式中的导电半导体层17的厚度可以为2μm至6μm，但不限于此。在此，导电半导体层17生长到该厚度的事实可能意味着没有诸如裂缝的缺陷。

导电半导体层17可以是包含n型掺杂剂的n型半导体层，但不限于此。n型掺杂剂的实例可包括Si、Ge和Sn，但不限于此。

或者，导电半导体层17可以是不包含掺杂剂的非导电半导体层，但不限于此。

或者，至少一个不包含掺杂剂的非导电半导体层可以形成在应变控制层13和导电半导体层17之间，但不限于此。

根据第二实施方式，应变控制层13的第二氮化物半导体层9可以包含n型掺杂剂以降低导电半导体层17的压缩应变，但不限于此。也就是说，应变控制层13可以包含p型掺杂剂。

n型掺杂剂的实例可包括，但不限于，Si、Ge和Sn。p型掺杂剂的实例可包括，但不限于，Mg、Zn、Ca、Sr和Ba。

掺杂剂可以升高导电半导体层17中的拉伸应变，并从而有助于减轻由缓冲层3、第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15以及应变控制层13的第一氮化物半导体层7和第三氮化物半导体层11升高的压缩应变。

掺杂剂的浓度可以为0.5E18/cm3至5E19/cm3，但不限于此。0.5E18/cm3可以是减轻施加到导电半导体层17的压缩应变的最小浓度，并且5E19/cm3可以是第二氮化物半导体层9可掺杂的最大浓度。

于是，考虑到施加到导电半导体层17的压缩应变，可以调整掺杂剂的浓度。

换句话说，根据第二实施方式的应变控制层13，具体地，第二氮化物半导体层9，除了防止由导电半导体层17诱导的过大压缩应变造成的导电半导体层17的裂缝或衬底的断裂，可以调整掺杂剂的浓度，并从而调整拉伸应变的强度。

图4是示出根据第二实施方式的半导体衬底的应变状态的图表。

比较例表示应变控制层13的第二氮化物半导体层9不包含Si掺杂剂的情况。

#1表示使应变控制层13的第二氮化物半导体层9掺杂有0.005μmol的Si并且生长。

#2表示使应变控制层13的第二氮化物半导体层9掺杂有0.01μmol的Si并且生长。

#3表示使应变控制层13的第二氮化物半导体层9掺杂有0.1μmol的Si并且生长。

如图5所示，由于在比较例中最高压缩应变施加到导电半导体层17，能够在后处理中的冷却处理过程中使导电半导体层17开裂或使生长衬底1断裂。

如#1至#3所示，随着Si在应变控制层13的第二氮化物半导体层9中的浓度升高，施加到导电半导体层17的压缩应变可能会降低。

在#1和#2中，高压缩应变施加到导电半导体层17，并且从而能够在冷却处理过程使生长衬底1断裂。

然而，在#3中，低压缩应变施加到导电半导体层17，并从而能够使导电半导体层17不开裂并且使生长衬底1不断裂，并且还能够使生长衬底1维持在平面状态(曲率＝0)，而几乎没有曲率。

于是，应变控制层13的第二氮化物半导体层9可以掺杂有至少0.1μmol或更多的Si，但不限于此。

图5是示出根据第三实施方式的半导体衬底的应变控制层的横截面图。

第三实施方式与第一实施方式相同，所不同的是多个第一氮化物半导体层7_1、7_2、……、7_(n-1)和7_n以及多个第二氮化物半导体层9_1、9_2、……、9_(n-1)和9_n交替地形成在应变控制层13A中。

参照图5，应变控制层13A可以包括多个第一氮化物半导体层7_1、7_2、……、7_(n-1)和7_n以及形成在多个第一氮化物半导体层7_1、7_2、……、7_(n-1)和7_n之间的多个第二氮化物半导体层9_1、9_2、……、9_(n-1)和9_n。

也就是说，第一氮化物半导体层7_1、7_2、……、7_(n-1)和7_n以及第二氮化物半导体层9_1、9_2、……、9_(n-1)和9_n可以交替地形成在第一化合物半导体5和第二化合物半导体层15之间。

应变控制层13A的最下层是第一氮化物半导体层7_1，并且其最上层是第二氮化物半导体层9_n，但实施方式不限于此。

最下层，即第一氮化物半导体层7_1与第一化合物半导体层5接触，并且最上层，即第二氮化物半导体层9_n与第二化合物半导体层15接触，但实施方式不限于此。

第一氮化物半导体层7_1、7_2、……、7_(n-1)和7_n可以包括Al(1-x)GaxN(0≤x≤1)，并且第二氮化物半导体层9_1、9_2、……、9_(n-1)和9_n可以包括AlN，但实施方式不限于此。第二氮化物半导体层9_1、9_2、……、9_(n-1)和9_n可以不包括Ga，但不限于此。

第二氮化物半导体层9_1、9_2、……、9_(n-1)和9_n可以包括n型掺杂剂或p型掺杂剂，以降低导电半导体层17的压缩应变。

掺杂剂的浓度可以为0.5E18/cm3至5E19/cm3，但不限于此。

第二氮化物半导体层9_1、9_2、……、9_(n-1)和9_n的掺杂剂浓度可以从生长衬底1向导电半导体层17线性或非线性地升高，但不限于此。由于第二氮化物半导体层9_1、9_2、……、9_(n-1)和9_n的掺杂剂浓度可以从生长衬底17向导电半导体层17升高，导电半导体层17的压缩应变可被平稳地减轻。

图6是示出根据第四实施方式的半导体衬底的应变控制层的横截面图。

第四实施方式与第二实施方式相同，所不同的是最下层和最上层都是第一氮化物半导体层7_1和7_n。

参照图6，应变控制层13B可以包括多个第一氮化物半导体层7_1、7_2、……、7_(n-1)和7_n以及形成在多个第一氮化物半导体层7_1、7_2、……、7_(n-1)和7_n之间的多个第二氮化物半导体层9_1、9_2、……、9_(n-1)、9_n。

与第一化合物半导体层5接触的应变控制层13B的最下层是第一氮化物半导体层，并且与第二化合物半导体层15接触的最上层是第一氮化物半导体层7_n。

第一氮化物半导体层7_1、7_2、……、7_(n-1)和7_n可以包括Al(1-x)GaxN(0≤x≤1)，并且第二氮化物半导体层9_1、9_2、……、9_(n-1)和9_n可以包括AlN，但实施方式不限于此。

第二氮化物半导体层9_1、9_2、……、9_(n-1)和9_n可以包括n型掺杂剂或p型掺杂剂，以降低导电半导体层17的压缩应变。

第二氮化物半导体层9_1、9_2、……、9_(n-1)和9_n的掺杂剂浓度可以从生长衬底1向导电半导体层17线性或非线性地升高，但不限于此。

虽然未示出，不同于第四实施方式，最下层和最上层都可以是第二氮化物半导体层9_1和9_n，但不限于此。

虽然未示出，不同于第四实施方式，最下层可以是第二氮化物半导体层9_1，并且最上层可以是第一氮化物半导体层7_n，但实施方式不限于此。

图7至图11是示出根据实施方式的制造竖直型半导体装置的方法的横截面图。

可以使用根据第一实施方式至第四实施方式中任一种实施方式所述的半导体来制造根据该实施方式的竖直型半导体装置，但不限于此。

如图7所示，可以设置根据第一实施方式至第四实施方式中任一种实施方式所述的半导体衬底。

也就是说，缓冲层3、第一化合物半导体层5、应变控制层13、第二化合物半导体层15和导电半导体层17可以形成在生长衬底1上。

应变控制层13可以包括第一氮化物半导体层至第三氮化物半导体层7、9和11。第一氮化物半导体层至第三氮化物半导体层包含AlGaN，并且第二氮化物半导体层9可以包含AlN，但实施方式不限于此。

导电半导体层17可以被称为第一导电半导体层。第一导电半导体层17可以是包含n型掺杂剂的n型半导体层。第一导电半导体层17可以用作导电层，用于产生第一载流子(即，电子)，并且还用作阻挡层，用于防止由后处理造成的有源层19的空穴通过第二化合物半导体层15并然后消失。

如图8所示，有源层19形成在第一导电半导体层17上，并且第二导电半导体层21可以形成在有源层19上。

有源层19可以包括，但不限于，单量子阱、多量子阱结构(MQW)、量子点结构和量子阵列结构中的任一种。

有源层19可以通过上由第一导电半导体层17供给的电子和由第二导电半导体层21供给的空穴重组来产生具有对应于由有源层19的半导体材料所确定的带隙的波长的光。

第二导电半导体层21可以是包含p型掺杂剂的p型半导体层。

第一导电半导体层17、有源层19和第二导电半导体层21可以形成产生光的发光结构23，但不限于此。

如图9所示，电流阻挡层24可以形成在第二导电半导体层21上。电极层25可以形成在电流阻挡层24和第二导电半导体层21上。粘结层27可以形成在电极层25上。导电支撑衬底29可以形成在粘结层27上。

通过沉积方法，粘结层27和导电支撑衬底29可以循序形成在电极层25上。

或者，粘结层27形成在导电支撑衬底29上并且设置成面对电极层25，然后通过粘接方法，粘结层27可以附着到电极层25。

电流阻挡层24可以形成为在竖直方向上使由后处理形成的电极部分地重叠。

通过使用具有比电极层25更小的面积并且以图案形式形成的电极，电流阻挡层24可以防止电流主要仅在电极和与电极重叠的电极层25的一部分之间流动。因而，电流可以被控制以围绕电流阻挡层24分散地流动，并且从而均匀地流经有源层19，从而增强光的效率。

电流阻挡层24可以由绝缘材料或具有比电极层25更小的电导率的导电材料形成，但不限于此。

选自由例如SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4和Al2O3组成的组中的至少一种可被用作绝缘材料，但不限于此。

选自由例如ITO、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO和ZnO组成的组中的至少一种可以用作电流阻挡层24的导电材料，但不限于此。

电极层25可以由第二导电半导体层的欧姆接触形成，但不限于此。

电极层25可以由能够在向前方向上反射由有源层19产生的光的反射材料形成，但不限于此。

当电极层25形成第二导电半导体层21的肖特基接触(schottky contact)时，欧姆接触可以形成在电极层25和第二导电半导体层21之间，但不限于此。

电极层25可以用作用于供电的电极、用于反射光的反射层和用于更容易将电流注入第二导电半导体层21中的欧姆接触层中的至少一种，但不限于此。

电极层25可以包括混合欧姆接触材料和反射材料的单层或多层。

选自由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au和Hf组成的组中至少一种或多种的合金可以用作反射材料，但不限于此。导电材料和/或金属材料可被选择性地用作欧姆接触材料。也就是说，选自由铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铟锌锡氧化物(IZTO)、铟铝锌氧化物(IAZO)、铟镓锌氧化物(IGZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)、铝锌氧化物(AZO)、锑锡氧化物(ATO)、镓锌氧化物(GZO)、IrOX、RuOx、RuOx/ITO、Ni、Ag、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO组成的组中的至少一种可以用作欧姆接触材料。

可以形成粘结层27，以增强支撑衬底和电极层25之间的附着力。粘结层27可以包含选自由例如Ti、Au、Sn、Ni、Nb、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag和Ta组成的组中的至少一种。

导电支撑衬底29可以支撑形成在其上的多个层，并且还可以用作电极。除了电极之外，导电支撑衬底29可以将电力提供到发光结构23。导电支撑衬底29可以包含例如钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)、铂(Pt)、金(Au)、钨(W)、铜(Cu)、钼(Mo)、铜钨(Cu-W)中的至少一种。

支撑衬底可以被电镀和/或沉积在发光结构23上并且可以以片材形式进行贴附，但不限于此。

电极层25、粘结层27和导电支撑衬底29可以形成能够供电的电极结构，但不限于此。

如图10所示，生长衬底1可以以约180度翻转，并且然后，可以从其中除去生长衬底1、缓冲层3、第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15以及应变控制层13。

可以通过激光剥离(LLO)法、化学剥离(CLO)法或物理抛光方法除去生长衬底1、缓冲层3、第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15以及应变控制层13，但不限于此。

在激光剥离(LLO)法中，可以通过将激光聚焦到第二化合物半导体层15和第一导电半导体层17之间的界面上来将第二化合物半导体层15与纳米结构分离开。

在化学剥离(CLO)法中，可以循序地除去生长衬底1、缓冲层3、第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15以及应变控制层13，以通过使用湿蚀刻暴露第一导电半导体层17。

在物理抛光方法中，可以通过直接物理抛光生长衬底1、缓冲层3、第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15以及应变控制层13来循序地除去生长衬底1、缓冲层3、第一化合物半导体层5和第二化合物半导体层15以及应变控制层13，以暴露第一导电半导体层17。

如图11所示，可以执行台面刻蚀(mesa-etching)以倾斜地暴露发光结构23的侧表面。没有发光结构23的凹槽可以通过台面蚀刻围绕电极层25形成。

至少，保护层35可以形成在发光结构23的侧表面上。保护层35可以用于防止外来物质引起第一导电半导体层17、有源层19和第二导电半导体层21之间的电短路。

保护层35的下部可以形成为与电极层25的周边区域的顶表面和第二导电半导体层21的侧表面接触，并且保护层35的上部可以形成为第一导电半导体层17的周边区域的顶表面的一部分接触，但实施方式不限于此。

保护层35可以由具有优异的透明性和电绝缘性的材料形成。第一保护层35可以包含选自由例如SiO2,SiOx、SiOxNy、Si3N4、TiO2和Al2O3组成的组中的一种，但不限于此。

电极31可以形成在第一导电半导体层17上。电极31可以由不透明的金属材料形成，并从而阻挡光的透射，以防止光在上部方向上发出。因此，具有尽可能小的面积的电极31可以形成在第一导电半导体层17上，从而使光的发出最少。于是，电极31可以具有比第一导电半导体层17的更小面积的图案形式形成。

电极31可以包含选自由Au、Ti、Ni、Cu、Al、Cr、Ag和Pt组成的组至少一种的单层或多层结构形成。

通过执行使用电极31作为掩模的蚀刻方法，具有粗糙结构的光提取结构33可以形成在没有设置电极31的第一导电半导体层17上。

光提取结构33可以产生在有源层19中以将经过第一导电半导体层17的光提取到外部，从而增强光提取效率并且最终增强光效率。

如上所述，可以由根据实施方式的半导体形成厚度为2μm至6μm的第一导电半导体层17，并且光提取结构33可以形成第一导电半导体层17上。因此，当光提取结构33形成在薄的第一导电半导体层17上时，暴露出有源层19，从而能够防止由有缺陷的装置所造成的产品收率降低。

除了上述竖直型半导体装置，根据第一半导体衬底至第四半导体衬底中的任一个半导体衬底所述的半导体衬底可以应用于水平型半导体装置和倒装型半导体装置，但不限于此。

图12是示出根据实施方式的半导体衬底的横截面图。

参照图12，根据实施方式的半导体衬底可以包括生长衬底1，缓冲层3，一个或多个化合物半导体层5、20和40，一个或多个控制层10、30和50，以及导电半导体层60。

化合物半导体层5、20和50，控制层10、30和50，以及导电半导体层60中的至少一层或多层可以在1000℃至1200℃的高温下生长。

例如，控制层10、30和50可以在1000℃至1200℃的高温下生长。优选地，控制层10、30和50可以在1040℃下生长，但不限于此。

缓冲层3，化合物半导体层5、20和40，控制层10、30和50，以及导电半导体层60可以由II-VI族或III-V族化合物半导体材料形成，但不限于此。

由于上面已经描述了生长衬底1，其说明将被省略。

由于上面已经描述了缓冲层3，将给出简单的描述。

缓冲层3可以形成为包含AlN、AlGaN和GaN中的至少一种或多种的多层，但不限于此。

包含晶格常数介于生长衬底1的晶格常数和导电半导体层60的晶格常数之间的AlGaN的缓冲层3可以形成在生长衬底1和第一导电半导体层60之间。缓冲层3可以减轻生长衬底1和导电半导体层60之间的晶格常数的差异，从而降低生长在缓冲层3上的导电半导体层60中发生位错的概率。

一个或多个化合物半导体层5、20和40，以及一个或多个控制层10、30和50可以生长在缓冲层3和导电半导体层60之间。

化合物半导体层5、20和40，以及控制层10、30和50可以交替形成在缓冲层3和导电半导体层60之间。

例如，第一化合物半导体层至第三化合物半导体层5、20和40以及第一控制层至第三控制层10、30和50可以交替形成在缓冲层3和导电半导体层60之间，但不限于此。

例如，第一化合物半导体层5可以生长在缓冲层3上。第一控制层10可以生长在第一化合物半导体层5上。第二化合物半导体层20可以生长在第一控制层10上。第二控制层30可以形成在第二化合物半导体层20上。接着，第三化合物半导体层40可以生长在第二控制层30上。控制层50可以生长在第三化合物半导体层40上。导电半导体层60可以生长在第三控制层50上。

例如，第一化合物半导体层5可以与缓冲层3接触，并且第三控制层50可以与导电半导体层60接触，但实施方式不限于此。

第一化合物半导体层至第三化合物半导体层5、20和40可以由GaN形成，但不限于此。第一化合物半导体层至第三化合物半导体层5、20和40可以是不包含掺杂剂的非导电半导体层或包含掺杂剂的导电半导体层，但不限于此。

第一化合物半导体层至第三化合物半导体层5、20和40可以具有相同或不同的厚度。

第一控制层至第三控制层10、30和50可以包括多个层。

例如，如图13所示，根据第一实施方式的第一控制层至第三控制层10、30和50可以包括第一AlGaN层32和第二AlGaN层36以及形成在第一AlGaN层32和第二AlGaN层36之间的AlN层34。

第一AlGaN层32可以与第一化合物半导体层至第三化合物半导体层5、20和40的顶表面接触，并且第二AlGaN层36可以与第二化合物半导体层20和第三化合物半导体层40以及导电半导体层60的底表面接触。

AlN层34的底表面可以与第一AlGaN层32的顶表面接触，并且AlN层34的顶表面可以与第二AlGaN层36的底表面接触。

例如，如图14所示，根据第二实施方式的第一控制层至第三控制层10、30和50可以包括AlN层34和第二AlGaN层36。

第二实施方式与第一实施方式相同，所不同的是第一AlGaN层32被除去。也就是说，在第二实施方式中，AlN层34可以与第一化合物半导体层至第三化合物半导体层5、20和40的顶表面直接接触。

例如，如图15所示，根据第三实施方式的第一控制层至第三控制层10、30和50可以包括第一AlGaN层32和AlN层34。

第三实施方式与第一实施方式相同，所不同的是第二AlGaN层36被除去。也就是说，在第三实施方式中，AlN层34可以与第二化合物半导体层20和第三化合物半导体层40以及导电半导体层60的底表面直接接触。

例如，如图16所示，根据第四实施方式的第一控制层至第三控制层10、30和50可以包括第一AlGaN层32a和第二AlGaN层36a、形成在第一AlGaN层32a和第二AlGaN层36a之间的第一AlN层34a、第三AlGaN层32b和第四AlGaN层36b以及形成在第三AlGaN层32b和第四AlGaN层36b之间的第二AlN层34b。

第一AlGaN层32a、第一AlN层34a和第二AlGaN层36a形成第一控制对，并且第三AlGaN层32b、第二AlN层34b和第四AlGaN层36b形成第二控制对。

虽然第一控制对和第二控制对示于附图中，根据第四实施方式的第一控制层至第三控制层10、30和50可以包括多个控制对，但不限于此。

第一AlGaN层32a可以与第一化合物半导体层至第三化合物半导体层5、20和40的顶表面接触，并且第四AlGaN层36b可以与第二化合物半导体层20和第三化合物半导体层40以及导电半导体层60的底表面接触。

第二AlGaN层36a和第三AlGaN层32b可以彼此直接接触。第二AlGaN层36a和第三AlGaN层32b可以具有不同浓度的AlGaN，但不限于此。

如图21所示，AlGaN在第三AlGaN层32b中的浓度可以大于AlGaN在第二AlGaN层36a中的浓度。

第一AlGaN层32a和第二AlGaN层36a可以具有相同或不同的AlGaN的浓度。例如，AlGaN在第二AlGaN层36a中的浓度等于或大于AlGaN在第一AlGaN层32a中的浓度，但不限于此。AlGaN在第二AlGaN层36a中的浓度与AlGaN在第一AlGaN层32a中的浓度的比可以为1至1.2，但不限于此。

第三AlGaN层32b和第四AlGaN层36b可以具有相同或不同的AlGaN的浓度。例如，AlGaN在第四AlGaN层36b中的浓度等于或大于AlGaN在第三AlGaN层32b中的浓度，但不限于此。AlGaN在第四AlGaN层36b中的浓度与AlGaN在第三AlGaN层32b中的浓度的比可以为1至1.2，但不限于此。

Al在第一AlN层34a中的浓度可以大于Al在第一AlGaN层32a和第二AlGaN层36a中的浓度。Al在第二AlN层34b中的浓度可以大于Al在第三AlGaN层32b和第四AlGaN层36b中的浓度。

AlGaN在第一AlGaN层至第四AlGaN层32a、36a、32b和36b中的浓度可以线性地或逐步地变化，但不限于此。

例如，Al的浓度从第一AlGaN层32a的底表面向第一AlGaN层32a的顶表面线性地或逐步地升高，并且Al的浓度从第二AlGaN层36a的底表面向第二AlGaN层36a的顶表面线性地或逐步地降低。

例如，Al的浓度从第三AlGaN层32b的底表面向第三AlGaN层32b的顶表面线性地或逐步地升高，并且Al的浓度从第四AlGaN层36b的底表面向第四AlGaN层36b的顶表面线性地或逐步地降低。

AlGaN在第一AlN层34a和第二AlN层34b中的浓度可以保持在饱和状态。与此相反，AlGaN在第一AlN层34a中的浓度可以小于AlGaN在第一AlGaN层32a和第二AlGaN层36a中的浓度。AlGaN在第二AlN层34b中的浓度可以小于AlGaN在第三AlGaN层32b和第四AlGaN层36b中的浓度。

与第一AlN层34a相比，第一AlGaN层32a和第二AlGaN层36a可以具有更大的AlGaN浓度。与第二AlN层34b相比，第三AlGaN层32b和第四AlGaN层36b可以具有更大的AlGaN浓度。

因此，AlGaN在包括第一AlGaN层32a、第一AlN层34a和第二AlGaN层36a的第一控制对中的浓度可以具有“M”的形状，并且AlGaN在包括第三AlGaN层32b、第二AlN层34b和第四AlGaN层36b的第二控制对中的浓度可以具有“M”的形状。

在第四实施方式中，在第一控制对和第二控制对中的“M”形状的AlGaN浓度分布可以应用到第一实施方式中的第一AlGaN层32、AlN层34和第二AlGaN层36。

例如，如图17所示，根据第五实施方式的第一控制层至第三控制层10、30和50可以包括第一AlGaN层32a、第一AlN层34a、第二AlN层34b和第四AlGaN层36b。

第五实施方式与第四实施方式相同，所不同的是第二AlGaN层36a和第三AlGaN层32b被除去。也就是说，第一AlN层34a可以与第二AlN层34b接触。

AlGaN在第一AlGaN层32a、第一AlN层34a、第二AlN层34b和第四AlGaN层36b中的浓度可以具有“M”的形状。也就是说，与第一AlN层34a和第二AlN层34b相比，第一AlGaN层32a和第四AlGaN层36b可以具有更大的AlGaN浓度。

例如，如图18所示，根据第六实施方式的第一控制层至第三控制层10、30和50可以包括第二AlGaN层36a和第三AlGaN层32b中的一个层、第一AlGaN层32a、第一AlN层34a、第二AlN层34b和第四AlGaN层36b。

第六实施方式与第四实施方式、第五实施方式相同，所不同的是第二AlGaN层36a和第三AlGaN层32b中的仅一个层被使用。第二AlGaN层36a和第三AlGaN层32b可以具有不同的AlGaN浓度，但不限于此。

例如，第二AlGaN层36a和第三AlGaN层32b中的一个可被用作第一控制层的最上层和第二控制对的最下层。

在这种情况下，AlGaN在AlGaN层36a或32b中的浓度可以大于AlGaN在第一AlGaN层32a中的浓度并且小于AlGaN在第四AlGaN层36b中的浓度，但不限于此。

例如，如图19所示，根据第七实施方式，第一AlGaN层至第三AlGaN层101a、101b和101c，以及第一AlN层103a和第二AlN层103b可以交替地形成在第一控制层至第三控制层10、30和50中。

第一控制层至第三控制层10、30和50中的每一个的最下层可以是第一AlGaN层101a，并且其最上层可以是第三AlGaN层101c。也就是说，第一AlGaN层101a可以与第一至第三化合物半导体层5、20和40的顶表面接触，并且第三AlGaN层101c可以与第二化合物半导体层20和第三化合物半导体层40以及导电半导体层60的底表面接触。

或者，第一至第三控制层10、30和50中的每一个的最下层和最上层中的一个可以是AlGaN层，并且另一个可以是AlN层，但实施方式不限于此。

AlGaN在第一AlGaN层至第三AlGaN层101a、101b和101c中的浓度可以彼此相同或不同。例如，AlGaN在第二AlGaN层101b中的浓度大于AlGaN在第一AlGaN层101a中的浓度，并且AlGaN在第三AlGaN层101c中的浓度可以大于AlGaN在第二AlGaN层101b中的浓度。

AlGaN在第二AlN层103b中的浓度可以大于AlGaN在第一AlN层103a的浓度，但不限于此。

Al在第二AlN层103b中的浓度可以大于Al在第一AlN层103a中的浓度，但不限于此。

例如，如图20所示，根据第八实施方式，第一AlN层至第三AlN层103a、103b和103c以及第一AlGaN层101a和第二AlGaN层101b可以交替地形成在第一控制层至第三控制层10、30和50中。

第一控制层至第三控制层10、30和50中的每一个层的最下层可以是第一AlN层103a，并且其最上层可以是第三AlN层103c。也就是说，第一AlN层103a可以与第一化合物半导体层至第三化合物半导体层5、20和40的顶表面接触，并且第三AlN层103c可以与第二化合物半导体层20和第三化合物半导体层40以及导电半导体层60的底表面接触。

或者，第一控制层至第三控制层10、30和50中的每一个层的最下层和最上层中的一个可以是AlGaN层，并且另一个可以是AlN层，但实施方式不限于此。

AlGaN在第一AlN层至第三AlN层103a、103b和103c中的浓度可以彼此相同或不同。例如，Al在第二AlN层103b中的浓度大于Al在第一AlN层103a中的浓度，并且Al在第三AlN层103c中的浓度可以大于Al在第二AlN层103b中的浓度。

AlGaN在第二AlGaN层101b中的浓度可以大于AlGaN在第一AlGaN层101a中的浓度，但不限于此。

在第一至第八实施方式中，第一AlGaN层至第三AlGaN层可以包括，但不限于，Al(1-x)GaxN(0<X<1)。

第一控制层至第三控制层10、30和50可以增强生长在其上的导电半导体层60的结晶度来抑制位错的发生，并且也可以升高压缩应变以抵消在冷却至室温时出现的拉伸应变，以保持生长衬底1在平衡状态，从而防止导电半导体层60开裂并且也防止生长衬底1断裂。

此外，由于压缩应变可以进一步通过第一控制层至第三控制层10、30和50而被提高，形成在其上的导电半导体层60可以生长到最大厚度而没有裂缝。

返回参照图12，导电半导体层60可以生长在多个化合物半导体层5、20和40中的最上层40上或多个控制层10、30和50中的最上层50上。

由于在上面实施方式(图1)中已经描述了导电半导体层60，其说明将被省略。

图22是示出图12的实施方式和比较例的结晶度的图表。

比较例示出在提供低温AlN层时的导电半导体层的结晶度，低温AlN层在800℃至900℃的低温下生长并形成为单层，并然后在其上形成导电半导体层。

该实施方式示出在导电半导体层60生长在根据第一至第八实施方式中的任一个实施方式的控制层10、30和50上时的导电半导体层60的结晶度。

比较例中的半峰全宽(FWHM)为1130弧秒(arcsec)，而实施方式中的FWHM为900弧秒。

随着FWHM升高结晶度变差，而随着FWHM降低结晶度变好。

于是，可以看出，实施方式中的结晶度优于比较例中的结晶度，因为实施方式中的FWHM为230弧秒，小于比较例中的FWHM。

结果，可以看出，按照实施方式，通过使一个或多个控制层10、30和50形成在生长衬底1和导电半导体层60之间，导电半导体层60的结晶度变得更好。

图23是示出图12的实施方式和比较例的应变状态的图表。

比较例示出在提供低温AlN层时的导电半导体层的结晶度，该低温AlN层在800℃至900℃的低温下生长并形成为单层，并然后在其上形成导电半导体层。

图23的实施方式示出在导电半导体层60生长在根据第一至第八实施方式中的任一个实施方式的控制层10、30和50上时的导电半导体层60的结晶度。

在比较例中，导电半导体层具有压缩应变在负方向上不升高并且饱和的饱和区域。

与此相反，在实施方式中，导电半导体层60中的压缩应变可以进一步在负方向上升高。换句话说，该实施方式中的压缩应变可以大于比较例中的压缩应变。

在导电半导体层生长之后，在冷却至室温时施加拉伸应变。

在这种情况下，在比较例中，随着冷却过程的进行，拉伸应变连续升高并且变得比压缩应变更大，从而使导电半导体层开裂或者使生长衬底1断裂。多个裂缝可以出现在根据比较例的半导体衬底的表面中。

在实施方式中，压缩应变保持为最大水平。于是，虽然随着冷却过程进行拉伸应变连续升高，但拉伸应变和压缩应变相互抵消。于是，在该实施方式中，能够防止导电半导体层60开裂并且也能够防止生长衬底1断裂，从而获得质量良好的半导体衬底。根据实施方式的半导体衬底的表面可以保持在清洁状态而没有裂缝。

在比较例中，提供低温AlN层，然后在其上形成导电半导体层，该低温AlN层在800℃至900℃的低温下生长并形成为单层。

比较例中的导电半导体层可以生长至1.44μm的厚度，而上述实施方式中的导电半导体层60可以生长至2.27μm的厚度。

比较例中的导电半导体层的厚度和上述实施方式中的导电半导体层60的厚度表示没有裂缝时的最大厚度。

于是，可以看出，该实施方式中可以生长的没有裂缝的导电半导体层与比较例中的相比更厚。

工业实用性

根据上述实施方式的半导体衬底可以用于诸如产生光的太阳能电池或光电探测器或半导体装置的电子装置。

Claims (10)

1.一种半导体衬底，包括：

生长衬底；

设置在所述生长衬底上的多个化合物半导体层；

设置在所述生长衬底和所述多个化合物半导体层中的最下层化合物半导体层之间的缓冲层，和

设置在所述多个化合物半导体层之间的多个应变控制层，

其中，所述应变控制层均由以下各层组成：

第一AlGaN层和第三AlGaN层；和

第二AlN层，在所述第一AlGaN层和所述第三AlGaN层之间，

其中，所述第一AlGaN层和所述第三AlGaN层均包括Al_(1-x)Ga_xN(0≤x≤1)，

其中，Ga在所述第一AlGaN层中的浓度朝着所述AlN层从100％降低至0％，并且，Ga在所述第三AlGaN层中的浓度朝着所述AlN层从100％降低至0％，

其中，Al在所述第一AlGaN层中的浓度朝着所述AlN层从0％升高至100％，并且，Al在所述第三AlGaN层中的浓度朝着所述AlN层从0％升高至100％，

其中，所述化合物半导体层和所述第一AlGaN层在所述化合物半导体层和所述第一AlGaN层之间的边界共有GaN，并且所述化合物半导体层和所述第三AlGaN层在所述化合物半导体层和所述第三AlGaN之间的边界共有GaN，

其中，所述第一AlGaN层和所述第三AlGaN层各自在厚度方向上分成第一部分和第二部分，所述第一AlGaN层的第二部分设置在第一部分和第二AlN层之间，所述第三AlGaN层的第二部分设置在第一部分和所述第二AlN层之间，

其中，所述第一AlGaN层和所述第三AlGaN层各自第一部分中的Al或Ga的浓度线性地变化，并且所述第一AlGaN层和所述第三AlGaN层各自第二部分中的Al或Ga的浓度非线性地变化，

其中，所述第二AlN层包括至少0.1μmol或更多的Si掺杂剂，

其中，第一AlGaN层的第一部分和第二部分之间的边界中的Al浓度，第一AlGaN层的第一部分和第二部分之间的边界中的Ga浓度，第三AlGaN层的第一部分和第二部分之间的边界中的Al浓度，第三AlGaN层的第一部分和第二部分之间的边界中的Ga浓度是相同的，并且在同一水平线上彼此相遇，并且

第一AlGaN层的第一部分中的Al浓度和Ga浓度相对于所述水平线对称，并且第一AlGaN层的第二部分中的Al浓度和Ga浓度相对于所述水平线对称。

2.根据权利要求1所述的半导体衬底，其中，

所述第一AlGaN层的第一部分与所述多个化合物半导体层中的第一化合物半导体层接触；

所述第三AlGaN层的第一部分与所述多个化合物半导体层中的第二化合物半导体层接触。

3.根据权利要求2所述的半导体衬底，其中，所述第一AlGaN层的第一部分和所述第一化合物半导体层共同包含GaN。

4.根据权利要求2所述的半导体衬底，其中，所述第三AlGaN层的第一部分和所述第二化合物半导体层共同包含GaN。

5.根据权利要求1所述的半导体衬底，其中，所述第二AlN层的掺杂剂的浓度为0.5E18/cm3至5E19/cm3。

6.根据权利要求1所述的半导体衬底，其中，x为0.05至0.95。

7.根据权利要求1所述的半导体衬底，其中，AlGaN在所述第一AlGaN层、所述第二AlN层和所述第三AlGaN层中的浓度具有“M”的形状。

8.根据权利要求1所述的半导体衬底，其中，第一应变控制层中的第三AlGaN层与第二应变控制层中的第一AlGaN层接触。

9.根据权利要求1所述的半导体衬底，其中，所述多个化合物半导体层中的最上层化合物半导体层是导电半导体层。

10.根据权利要求9所述的半导体衬底，其中，所述导电半导体层具有2μm至6μm的厚度。