DE10218498B4 - Method for producing a semiconductor layer and electronic component - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Herstellung einer Halbleiterschicht (7) mit den Schritten
a)
Bereitstellen eines Substrats (8),
b) Aufbringen einer Maskenschicht
(1) mit einer Mehrzahl von Öffnungen
(2) auf dem Substrat (8), und
c) Aufwachsen mindestens einer
Halbleiterschicht (7), wobei die Maskenschicht (1) von dem Halbleitermaterial
lateral überwachsen
wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Öffnungen (2) in der Maskenschicht
streifenförmig
geformt und in mindestens zwei Gruppen (3a, 3b) angeordnet sind,
wobei die Gruppen (3a, 3b) durch einen Trennbereich (4) voneinander
lateral beabstandet sind,
und die Maskenschicht (1) innerhalb
des Trennbereichs (4) eine Mehrzahl von Öffnungen (5) aufweist.Method for producing a semiconductor layer (7) with the steps
a) providing a substrate (8),
b) applying a mask layer (1) having a plurality of openings (2) on the substrate (8), and
c) growing at least one semiconductor layer (7), wherein the mask layer (1) is laterally overgrown by the semiconductor material,
characterized in that
the openings (2) in the mask layer are strip-shaped and arranged in at least two groups (3a, 3b), the groups (3a, 3b) being laterally spaced from each other by a separation area (4),
and the mask layer (1) has a plurality of openings (5) within the separation area (4).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschicht nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein elektronisches Bauelement. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein epitaktisches Herstellungsverfahren für eine Halbleiterschicht, bei dem durch laterales Wachstum eines Halbleitermaterials auf einem Substrat eine Halbleiterschicht geformt wird.The The invention relates to a method for producing a semiconductor layer according to the preamble of claim 1 and an electronic Component. In particular, the invention relates to an epitaxial Manufacturing process for a semiconductor layer in which by lateral growth of a semiconductor material a semiconductor layer is formed on a substrate.
Ein derartiges Verfahren wird oftmals als LEO-Verfahren (Lateral Epitaxial Overgrowth) oder ELOG-Verfahren (Epitaxial Lateral Overgrowth) bezeichnet und ist beispielsweise aus Song at al., phys. stat. sol. (a) 180, 247 (2000), bekannt. Hierin ist die Herstellung einer Galliumnitrid-Schicht auf einem Saphirsubstrat beschrieben. Auf dem Saphirsubstrat wird zunächst eine dünne Initialschicht (seed layer) und darauf eine streifenförmige Siliziumnitrid-Maskenschicht aufgebracht. Bei der nachfolgenden Abscheidung von Trimethylgallium und Ammoniak wächst zunächst eine Mehrzahl von Galliumnitrid-Schichten zwischen den Maskenstreifen auf. Sobald die Galliumnitrid-Schichten die Dicke der Maskenschicht erreicht haben, tritt neben dem vertikalen Wachstum ein laterales Wachstum auf, so daß die Maskenschicht von den Galliumnitrid-Schichten lateral überwachsen wird. Dieser Prozeß wird fortgesetzt, bis eine geschlossene Galliumnitrid-Schicht entsteht.One Such method is often called LEO (Lateral Epitaxial Overgrowth) or ELOG (Epitaxial Lateral Overgrowth) method and is, for example, from Song at al., phys. stat. sol. (a) 180, 247 (2000). This is the production of a gallium nitride layer described on a sapphire substrate. On the sapphire substrate becomes first a thin one Initial layer (seed layer) and then a strip-shaped silicon nitride mask layer applied. In the subsequent deposition of trimethylgallium and ammonia is growing first a plurality of gallium nitride layers between the mask stripes on. Once the gallium nitride layers the thickness of the mask layer have reached, in addition to the vertical growth, a lateral Growth on, so that the mask layer from the gallium nitride layers overgrown laterally becomes. This process will continued until a closed gallium nitride layer is formed.
Es hat sich gezeigt, daß die Versetzungsdichte in der durch laterales Überwachsen hergestellten Galliumnitrid-Schicht vorteilhaft gering ist und sich insbesondere gegenüber einer auf das Saphirsubstrat unmittelbar aufgewachsenen Schicht durch eine höhere Kristallqualität auszeichnet.It has been shown that the Dislocation density in the gallium nitride layer produced by lateral overgrowth is advantageously low and especially against one on the sapphire substrate directly grown through a layer higher crystal quality distinguished.
Weitere
Verfahren zum lateralen Überwachsen
von GaN-Epitaxieschichten
werden in der
Weiterhin ist allgemein bekannt, daß epitaktisches Wachstum bei einer erhöhten Temperatur, beispielsweise in der Größenordnung von 1000°C stattfindet. Nach dem Epitaxieprozeß wird in der Regel das Substrat mit den darauf aufgewachsenen Epitaxieschichten auf eine für die weitere Verarbeitung zweckmäßige Temperatur und schließlich auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Dabei können unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten von Substrat und Halbleiterschicht zu thermisch induzierten mechanischen Spannungen führen, wobei die Gefahr einer Beschädigung der Halbleiterschicht, beispielsweise durch Risse, besteht. Um diese Gefahr zu verringern, ist eine möglichst gute Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Halbleiterschicht und Substrat erforderlich.Farther is generally known that epitaxial Growth at an elevated level Temperature, for example, in the order of 1000 ° C takes place. After the epitaxy process becomes usually the substrate with the epitaxial layers grown thereon on one for further processing appropriate temperature and finally cooled to ambient temperature. It can different thermal expansion coefficients of substrate and semiconductor layer to thermally induced mechanical stresses to lead, being the risk of damage the semiconductor layer, for example by cracks, consists. Around To reduce danger is one possible good adaptation of the thermal expansion coefficient between Semiconductor layer and substrate required.
Bei Nitrid-Verbindungshalbleitern ist die Zahl der als Substrat geeigneten Materialien vergleichsweise gering, wobei die genannte thermische Anpassung nur bedingt möglich ist. Dadurch wird einerseits die maximal erreichbare Schichtdicke der Halbleiterschicht limitiert und andererseits die Ausbeute an rißfrei aufgewachsenen Halbleiterschichten und folglich auch die Ausbeute an damit herstellbaren Halbleiterbauelementen verringert.at Nitride compound semiconductors is the number of suitable as a substrate Materials comparatively low, said thermal Adaptation only conditionally possible is. As a result, on the one hand, the maximum achievable layer thickness the semiconductor layer limited and on the other hand the yield crack-free grown semiconductor layers and consequently also the yield reduced with it manufacturable semiconductor devices.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren der genannten Art zur Herstellung einer Halbleiterschicht anzugeben. Insbesondere sollen damit größere Schichtdicken und/oder eine höhere Ausbeute erzielbar sein. Die Aus beute kann auch an der Anzahl der mit der Halbleiterschicht fertigbaren Halbleiterbauelemente gemessen werden.Of the Invention is based on the object, an improved method specify the type mentioned for the production of a semiconductor layer. In particular, so larger layer thicknesses and / or a higher one Yield be achievable. The prey can also be determined by the number of measured with the semiconductor layer manufacturable semiconductor devices become.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These The object is achieved by a method according to claim 1. advantageous Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung basiert auf der Überlegung, daß Halbleiterschichten mit einer Schichtdicke, die größer als die kritische Schichtdicke ist, herstellbar sind, sofern die Schichtflächen derart begrenzt sind, daß mechanische Spannungen in der Halbleiterschicht teilweise abgebaut werden. Zumindest müssen diese Spannungen so gering gehalten werden, daß die Halbleiterschicht nicht beschädigt wird. Als kritische Schichtdicke wird dabei die Schichtdicke einer entsprechenden Halbleiterschicht bezeichnet, die mit herkömmlichen Verfahren rißfrei hergestellt werden kann.The Invention is based on the consideration that semiconductor layers with a layer thickness greater than the critical layer thickness is, can be produced, provided the layer surfaces in such a way are limited that mechanical Tensions in the semiconductor layer are partially degraded. At least have to these voltages are kept so low that the semiconductor layer is not damaged becomes. The critical layer thickness is the layer thickness of a corresponding semiconductor layer referred to with conventional Process crack-free can be produced.
Bei der Erfindung ist vorgesehen, die Halbleiterschichten mittels eines ELOG-Verfahrens herzustellen, wobei die ELOG-Strukturen in zwei oder mehr Gruppen angeordnet sind, so daß die Schichtfläche der herzustellenden Halbleiterschicht in zwei oder mehr begrenzte Teilflächen unterteilt ist.at the invention is provided, the semiconductor layers by means of a ELOG process, wherein the ELOG structures in two or more groups are arranged so that the layer surface the semiconductor layer to be produced in two or more limited subareas is divided.
Weiter basiert die Erfindung auf der Überlegung, daß Risse aufgrund thermisch induzierter mechanischer Spannungen in der Halbleiterschicht zwar allgemein unerwünscht sind, aber dann keinen besonderen Nachteil darstellen, wenn sie lokal auf eine festgelegte, vorzugsweise möglichst kleine Fläche begrenzt sind. Bei einem ELOG-Verfahren der oben beschriebenen Art können durch die Wahl geeigneter Maskenstrukturen derartige, gleichsam als Sollbruchstellen fungierende Flächen festgelegt werden.Furthermore, the invention is based on the consideration that cracks due to thermally induced mechanical stresses in the semiconductor layer, although generally undesirable, but then no be constitute a special disadvantage, if they are limited locally to a fixed, preferably the smallest possible area. In an ELOG method of the type described above, by the choice of suitable mask structures such, as it were functioning as predetermined breaking points surfaces can be set.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschicht durch Bereitstellen eines Substrats, Aufbringen einer Maskenschicht mit einer Mehrzahl von Öffnungen auf dem Substrat und Aufwachsen mindestens einer Halbleiterschicht, wobei die Maskenschicht von dem Halbleitermaterial lateral überwachsen wird, vorgesehen. Die Öffnungen in der Maskenschicht sind dabei in mindestens zwei Gruppen angeordnet, die durch einen Trennbereich lateral voneinander beabstandet sind. Weiterhin sind die Öffnungen in den mindestens zwei Gruppen streifenförmig geformt und verlaufen bevorzugt jeweils in die gleiche Richtung.According to the invention is a Method for producing a semiconductor layer by providing a substrate, applying a mask layer having a plurality of openings on the substrate and growing at least one semiconductor layer, wherein the mask layer laterally overgrow the semiconductor material is provided. The openings in the mask layer are arranged in at least two groups, which are laterally spaced apart by a separation area. Furthermore, the openings in the at least two groups strip-shaped and run preferably in the same direction.
Weiterhin sind bei der Erfindung auch innerhalb des Trennbereichs Öffnungen in der Maskenschicht gebildet. Aufgrund dieser Öffnungen findet auch innerhalb des Trennbereichs epitaktisches Wachstum der Halbleiterschicht statt. Dies dient aber nicht zur Herstellung einer rißfreien Halbleiterschicht wie außerhalb des Trennbereichs, sondern zur Verbesserung der Schichtdickenhomogenität.Farther are in the invention also within the separation area openings formed in the mask layer. Because of these openings also takes place inside the separation region epitaxial growth of the semiconductor layer instead. However, this does not serve to produce a crack-free semiconductor layer such as outside the separation area, but to improve the layer thickness homogeneity.
Da innerhalb des Trennbereichs teilweise laterales Wachstum stattfinden kann, werden bei der Erfindung insbesondere unerwünschte Schwankungen der Schichtdicke der Halbleiterschicht vorteilhaft reduziert.There Partial lateral growth take place within the separation area can be in the invention, in particular undesirable fluctuations the layer thickness of the semiconductor layer advantageously reduced.
Durch laterales Überwachsen werden zunächst im Bereich der beiden Gruppen von streifenförmigen Öffnungen zwei durch den Trennbereich voneinander separierte Halbleiterschichten mit einer vorteilhaft geringen Versetzungsdichte epitaktisch aufgewachsen. Der Wachstumsprozeß wird fortgesetzt, bis der Trennbereich ebenfalls überwachsen ist und schließlich eine gemeinsame geschlossene Halbleiterschicht entsteht.By lateral overgrowth be first in the region of the two groups of strip-shaped openings two through the separation area from each other separated semiconductor layers with an advantageously low dislocation density grown epitaxially. The growth process will continue until the Also overgrow separation area is and finally a common closed semiconductor layer is formed.
Die Anordnung von streifenförmigen Öffnungen der Maskenschicht in zwei Gruppen mit einem dazwischen liegenden Trennbereich bewirkt dabei eine Veränderung oder Störung des Kristallgefüges der aufgewachsenen Halbleiterschicht im Trennbereich, so daß sich hier leichter Risse aufgrund mechanischer Spannungen ausbilden können als in den benachbarten Gebieten. Damit bildet die Halbleiterschicht im Trennbereich eine Soll bruchstelle, die die angrenzenden Bereiche der Halbleiterschicht vor einer Beschädigung durch Rißbildung schützt.The Arrangement of strip-shaped openings the mask layer in two groups with an intermediate one Separation area causes a change or disturbance of the Crystal texture of the grown semiconductor layer in the separation area, so that here can easily form cracks due to mechanical stress in the neighboring areas. Thus, the semiconductor layer forms in the separation area a predetermined breaking point, the adjacent areas the semiconductor layer from damage by cracking protects.
Mit Vorteil wird so die flächenmäßige Ausbeute an rißfreien Bereichen der Halbleiterschicht erhöht. Weiterhin wird durch die Lokalisierung möglicherweise auftretender Risse in dem vorgegebenen Trennbereich vermieden, daß sich Risse unkontrolliert über größere Bereiche der Halbleiterschicht erstrecken. Damit wird auch die Fertigungsausbeute an Halbleiterbauelementen, die aus der Halbleiterschicht gebildet werden können, erhöht, da die Wahrscheinlichkeit, daß ein Riß durch Anteile der Halbleiterschicht außerhalb des Trennbereichs verläuft, vorteilhaft reduziert ist. Dies gilt insbesondere für automatisierte Fertigungsverfahren, bei denen die zu verwendenden Bereiche der Halbleiterschicht fest vorgegeben sind.With The advantage is the areal yield on crack-free Increased areas of the semiconductor layer. Furthermore, by the Localization may be occurring cracks in the predetermined separation area avoided that cracks uncontrolled over larger areas the semiconductor layer extend. This is also the production yield to semiconductor devices formed from the semiconductor layer can be elevated, since the probability that one Break through Portions of the semiconductor layer outside of the separation region is advantageous is reduced. This is especially true for automated manufacturing processes, in which the areas of the semiconductor layer to be used are fixed are predetermined.
Es versteht sich, daß auch die Ausbildung von mehr als zwei Gruppen von streifenförmigen Öffnungen, die jeweils durch einen Trennbereich voneinander beabstandet sind, im Rahmen der Erfindung liegt. Insbesondere bei großflächigen Substraten ist eine solche Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft. Im folgenden wird die Erfindung der Einfachheit halber anhand von zwei Gruppen streifenförmiger Öffnungen beschrieben.It it goes without saying that too the formation of more than two groups of strip-shaped openings, each separated by a separation area, within the scope of the invention. Especially with large-area substrates Such an embodiment of the invention is advantageous. Hereinafter For reasons of simplicity, the invention is based on two groups strip-shaped openings described.
Vorzugsweise sind bei der Erfindung die streifenförmigen Öffnungen in den beiden Gruppen parallel, weitergehend auch zueinander parallel angeordnet, beispielsweise in Form einer Mehrzahl paralleler rechteckförmiger Streifen. Zudem sind jeweils gleiche Streifenbreiten der Öffnungen und gleiche Abstände zwischen benachbarten Öffnungen zweckmäßig. Durch diese regelmäßige Anordnung wird sowohl die Ausbeute der Halbleiterschicht mit einer hohen Kristallqualität als auch deren automatisierte Verarbeitung vorteilhaft unterstützt.Preferably in the invention, the strip-shaped openings in the two groups are parallel, further arranged also parallel to each other, for example in the form of a plurality of parallel rectangular strips. In addition are each equal strip widths of the openings and equal distances between adjacent openings appropriate. By this regular arrangement both the yield of the semiconductor layer with a high crystal quality as well their automated processing supported advantageous.
Dabei ist es vorteilhaft, jeweils eine streifenförmige Öffnung der einen Gruppe und eine streifenförmige Öffnung der anderen Gruppe längs einer gemeinsamen Gerade anzuordnen, so daß die Hauptersteckungsrichtungen der beiden Öffnungen zusammenfallen. Besonders bevorzugt sind eine oder mehrere der oben genannten Öffnungen der Maskenschicht innerhalb des Trennbereichs ebenfalls längs dieser gemeinsamen Gerade und somit zwischen den Stirnseiten der entsprechenden streifenförmigen Öffnungen angeordnet.there It is advantageous, in each case a strip-shaped opening of a group and a strip-shaped opening of the other Group along to arrange a common straight line, so that the Hauptersteckungsrichtungen the two openings coincide. Particularly preferred are one or more of the above said openings the mask layer within the separation area also along this common straight line and thus between the end faces of the corresponding strip-shaped openings arranged.
Der durch den Trennbereich gebildete Abstand zwischen den beiden Gruppen ist bevorzugt größer als der Abstand zwischen zwei benachbarten streifenförmigen Öffnungen in den jeweiligen Gruppen. Besonders bevorzugt ist der Abstand zwischen den zwei Gruppen mehr als doppelt so groß wie der Abstand zweier benachbarter streifenförmiger Öffnungen.Of the distance between the two groups formed by the separation area is preferably greater than the distance between two adjacent strip-shaped openings in the respective Groups. Particularly preferred is the distance between the two groups more than twice the size the distance between two adjacent strip-shaped openings.
Bei unterschiedlichen Abständen zwischen benachbarten streifenförmigen Öffnungen kann hierfür der mittlere Abstand oder der größte auftretende Abstand herangezogen werden. Allgemein sollte der Trennbereich so breit sein, daß bei oder nach der Abkühlung nach der Epitaxie Risse in den Halbleiterschichten im wesentlichen im Trennbereich entstehen. Dieser Abstand kann auch experimentell ermittelt werden.At different distances between adjacent strip-shaped openings for this purpose, the average distance or the largest occurring Distance be used. In general, the separation area should be so wide that during or after the cooling after the epitaxy cracks in the semiconductor layers arise substantially in the separation area. This distance can also be determined experimentally.
Bei der Wahl der Breite des Trennbereiches ist zu berücksichtigen, daß zur Bildung der Sollbruchstelle ein möglichst großer Abstand zwischen den Gruppen streifenförmiger Öffnungen zweckmäßig ist. Zur nachfolgenden Bearbeitung der Halbleiterschicht ist aber eine geschlossene, vorzugsweise möglichst ebene Halbleiterschicht vorteilhaft. Beispielsweise erfordert die Aufbringung photolithographischer Masken auf der Halbleiterschicht eine möglichst ebene Oberfläche. Bei zu großen Abständen zwischen den Gruppen streifenförmiger Öffnungen steigt die minimal erforderliche Schichtdicke zur Ausbildung einer geschlossenen Halbleiterschicht und damit die Wachstumsdauer, bis eine geschlossene Halbleiterschicht entsteht. Der oben genannte Bereich für den durch den Trennbereich gebildeten Abstand, bezogen auf den Abstand zweier benachbarter streifenförmiger Öffnungen, ist in dieser Hinsicht besonders vorteilhaft.at the choice of the width of the separation area must be taken into account that to Forming the breaking point the largest possible distance between the groups strip-shaped openings is appropriate. to subsequent processing of the semiconductor layer is but a closed, preferably as level as possible Semiconductor layer advantageous. For example, the application requires photolithographic masks on the semiconductor layer one possible flat surface. Too big intervals between the groups of strip-shaped openings increases the minimum required layer thickness to form a closed Semiconductor layer and thus the growth time until a closed Semiconductor layer is formed. The above area for the by the separation distance formed, based on the distance between two adjacent strip-shaped openings, is particularly advantageous in this regard.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Maskenschicht in zwei Schritten aufgebracht. In einem ersten Schritt wird eine geschlossene Maskenschicht abgeschieden. Nachfolgend wird die Maskenschicht in einem zweiten Schritt strukturiert, wobei insbesondere die genannten Öffnungen in der Maskenschicht ausgebildet werden. Als Maskenmaterial kann beispielsweise im ersten Schritt eine geschlossene Siliziumoxid- oder Siliziumnitrid-Schicht gebildet werden. Auch metallische Maskenschichten, die beispielsweise Nickel enthalten können, sind bei der Erfindung geeignet. Die Strukturierung kann bei der Erfindung mittels eines herkömmlichen photolithographischen Verfahrens erfolgen.at An advantageous embodiment of the invention is the mask layer applied in two steps. In a first step, a closed mask layer deposited. The following is the mask layer structured in a second step, wherein in particular said openings be formed in the mask layer. As a mask material can For example, in the first step, a closed silica or silicon nitride layer are formed. Also metallic mask layers, which may contain nickel, for example, are in the invention suitable. The structuring can in the invention by means of a conventional Photolithographic process done.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, vor der Ausbildung der Maskenschicht eine Initialschicht (seed layer) auf dem Substrat aufzuwachsen. Vorzugsweise wird hierfür ein Material der nachfolgend auf zuwachsenden Halbleiterschicht, ein Material aus dem selben Halbleitersystem oder ein Material, das zumindest teilweise die Bestandteile der nachfolgend aufzubringenden Halbleiterschicht enthält, verwendet.A advantageous development of the invention is, before Forming the mask layer on an initial layer (seed layer) grow up the substrate. Preferably, this is a material of following growth of semiconductor layer, a material the same semiconductor system or a material that is at least partially the components of the subsequently applied semiconductor layer contains used.
Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung einer Halbleiterschicht, die einen Nitrid-Verbindungshalbleiter enthält. Unter einem Nitrid-Verbindungshalbleiter sind insbesondere Nitrid-Verbindungen von Elementen der dritten und/oder fünften Hauptgruppe des Periodensystems der chemischen Elemente wie beispielsweise GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN oder AlInGaN zu verstehen. Als Substrat eignet sich beispielsweise ein Siliziumkarbid- oder ein Saphirsubstrat. Als Initialschicht wird in diesem Fall vorzugsweise ebenfalls eine Schicht eines Nitrid-Verhindungshalbleiters verwendet.The Invention is particularly suitable for the production of a semiconductor layer, which contains a nitride compound semiconductor. Under a nitride compound semiconductor are in particular nitride compounds of elements of the third and / or fifth Main group of the Periodic Table of the chemical elements such as GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN or AlInGaN. As a substrate For example, a silicon carbide or a sapphire substrate is suitable. As an initial layer in this case is preferably also a Layer of a nitride Verhinderungshalbleiters used.
Mit einer erfindungsgemäß hergestellten Halbleiterschicht werden vorzugsweise elektronische Halbleiterbauelemente gefertigt. Nitrid-Verbindungshalbleiterschichten eignen sich insbesondere für optoelektronische, beispielsweise strahlungsemittierende Bauelemente. Bei solchen Bauelementen, die in der Regel als Lumineszenzdiode, zum Beispiel in Form einer Leucht- oder Laserdiode, ausgebildet sind, ist eine aktive strahlungserzeugende Schicht vorgesehen, die GaN, InGaN, AlGaN oder AlInGaN enthalten kann. Diese aktive Schicht kann innerhalb der oben beschriebenen, mittels Überwachsen hergestellten Halbleiterschicht ausgebildet oder bevorzugt auf dieser Halbleiterschicht aufgewachsen sein. Es versteht sich, daß im Rahmen der Erfindung derartige Bauelementstrukturen auch noch andere Halbleiterschichten, beispielsweise Wellenleiter-, Quantentopf-, Mantel- und/oder Kontaktschichten umfassen können.With a semiconductor layer produced according to the invention Preferably, electronic semiconductor devices are manufactured. Nitride compound semiconductor layers are particularly suitable for optoelectronic, For example, radiation-emitting components. In such components, usually as a light-emitting diode, for example in the form of a Luminous or laser diode, are formed, is an active radiation-generating Layer containing GaN, InGaN, AlGaN or AlInGaN can. This active layer may be within the range described above, by overgrowth formed semiconductor layer or preferably formed on this Semiconductor layer grown. It is understood that in the context the invention such device structures also other semiconductor layers, For example waveguide, quantum well, cladding and / or contact layers may include.
Weitere
Merkmale, Vorzüge
und Zweckmäßigkeiten
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
vier Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den
Es zeigen:It demonstrate:
Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den selben Bezugszeichen versehen.Same or equivalent elements are in the figures with the same Provided with reference numerals.
In
In
der Maskenschicht
Zwischen
diesen beiden Gruppen
Da
der Trennbereich
Beim
Abkühlen
des Substrats mit der darauf aufgebrachten Halbleiterschicht nach
der Epitaxie fungiert der Trennbereich
In
Im
Unterschied zu dem in
Diese
zusätzlichen Öffnungen
Bei
der Erfindung wird durch die Öffnungen
Weiterhin
entsteht aufgrund des Zusammenwachsens einer Vielzahl von Halbleiterkristallbereichen
im Trennbereich
Besonders
bevorzugt ist bei der Erfindung die Maskenschicht so strukturiert,
daß die
Dichte der Koaleszenzflächen,
also der Grenzflächen,
an denen Halbleiterkristallbereiche zusammenwachsen, im Trennbereich
größer ist
als im Bereich der angrenzenden Gruppen streifenförmiger Öffnungen.
Damit bildet der Trennbereiches
Die
Im
ersten Schritt,
Im
nächsten
Schritt,
Im
nächsten
Schritt,
Sobald
die Dicke der Halbleiterschicht
Abschließend wird
das Verfahren fortgesetzt, bis eine geschlossene Halbleiterschicht
Aufgrund
der wesentlich größeren Zahl
zusammenwachsender Grenzflächen
entsteht eine Vielzahl von Koaleszenzflächen
Die
Zusammensetzung der Halbleiterschicht
Wird die so epitaktisch hergestellte Halbleiterschicht mit dem Substrat nach dem Epitaxieprozeß abgekühlt, beispielsweise von 1000°C auf 20°C, so treten aufgrund der verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Substrat und Halbleitermaterial mechanische Spannungen in der Halbleiterschicht auf. Diese Spannungen können zu Rissen in der Halbleiterschicht führen und bei herkömmlich hergestellten Halbleiterschichten diese unbrauchbar machen oder die Ausbeute stark reduzieren. Zudem begrenzen derartige Spannungen bei herkömmlichen Herstellungsverfahren die maximal erreichbare Schichtdicke.Becomes the epitaxially produced semiconductor layer with the substrate cooled after the epitaxial process, for example from 1000 ° C to 20 ° C, so occur due to the different thermal expansion coefficients of substrate and semiconductor material mechanical stresses in the Semiconductor layer on. These stresses can cause cracks in the semiconductor layer to lead and conventionally manufactured Semiconductor layers make them useless or the yield strong to reduce. In addition, limit such voltages in conventional Production method, the maximum achievable layer thickness.
Eine
erfindungsgemäß hergestellte
Halbleiterschicht ist nach der Abkühlung in
Die Erläuterung der Erfindung anhand der beschriebenen Ausführungsbeispiele stellt selbstverständlich keine Einschränkung der Erfindung auf diese dar.The explanation of the invention with reference to the described embodiments is of course no restriction the invention on this.
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