DE112014000633B4 - Halbleiterschichtenfolge und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschichtenfolge - Google Patents

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Abstract

Halbleiterschichtenfolge (100) umfassend eine erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht (1), eine zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2), und eine zwischen der ersten (1) und zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (2) angeordnete Zwischenschicht (10),- wobei beginnend mit der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1) die Zwischenschicht (10) und die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2) in einer Wachstumsrichtung (Z) der Halbleiterschichtenfolge (100) nachfolgend angeordnet sind,- wobei die Zwischenschicht (10) zumindest stellenweise eine von der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1) verschiedene Gitterkonstante aufweist,- wobei die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2) zu der Zwischenschicht (10) zumindest stellenweise gitterangepasst ist, und- wobei die Zwischenschicht (10) Mikrorisse (11) umfasst und in den Mikrorissen (11) die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2) zumindest stellenweise vorhanden ist.

Description

  • Es wird eine Halbleiterschichtenfolge und ein Verfahren zur Herstellung dieser angegeben. Bei der Halbleiterschichtenfolge kann es sich um eine elektronische, insbesondere um eine optoelektronische Halbleiterschichtenfolge handeln.
  • Der Artikel Physica Status Solidi c, No. 6, 1583-1606 (2003)/DOI 10.1002/pssc.200303122 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterschichtenfolgen.
  • Die Druckschrift US 2011 / 0 266 552 A1 betrifft ein lichtemittierendes Element mit einer Schichtenfolge bestehend aus einer GaN-Schicht, einer AlGaN-Schicht mit einer Vielzahl an mit SiO2-gefüllten Rissen und einer GaN-Beleuchtungsvorrichtung.
  • Die Druckschrift US 2008 / 0 220 555 A1 betrifft Nitridhalbleiterstrukturen bestehend aus einer ersten Nitridhalbleiterschicht, einer nitridhaltigen Zwischenschicht und einer zweiten Nitridhalbleiterschicht.
  • Die Druckschrift US JP H11 - 121 799 A betrifft ein Galliumnitrid-Halbleiterbauelement, das eine Schichtenfolge bestehend aus einer GaN-Schicht, einer Halbleiterschicht und einer aktiven Schicht auf einem Silikonsubstrat umfasst. In der GaN-Schicht auf dem Silikonsubstrat entstehen aufgrund der verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten Risse. Die zweite Halbleiterschicht dient als Grundschicht, um Risse in der aktiven Schicht zu verhindern.
  • Die Druckschrift DE 20 122 426 U1 betrifft eine Gruppe-III-Nitrid-basierte Lichtemitterstruktur auf einem Siliziumsubstrat bestehend aus einer Al-haltigen Gruppe-III-V-Keimschicht, einer oder mehrerer Al-haltiger Gruppe-III-V-Niedertemperaturzwischenschichten und einer oder mehrerer SixNy-Zwischenschichten.
  • Die Druckschrift US 2010 / 0 295 015 A1 betrifft ein lichtemittierendes Bauelement mit einer Vielzahl von Clustern auf einem Substrat und einer darauf angeordneten Schichtstruktur bestehend aus einer ersten Halbleiterschicht, einer aktiven Schicht und einer zweiten Halbleiterschicht. Die erste Halbleiterschicht kann Luftspalte über der Vielzahl an Clustern beinhalten.
  • Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Halbleiterschichtenfolge anzugeben, die kosteneffizient und materialsparend herstellbar ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge umfasst diese eine erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht, eine zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht und eine zwischen der ersten und zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht angeordnete Zwischenschicht. Unter „nitridische Verbindungshalbleiterschicht“ und/oder „Zwischenschicht“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang eine Halbleiterschicht, die zumindest stellenweise ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial umfasst oder aus einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial besteht.
  • Unter „Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial“ versteht man ein Halbleitermaterial, das AlnGamIn1-n-mN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n+m ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es beispielsweise ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga, In, N), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
  • Die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht und die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht grenzen zumindest stellenweise nicht unmittelbar aneinander an, sondern sind durch die Zwischenschicht zueinander beabstandet. Das heißt, dass die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht und die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht jeweils mit einer zu der Zwischenschicht zugewandten Fläche an der Zwischenschicht, insbesondere direkt, angrenzen. Ferner ist denkbar, dass bei Ausbildung von Mikrorissen in der Zwischenschicht zumindest stellenweise über die Mikrorisse der Zwischenschicht die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht mit der ersten nitridischen nitridische Verbindungshalbleiterschicht zumindest teilweise verbunden ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge sind beginnend mit der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht, die Zwischenschicht und die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht in einer Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge nachfolgend angeordnet und grenzen direkt aufeinanderfolgend zueinander an. Unter „Wachstumsrichtung“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang die Richtung des Wachstums der Halbleiterschichtenfolge.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge weist die Zwischenschicht zumindest stellenweise eine von der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht verschiedene Gitterkonstante auf. Unter „Gitterkonstante“ kann im vorliegenden Zusammenhang auch eine mittlere Gitterkonstante verstanden werden.
  • Das heißt, dass die Zwischenschicht nicht an eine Gitterkonstante der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht angepasst ist. Die Zwischenschicht wächst zunächst auf der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht im Rahmen der Herstellungstoleranz auf, wobei mit Laufe des Wachstums die Zwischenschicht, insbesondere unter Mikrorissbildung, relaxiert und zumindest stellenweise eine für die Zwischenschicht spezifische Gitterkonstante aufweist. Die spezifische Gitterkonstante ist von der Gitterkonstante der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht verschieden. Mit anderen Worten wächst die Zwischenschicht weitestgehend unabhängig von der durch die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht vorgegebene Gitterkonstante auf. Das nicht-gitterangepasste Aufwachsen der Zwischenschicht auf der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht kann insbesondere durch Prozessparameter während des Aufwachsprozesses der Zwischenschicht gesteuert, beeinflusst und/oder bestimmt sein.
  • Unter „Aufwachsen“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang insbesondere ein epitaktisches Aufwachsen mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) oder physikalischer Gasphasenabscheidung, beispielsweise Molekularstrahlepitaxie (MBE). Ferner sind Flüssigphasenepitaxie (LPE) oder Hydridgasphasenepitaxie (HVPE) denkbar. Zum Aufwachsen der Halbleiterschichtenfolge kommen Abscheidungs-, Beschichtungs-, und/oder Aufwachsverfahren zum Einsatz. Insbesondere kommen chemische Gasphasenabscheidung (CVD, chemical vapor deposition) mit gegebenenfalls vorteilhaften Varianten wie unter anderem MOCVD (metal organic CVD), PECVD (plasma enhanced CVD), HFCVD (hot filament CVD), LPCVD (low pressure CVD) und APCVD (atmospheric pressure CVD) zum Einsatz. Chemische Gasphasenabscheidung (CVD) oder physikalische Gasphasenabscheidung sind im vorliegenden Zusammenhang jeweils als Grundprinzipien zum Aufwachsen der Halbleiterschichtenfolge zu verstehen und decken somit weitere Verfahrensvarianten ab, die auf obigen Grundprinzipien beruhen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge ist die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht zu der Zwischenschicht zumindest stellenweise gitterangepasst. Unter „gitterangepasst“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang, dass eine Abweichung der spezifischen Gitterkonstante der Zwischenschicht zu einer spezifischen Gitterkonstante der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht in lateraler Richtung zumindest stellenweise nicht größer als 1 % beträgt. Das heißt, dass die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht im Rahmen der Herstellungstoleranz basierend auf der Gitterkonstante der Zwischenschicht aufwächst. Das gitterangepasste Aufwachsen der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht auf der Zwischenschicht kann insbesondere durch Prozessparameter während des Aufwachsprozesses auf der Zwischenschicht gesteuert, beeinflusst und/oder geregelt werden.
  • Unter dem nicht-gitterangepassten Aufwachsen versteht man ein nicht-pseudomorphes Aufwachsen der hier beschriebenen Zwischenschicht. Unter dem gitterangepassten Aufwachsen versteht man insbesondere ein pseudomorphes Aufwachsen der hier beschriebenen zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht. Bei dem pseudomorphen Aufwachsen wird eine Ausdehnung der Gitterkonstante in lateraler Richtung beibehalten. Eine Ausdehnung der Gitterkonstante senkrecht zu der lateralen Richtung kann sich insbesondere aufgrund der Atomverbindungen im Kristall und den daraus resultierenden Kräften ändern, wobei die Poissonzahl obige Ausdehnung beschreiben kann.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge umfasst diese eine erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht, eine zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht und eine zwischen der ersten und zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht angeordnete Zwischenschicht, wobei beginnend mit der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht, die Zwischenschicht und die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht in einer Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge nachfolgend angeordnet sind und direkt aufeinanderfolgend zueinander angrenzen. Die Zwischenschicht weist zumindest stellenweise eine von der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht verschiedene Gitterkonstante auf und die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht ist zu der Zwischenschicht zumindest stellenweise gitterangepasst.
  • Nitridische Verbindungshalbleiterschichten, die Nitrid-Verbindungshalbleitermaterialien umfassen oder aus Nitrid-Verbindungshalbleitermaterialien bestehen, weisen insbesondere während des Aufwachsens und insbesondere Abkühlens auf kommerziell erhältlichen Substraten, insbesondere Silizium-Aufwachssubstrate, hohe Spannungen auf. Die Spannungen können insbesondere zu einer Beschädigung der nitridischen Verbindungshalbleiterschichten führen. Insbesondere führen Gitterfehlanpassungen der Substrate und unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten während des Aufwachsens und insbesondere Abkühlens von nitridischen Verbindungshalbleiterschichten zu makroskopischen Rissbildungen in den nitridischen Verbindungshalbleiterschichten. Insbesondere ist ein epitaktisches Aufwachsen und Abkühlen von Nitrid-Verbindungshalbleitermaterialien auf kostengünstigen Silizium-Aufwachssubstraten nicht ohne Weiteres möglich, ohne dass eine sich ausbildende Schichtenfolge Schäden aufweist. Beispielsweise können die Schäden in Form von Makrorissen vorliegen. Silizium-Aufwachssubstrate haben den Vorteil, dass diese deutlich günstiger sind als beispielsweise Saphirsubstrate.
  • Unter „Makrorisse“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang Risse, die sich durch die gesamte Halbleiterschichtenfolge ziehen und somit insbesondere Licht erzeugende LED-Strukturen zerstören. Unter „Mikrorisse“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang Risse, die sich innerhalb einer Schicht oder Schichtenfolge, beispielsweise der Zwischenschicht, ausbilden können. Mit anderen Worten besteht der Hauptunterschied zwischen Mikro- und Makrorissen darin, dass die hier beschriebenen Mikrorisse in der Zwischenschicht vorkommen und die die Zwischenschicht umgebenden nitridischen Verbindungshalbleiterschichten keine Mikrorisse aufweisen. Die sich in der Zwischenschicht ausbildenden Mikrorisse sind im Vergleich zu den Makrorissen zueinander deutlich dichter angeordnet.
  • Bei der hier beschriebenen Halbleiterschichtenfolge wurde überraschenderweise festgestellt, dass bei einem gitterangepassten Aufwachsen der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht auf der hierfür vorgesehenen Zwischenschicht die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht kompressiv verspannt aufwächst. Die kompressive Verspannung wirkt nach Fertigstellung der Halbleiterschichtenfolge, insbesondere eines Abkühlens, der sich ausbildenden Zugverspannung entgegen. Es bilden sich keine makroskopischen Risse in der Halbleiterschichtenfolge aus. Als Grundlage dieser überraschenden Feststellung sind insbesondere nachweisbare Mikrorisse in der Zwischenschicht heranzuziehen, die auf ein nicht-gitterangepasstes beziehungsweise nicht-pseudomorphes Aufwachsen der Zwischenschicht auf der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht basieren. Durch das nicht-gitterangepasste Aufwachsen der Zwischenschicht relaxiert die Zwischenschicht während des Aufwachens, wobei sich in der Zwischenschicht die hier beschriebenen Mikrorisse ausbilden.
  • Mit anderen Worten ist ein zerstörungsfreies epitaktisches Aufwachsen der hier beschriebenen Halbleiterschichtenfolge auf Silizium-Aufwachssubstraten möglich. Das heißt, dass durch die hier beschriebene Halbleiterschichtenfolge insbesondere Silizium-Aufwachssubstrate eingesetzt werden können. Das Ergebnis hinsichtlich der epitaktisch aufgewachsenen Halbleiterschichtenfolge ist dabei vergleichbar zu Halbleiterschichtenfolgen, die auf Saphir oder Siliziumcarbid aufgewachsen sind.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge umfasst die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, das AlnInmGa1-n-mN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n+m ≤ 1, die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht umfasst ein weiteres Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, das AlxInyGa1-x-yN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1 und die Zwischenschicht umfasst ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, das AlrInsGa1-r-sN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 < r ≤ 1, 0 ≤ s ≤ 1 und r + s ≤ 1.
  • Die Indizes n, m können insbesondere von den Indizes x, y abweichen. Beispielsweise weichen die Indizes n, m zu den Indizes x, y um jeweils 10 % voneinander ab. In der Zwischenschicht ist der Aluminiumgehalt höher als in der ersten und zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht. Das hier beschriebene Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial kann ferner, zum Beispiel, zur Ausbildung einer aktiven Schicht dotiert sein. Beispielsweise kann die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht n-dotierte und p-dotierte Bereiche aufweisen, wobei sich zwischen dem n-dotierten Bereich und dem p-dotierten Bereich die aktive Schicht ausbilden kann.
  • Die Zwischenschicht kann beispielsweise vollständig aus AlN bestehen. Sie kann ferner insbesondere aus einem Material AlrGa1-rN mit in Wachstumsrichtung steigendem r bestehen, wobei 0 < r ≤ 1. Dabei kann r insbesondere Werte zwischen 0,1 und 0,95 annehmen. Die Zunahme des Aluminiumgehalts kann linear sein mit zunehmender Wachstumsdauer beziehungsweise Dicke der Zwischenschicht einen höheren Aluminiumgehalt aufweisen. Mit anderen Worten bildet sich ein Materialgradient hinsichtlich des Aluminiumgehalts in der Zwischenschicht aus, wobei der Aluminiumgehalt mit zunehmender Wachstumsdauer in Wachstumsrichtung der Schichtenfolge zunimmt. Die Wachstumsparameter induzieren ein Relaxieren der Zwischenschicht und es bilden sich Mikrorisse in der Zwischenschicht aus, die insbesondere auf den Materialgradienten basieren können.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform kann die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht beispielsweise in Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge eine zunehmende Konzentration an Siliziumdotierung und/oder eine konstante Konzentration an Siliziumdotierung aufweisen. Durch eine Siliziumdotierung kann insbesondere die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht eine verbesserte Stromverteilung aufweisen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge sind das Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht und das weitere Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht gleich. Mit anderen Worten nehmen die Indizes n, m der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht die gleichen Werte an wie die Indizes x, y der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht. Unter „gleich“ versteht man hinsichtlich der ersten und zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht eine im Rahmen der Herstellungstoleranz identische chemische Zusammensetzung. Beispielsweise kann die hier beschriebene Halbleiterschichtenfolge folgende Zusammensetzung aufweisen: GaN/AlN/GaN, wobei GaN die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht, AlN die Zwischenschicht und GaN die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht beschreiben.
  • „Gleich“ bedeutet jedoch nicht, dass die erste und zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht hinsichtlich ihrer Gitterkonstante im Rahmen der Herstellungstoleranz identisch sind. Eine pseudomorph aufgewachsene erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht kann im Rahmen der Herstellungstoleranz hinsichtlich einer atomaren Zusammensetzung identisch zu einer nicht pseudomorph aufgewachsenen zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht sein, wobei ihre Gitterkonstanten verschieden sind.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge umfasst die Zwischenschicht Mikrorisse und in den Mikrorissen ist die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht zumindest stellenweise vorhanden. Die Zwischenschicht weist eine von der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht verschiedene Gitterkonstante auf. Das heißt, dass die Zwischenschicht nicht-gitterangepasst beziehungsweise nicht-pseudomorph auf der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht aufgewachsen ist. Dadurch bilden sich mit zunehmender Schichtdicke in der Zwischenschicht Mikrorisse aus, die zumindest stellenweise vollkommen durch die Zwischenschicht hindurchgehen. Des Weiteren kann die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht, durch die in der Zwischenschicht ausgebildeten Mikrorisse, mit der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht in Kontakt stehen.
  • Mit anderen Worten umfasst die Zwischenschicht zumindest stellenweise einzelne Zwischenschichtblöcke und/oder Zwischenschichtinseln, die in Summe die Zwischenschicht beschreiben und zumindest stellenweise nicht zueinander in direktem Kontakt stehen. Das heißt, dass die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht durch die Mikrorisse der Zwischenschicht beispielsweise mit Prozessgasen durch die Zwischenschicht hindurch in direkten Kontakt treten kann.
  • Die auf der Zwischenschicht gitterangepasst aufgewachsene zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht wächst in den Mikrorissen sowie auf den durch die Mikrorisse gebildeten einzelnen Zwischenschichtblöcken und/oder Zwischenschichtinseln der Zwischenschicht inselartig auf. Mit zunehmender Aufwachsdauer der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht verschmilzt, verbindet und/oder schließt sich das Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschichten zu einer lateral homogen ausgebildeten zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht zusammen. Das Aufwachsen startet in den Rissen der Zwischenschicht als auch auf den Zwischenschichtblöcken und/oder Zwischenschichtinseln gleichzeitig.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge weist die Zwischenschicht einen Aluminiumgehalt auf, der größer als der Aluminiumgehalt der ersten und zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht ist. Beispielsweise beträgt der Aluminiumgehalt der Zwischenschicht mindestens 85 %. Denkbar ist auch ein Aluminiumgehalt von 100 %. Das heißt, die Zwischenschicht umfasst im Rahmen der Herstellungstoleranz kein elementares Gallium. Durch den größeren Gehalt an Aluminium in der Zwischenschicht weist die Zwischenschicht im relaxierten Zustand eine kleinere Gitterkonstante als die an die Zwischenschicht im relaxierten Zustand angrenzende nitridische Verbindungshalbleiterschicht auf. Das heißt, sind beispielsweise die erste und zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht frei von Aluminium, so weisen diese im relaxierten Zustand eine größere Gitterkonstante als die aluminiumhaltige Zwischenschicht auf.
  • Unter „relaxiertem Zustand“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang einen unverspannten Zustand der hier beschriebenen Schichten.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge weist die Zwischenschicht eine kleinere Gitterkonstante als die erste und zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht auf. Durch den hier beschriebenen wesentlich höheren Aluminiumgehalt der Zwischenschicht weist diese im Vergleich zur ersten und zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht eine kleinere Gitterkonstante auf. Das heißt, dass die Zwischenschicht ihre kleinere Gitterkonstante beim Aufwachsen auf die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht beibehält. Beim Aufwachsen der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht übernimmt jedoch die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht zumindest stellenweise die Gitterkonstante der Zwischenschicht, die kleiner als die materialtypische Gitterkonstante der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht ist. Dadurch wächst die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht kompressiv verspannt auf der Zwischenschicht auf.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge umfasst die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht eine Maskierungsschicht. Mit „umfasst“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang, dass die Maskierungsschicht innerhalb der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht ausgebildet ist, beispielsweise ist die Maskierungsschicht in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht integriert, eingebettet, und/oder zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schichtbereichen der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht aufgewachsen.
  • Die Maskierungsschicht kann insbesondere Siliziumnitrid umfassen oder aus einem Siliziumnitrid bestehen. Die Maskierungsschicht kann eine Reduzierung einer Versetzungsdichte in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht bewirken. Des Weiteren kann eine Maskierungsschicht eine Reduktion von Defekten (misfits) in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht bewirken. Die Maskierungsschicht der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht ist eine optionale Komponente der Halbleiterschichtenfolge und induziert durch ihr Vorhandensein nicht die hier beschriebene überraschende Beobachtung der kompressiv verspannt aufgewachsenen zweiten nitridischen Halbleiterschichtenfolge.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Zwischenschicht eine Schichtdicke zwischen 5 nm und 100 nm auf. Der hier angegebene Bereich hinsichtlich der Schichtdicke der Zwischenschicht beeinflusst bevorzugt die Herstellung einer Halbleiterschichtenfolge mit einer besonders hohen kompressiven Verspannung.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge ist die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht nach ihrem Aufwachsen kompressiv verspannt. Die kompressive Verspannung der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht wird durch die nicht-pseudomorph beziehungsweise nicht-gitterangepasst aufgewachsene Zwischenschicht und die Mikrorisse der Zwischenschicht induziert. Das heißt, die kompressive Verspannung der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht basiert auf das pseudomorphe beziehungsweise gitterangepasste Aufwachsen der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht auf der Zwischenschicht. Die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht passt sich durch Prozessparameter während des Aufwachsens an die Gitterkonstante der Zwischenschicht an, sodass die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht kompressiv verspannt aufwächst.
  • Unter „Prozessparameter“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang Prozessparameter, die vor, während oder nach eines Aufwachsens einer Halbleiterschicht geregelt, variiert und/oder gesteuert werden können. Beispielsweise sind Druck, Temperatur, Gasfluss der einzelnen Elemente der verwendeten Nitrid-Verbindungshalbleitermaterialien, Strömungsgeschwindigkeit und/oder Aufwachsrate beziehungsweise Aufwachsgeschwindigkeit mögliche Prozessparameter, die insbesondere das gitterangepasste oder das nicht-gitterangepasste Aufwachsen der hier beschriebenen nitridischen Verbindungshalbleiterschichten und Zwischenschicht beeinflussen können.
  • Ein Aufwachsprozess zur Ausbildung der ersten und zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht kann beispielsweise durch GaN-Aufwachsprozesse basierend auf Trimethylgallium (TMGa) und einem V/III-Verhältnis, insbesondere bestimmt durch einen NH3-Fluss im Reaktor, beschrieben werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge wird für das nicht-pseudomorphe Aufwachsen der Zwischenschicht ein Temperaturbereich zwischen circa 800-1100°C eingestellt. Des Weiteren wird der Druck auf 50-150 mbar eingestellt und ein niedriges V/III-Verhältnis im Bereich 50 bis 5000, besonders bevorzugt 50 bis 500, eingestellt. Das Verhältnis von Trimethylgallium (TMGa) zu Trimethylaluminium (TMAl) bilden den hier beschriebenen Materialgradienten hinsichtlich des Aluminiumgehalts der Zwischenschicht aus. Ein Wasserstoffanteil im Trägergas kann je nach gewünschter Größe von hier beschriebenen Kavitäten in der Zwischenschicht variiert werden. Die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht wird dann insbesondere undotiert auf die Zwischenschicht aufgewachsen und ein Reaktorbetriebspunkt entspricht beispielsweise GaN-Wachstumsbedingungen.
  • Insbesondere kann die hier beschriebene Halbleiterschichtenfolge eine höhere kompressive Verspannung aufbauen, wenn die an die Zwischenschicht angrenzende zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht undotiert ist. Dies kann eine erhöhte Kompensation der Halbleiterschichtenfolge während einer Abkühlung der Halbleiterschichtenfolge zur Folge haben. Die hier beschriebene kompressive Verspannung kann insbesondere auch dann erzielt werden, wenn zumindest teilweise die an die Zwischenschicht unmittelbar aufgewachsenen ersten Lagen der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht undotiert ausgebildet sind.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge weist die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht Kavitäten auf, die sich in einer Draufsicht mit den Mikrorissen der Zwischenschicht überlappen. Die Mikrorisse, die sich in der Zwischenschicht ausbilden, bilden sich zumindest stellenweise durchgehend durch die Zwischenschicht aus. Die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht steht somit im Bereich der Mikrorisse zumindest stellenweise mit den Prozessgasen während des Aufwachsens der Zwischenschicht in direktem Kontakt. Durch die Wahl von entsprechenden Prozessgasen, beispielsweise Wasserstoff, während des Aufwachsens der Zwischenschicht kann die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht mit zumindest einem Prozessierungsgas während des Aufwachsens der Zwischenschicht in Reaktion treten. Beispielsweise reagiert die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht mit Wasserstoff unter Ausbildung von Kavitäten beziehungsweise Hohlräumen.
  • Unter „Draufsicht“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang eine Perspektive parallel zur größten lateralen Ausdehnung der Halbleiterschichtenfolge. Die Blickrichtung verläuft beispielsweise entgegengesetzt zur Wachstumsrichtung.
  • Die Ausbildung der Kavitäten erfolgt während und/oder unmittelbar im Anschluss des Aufwachsens der Zwischenschicht. Bildet die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht eine durchgehende Schicht aus, so sind die Mikrorisse der Zwischenschicht durch die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht überdeckt und es kann kein Prozessgas durch die Mikrorisse in die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht gelangen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge umfasst die Halbleiterschichtenfolge eine aktive Schicht, die zum Empfangen und/oder Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung geeignet ist und der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht in der Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge nachgeordnet ist. Die aktive Schicht der Halbleiterschichtenfolge kann durch die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht ausgebildet sein. Beispielsweise kann die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht n-dotierte und p-dotierte Bereiche aufweisen, wobei sich zwischen dem n-dotierten Bereich und dem p-dotierten Bereich die aktive Schicht ausbilden kann.
  • Die Bezeichnung „elektromagnetische Strahlung“ kann hier und im Folgenden eine elektromagnetische Strahlung mit zumindest einer Wellenlänge beziehungsweise einer spektralen Komponente in einem infraroten bis ultravioletten Wellenlängenbereich bedeuten. Insbesondere kann dabei infrarote, sichtbare und/oder ultraviolette elektromagnetische Strahlung bezeichnet sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Halbleiterschichtenfolge sind die Kavitäten der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht frei von der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht und eine in der aktiven Schicht erzeugte elektromagnetische Strahlung durch die Kavitäten tritt derart durch, dass beim Eintreten und Austreten der elektromagnetischen Strahlung an Grenzflächen der Kavitäten eine Brechung der elektromagnetischen Strahlung erfolgt. Die im Betrieb in der aktiven Schicht der Halbleiterschichtenfolge erzeugte elektromagnetische Strahlung kann insbesondere entgegengesetzt zu der Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge nach außen treten.
  • Beim Durchtritt der elektromagnetischen Strahlung durch die hier beschriebene Halbleiterschichtenfolge trifft die elektromagnetische Strahlung zumindest stellenweise auf die Grenzflächen der Kavitäten. Unter „Grenzflächen der Kavitäten“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang Grenzflächen, die sich zwischen Außenflächen eines Hohlraums der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschichtenfolge und dem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht ausbildet. Die elektromagnetische Strahlung wird an diesen Hohlräumen und/oder Kavitäten beim Ein- und Austreten zumindest teilweise gebrochen. Ferner ist es möglich, dass die elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise an einer rauen Außenfläche der Kavitäten diffus gestreut wird.
  • Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung der Halbleiterschichtenfolge beschrieben. Beispielsweise kann eine hier beschriebene Halbleiterschichtenfolge mittels des Verfahrens hergestellt werden. Das heißt, die für das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschichtenfolge ausgeführten Merkmale sind auch für eine hier beschriebene Halbleiterschichtenfolge offenbart und umgekehrt.
  • Die im Folgenden beschriebene Verfahrensreihenfolge ist hinsichtlich der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht, der Zwischenschicht und der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht zwingend vorgegeben. Optionale Schichten, wie zum Beispiel Nukleationsschicht und/oder Maskierungschicht sind optionale Elemente der hier beschriebenen Halbleiterschichtenfolge.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Aufwachssubstrat mit einer Aufwachsoberfläche und der Aufwachsoberfläche gegenüberliegenden Substratfläche bereitgestellt, wobei die Aufwachsoberfläche ein Silizium umfasst. Die Aufwachsoberfläche kann insbesondere eine [111]-Kristallorientierung des Siliziums aufweisen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird auf der Aufwachsoberfläche des Aufwachssubstrats eine Nukleationsschicht aufgewachsen. Bei der Nukleationsschicht kann es sich um eine epitaktische Schicht handeln, die beispielsweise bei gleicher Temperatur wie die nachfolgende erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht abgeschieden und/oder aufgewachsen wird. Bei der Nukleationsschicht handelt es sich um eine optionale Schicht der hier beschriebenen Halbleiterschichtenfolge. Die Nukleationsschicht kann beispielsweise ein AlN und/oder ein AlGaN umfassen. Für die nachfolgend abgeschiedene und/oder aufgewachsene erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht kann die Nukleationsschicht eine Vielzahl von Kristallisationskeimen liefern.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird auf einer dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der Nukleationsschicht die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht aufgewachsen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird auf einer dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht die Zwischenschicht aufgewachsen, wobei die Gitterkonstante der Zwischenschicht zumindest stellenweise verschieden von der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht ist. Das heißt, dass die Zwischenschicht mit einer von der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht verschiedene Gitterkonstante aufwächst. Das nicht-gitterangepasste beziehungsweise nicht-pseudomorphe Aufwachsen der Zwischenschicht kann durch die entsprechend gewählten Prozessparameter während des Aufwachsens gesteuert, geregelt und/oder bestimmt werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens bilden sich während des Aufwachsens der Zwischenschicht die Mikrorisse in der Zwischenschicht aus. Durch das prozessual gesteuerte nicht-pseudomorphe beziehungsweise nicht-gitterangepasste Aufwachsen der Zwischenschicht auf der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht bilden sich mit zunehmender Dicke und/oder steigendem Aluminiumgehalt der Zwischenschicht Mikrorisse in der Zwischenschicht aus. Beispielsweise kann sich ein Materialgradient hinsichtlich des Aluminiumgehalts in der Zwischenschicht ausbilden, wobei der Aluminiumgehalt mit zunehmender Dicke in einer der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht abgewandten Richtung zunehmen kann. Unter „Dicke“ versteht man im vorliegenden Zusammenhang die vertikale Ausdehnung der Zwischenschicht in Richtung der Wachstumsrichtung der Halbleiterschichtenfolge.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wächst auf einer dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der Zwischenschicht zumindest stellenweise gitterangepasst die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht auf, wobei die Mikrorisse zumindest stellenweise durch die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht befüllt sind und die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht auf der Zwischenschicht kompressiv verspannt aufgewachsen wird.
  • Während des initialen Aufwachsens der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht werden die ausgebildeten Mikrorisse der Zwischenschicht durch das Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht befüllt beziehungsweise wächst die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht in den Mikrorissen auf. Gleichzeitig wächst auf den ausgebildeten separaten Zwischenschichtblöcken und/oder Zwischenschichtinseln die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht inselartig auf.
  • Mit zunehmender Beschichtungs- und/oder Aufwachsdauer verschmelzen die Inseln der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht mit der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht aus den Mikrorissen der Zwischenschicht zu einer zusammenhängenden lateral homogenen zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht, wobei sich in der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht eine kompressive Verspannung ausbildet.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird auf einer dem Substrat abgewandten Seite der gitterangepassten zweiten nitridischen Halbleiterverbindungsschicht die aktive Schicht aufgewachsen, wobei die aktive Schicht zum Empfangen und/oder Erzeugen der elektromagnetischen Strahlung geeignet ist. Mit den hier beschriebenen Verfahren wird also eine Halbleiterschichtenfolge hergestellt, die im Betrieb in der Lage ist, Strahlung zu erzeugen. Die von der Halbleiterschichtenfolge erzeugte Emissionswellenlänge ist von der Zusammensetzung des Nitrid-Verbindungshalbleitermaterials zumindest teilweise abhängig.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Halbleiterschichtenfolge wird das Aufwachssubstrat chemisch und/oder mechanisch entfernt und zumindest stellenweise werden in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht, der Zwischenschicht und der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht in einer der aktiven Schicht abgewandten Richtung eine zumindest stellenweise laterale Aufrauung ausgebildet. Zum chemischen Entfernen des Substrats kann beispielsweise auf ein nasschemisches KOH-Ätzverfahren oder ein trockenchemisches Ätzverfahren zurückgegriffen werden. Denkbar ist ferner eine Kombination aus nass- und trockenchemischem Verfahren. Ein mechanisches Entfernen kann insbesondere durch Schleifen erfolgen. Ferner ist eine Kombination aus einem chemischen und mechanischen Verfahren denkbar. Durch das Entfernen des Aufwachssubstrats werden insbesondere die optionalen Nukleationsschichten und/oder Maskierungsschichten der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht zumindest stellenweise entfernt. Die zum Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung vorgesehene Halbleiterschichtenfolge umfasst nach dem Entfernen des Aufwachssubstrats zumindest stellenweise die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Halbleiterschichtenfolge wird die Zwischenschicht unter Wasserstoffeinfluss aufgewachsen, wobei der Wasserstoff durch die sich ausbildenden Mikrorisse mit der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht in Kontakt tritt, sodass die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht mit dem Wasserstoff derart reagiert, dass auf Basis einer chemischen Reaktion die Kavitäten in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht ausgebildet werden. Durch die Mikrorisse kann Prozessierungsgas, insbesondere gasförmiger Wasserstoff, durch die Mikrorisse in die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht gelangen, die dann zur Ausbildung von Hohlräumen beziehungsweise Kavitäten führen können.
  • Insbesondere kann Wasserstoff als Prozessierungsgas verstanden werden, der das nicht-gitterangepasste beziehungsweise nicht-pseudomorphe Aufwachsen der Zwischenschicht auf der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht zusätzlich unterstützt. Wasserstoff ist ein optionales Prozessierungsgas und wird insbesondere als unterstützendes Prozessierungsgas beziehungsweise Spülgas eingesetzt, ist jedoch zur Ausbildung der hier beschriebenen Halbleiterschichtenfolge nicht erforderlich. Vielmehr kann die Ausbildung von Kavitäten in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht als Nachweis für die Ausbildung der Mikrorisse in der Zwischenschicht angesehen werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Halbleiterschichtenfolge wird nach Ausbilden der Halbleiterschichtenfolge die Halbleiterschichtenfolge abgekühlt und während des Abkühlens werden keine Makrorisse in der Halbleiterschichtenfolge ausgebildet.
  • Überraschenderweise hat sich durch das hier beschriebene Verfahren herausgestellt, dass die kompressive Verspannung der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht und somit der Halbleiterschichtenfolge ausreicht, um einer während des Abkühlens entstehenden Zugspannung derart entgegenzuwirken, dass sich keine Makrorisse ausbilden.
  • Die kompressive Verspannung der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht führt insbesondere zu einer kompressiven Verspannung der hier beschriebenen Halbleiterschichtenfolge.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht die Maskierungsschicht.
  • Im Folgenden werden die hier beschriebene Halbleiterschichtenfolge und ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschichtenfolge anhand von Ausführungsbeispielen mit zugehörigen Figuren erläutert.
    • 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer hier beschriebenen Halbleiterschichtenfolge,
    • 2 zeigt eine weitere schematische Seitenansicht eines Teilbereichs der Halbleiterschichtenfolge,
    • 3a, 3b und 3c zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiele einer hier beschriebenen Zwischenschicht nach unterschiedlichen Aufwachszeiten,
    • 4a zeigt eine SEM (Scanning Electron Microscopy) -Aufnahme einer Draufsicht der Zwischenschicht nach Aufwachsen der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht mit einer Dicke von 10 nm,
    • 4b zeigt das Ausführungsbeispiel der 4A nach Aufwachsen der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht mit einer Dicke von 50 nm,
    • 5a, 5b und 5c zeigen Normaski-Mikroskopieaufnahmen mit Edge-Filter, wobei eine 250 nm dicke zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht auf unterschiedlich dicke Zwischenschichten aufgewachsen wurden,
    • 6 zeigt einen Graphen mit Messergebnissen zu in-situ-Waferkrümmungen in Abhängigkeit zu einer Wachstumszeit,
    • 7 zeigt eine schematische Darstellung und eine SEM-Aufnahme einer Seitenansicht der Halbleiterschichtenfolge,
    • 8 zeigt eine TEM (Transmission Electron Microscopy) -Aufnahme der Halbleiterschichtenfolge,
    • 9 zeigt eine schematische sowie eine mikroskopische Aufnahme der Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Schicht und nach Entfernen eines Aufwachssubstrates,
    • 10a und 10b zeigen PL (Photolumineszenz) -mikroskopische Aufnahmen einer Strahlungsaustrittsfläche der Halbleiterschichtenfolge nach einer einfachen und doppelten Belichtungszeit,
    • 11 zeigt eine SEM-Aufnahme der Halbleiterschichtenfolge nach Entfernen des Aufwachssubstrates und Durchführung eines Aufrauprozesses.
  • Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
  • Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Halbleiterschichtenfolge 100 umfassend ein Aufwachssubstrat 5 mit einer Aufwachsfläche 6 und einer der Aufwachsfläche 6 gegenüberliegenden Substratfläche 7, eine Nukleationsschicht 21, eine erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht 1 mit integrierter Maskierungsschicht 20, eine Zwischenschicht 10 und eine zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 mit aktiver Schicht 4. Die einzelnen Schichten der Halbleiterschichtenfolge 100 sind nacheinander folgend in Wachstumsrichtung Z zueinander angrenzend epitaktisch auf der Aufwachsoberfläche 6 des Aufwachssubstrats 5 aufgewachsen. Die Aufwachsoberfläche 6 weist beispielsweise eine [111]-Kristallorientierung auf. Die Nukleationsschicht 21 sowie die Maskierungsschicht 20 sind als optionale Schichtelemente anzusehen, die insbesondere das Aufwachsen der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 begünstigen können.
  • Die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht 1 kann beispielsweise eine Dicke von 30 nm bis 2000 nm aufweisen.
  • Die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 kann eine Dicke von 30 nm bis 5000 nm aufweisen.
  • Wie in 1 gezeigt, grenzt die Zwischenschicht 10 an der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 und der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 an.
  • In der 2 ist die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht 1 mit der darauffolgenden Zwischenschicht 10 und die an der Zwischenschicht 10 angrenzende zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 dargestellt. Die Zwischenschicht 10 wächst auf der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 nicht-gitterangepasst an und weist eine Dicke zwischen 5 nm bis 100 nm auf. Die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 wächst auf der Zwischenschicht 10 gitterangepasst auf.
  • Mit zunehmender Dicke und/oder steigendem Aluminiumgehalt der Zwischenschicht 10 relaxiert die Zwischenschicht 10 derart, dass sich Mikrorisse 11 in der Zwischenschicht 10 ausbilden (siehe 3A bis 3C und 4A, 4B und 8). Die Zwischenschicht 10 weist insbesondere einen Aluminiumgehalt von 85 bis 100 % auf und weist somit im relaxierten Zustand eine kleinere Gitterkonstante als die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht 1 und die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 auf. Die in der 2 dargestellte Halbleiterschichtenfolge 100 umfasst Nitrid-Verbindungshalbleitermaterialien. Die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht 1 umfasst ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, das AlnGamIn1-n-mN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n+m ≤ 1, die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 umfasst ein weiteres Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, das AlxInyGa1-x-yN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1 und die Zwischenschicht 10 umfasst ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial, das AlrInsGa1-r-sN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 < r ≤ 1, 0 ≤ s ≤ 1 und r + s ≤ 1.
  • Die Indizes n, m können insbesondere von den Indizes x, y abweichen oder gleich sein. Beispielsweise weichen die Indizes n, m zu den Indizes x, y um jeweils 10 % voneinander ab.
  • Durch die Mikrorisse 11 in der Zwischenschicht 10 umfasst die Zwischenschicht 10 einzelne Zwischenschichtblöcke und/oder Zwischenschichtinseln, wobei die Zwischenschichtblöcke und/oder Zwischenschichtinseln zumindest stellenweise nicht zueinander in direktem Kontakt stehen. Die einzelnen Zwischenschichtblöcke und/oder Zwischenschichtinseln beschreiben in Summe die Zwischenschicht 10. Die sich ausbildenden Mikrorisse 11 basieren insbesondere auf einem Relaxieren der Zwischenschicht 10 während des Aufwachsprozesses der Zwischenschicht 10. Die Abstände zwischen den einzelnen Zwischenschichtblöcken und/oder Zwischenschichtinseln können zwischen 1 µm und 500 µm betragen. Die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 wächst in den Mikrorissen 11 der Zwischenschicht 10 sowie den durch die Mikrorisse 11 ausgebildeten Zwischenschichtblöcken und/oder Zwischenschichtinseln auf.
  • Die auf der Zwischenschicht 10 aufgewachsene zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 ist an die Zwischenschicht 10 gitterangepasst.
  • In den 3a, 3b und 3c sind jeweils Zwischenschichten 10 gezeigt, wobei die in der 3b gezeigte Zwischenschicht 10 eine größere Dicke als in der 3a aufweist. Die größere Dicke der Zwischenschicht 10 aus der 3b ist auf eine längere Wachstumszeit der Zwischenschicht 10 zurückzuführen, die hier im Speziellen um einen Faktor von 1,67 länger ist. Entsprechendes gilt für die Zwischenschicht 10 der 3c, die im Vergleich zur Zwischenschicht 10 der 3a um einen Faktor von 2,67 länger aufgewachsen worden ist als die Zwischenschicht 10 der 3a. Wie aus den 3a, 3b und 3c ersichtlich wird, nimmt die Anzahl an Mikrorissen 11 mit zunehmender Wachstumsdauer zu. Die ansteigende Anzahl an Mikrorissen 11 ist neben der Wachstumsdauer der Zwischenschicht 10 auch von dem Aluminiumgehalt der Zwischenschicht 10 abhängig.
  • Mit anderen Worten relaxiert die Zwischenschicht 10, welche nicht-gitterangepasst auf der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 aufwächst, besser mit zunehmender Schichtdicke der Zwischenschicht 10 und/oder mit zunehmendem Aluminiumgehalt der Zwischenschicht 10. Wie aus den 3a, 3b und 3c ersichtlich ist, wächst die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht in den Mikrorissen 11 der Zwischenschicht 10 und den ausgebildeten Zwischenschichtblöcken und/oder Zwischenschichtinseln der Zwischenschicht 10 auf. Dabei wurde überraschenderweise festgestellt, dass die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 kompressiv verspannt aufwächst und diese kompressive Verspannung der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 umso höher ist desto höher die Anzahl an Mikrorissen 11 in der Zwischenschicht 10 ist. Mit anderen Worten erfährt die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 eine starke kompressive Verspannung auf Basis der Zwischenschicht 10.
  • Mit zunehmender Aufwachszeit der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 verschmilzt das weitere Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 aus den Mikrorissen und mit den auf den Zwischenschichtblöcken und/oder Zwischenschichtinseln aufgewachsenen weiteren Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 zu einer lateral homogen ausgebildeten zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2. Während des Verschmelzens des weiteren Nitrid-Verbindungshalbleitermaterials der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 können insbesondere Defekte beziehungsweise Fehlversetzungen innerhalb der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 reduziert werden.
  • In der 4a zeigt die SEM-Aufnahme eine Draufsicht auf die Zwischenschicht 10 mit ausgebildeten Mikrorissen 11, wobei die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 mit einer Dicke von 10 nm auf der Zwischenschicht 10 ausgebildet und/oder aufgewachsen ist. Die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 ist durch die hellgrauen Bereiche dargestellt. Die dunkelgrauen Bereiche zeigen die Zwischenschicht 10.
  • Die 4a zeigt die durch die Mikrorisse 11 ausgebildeten Zwischenschichtblöcke und/oder Zwischenschichtinseln, auf den die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 zumindest teilweise aufgewachsen ist. Die 4a zeigt ferner freiliegende Bereiche der Zwischenschicht 10, die noch keine zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 aufweisen.
  • In der 4a ist ein inselartiges Aufwachsen der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 auf den ausgebildeten Zwischenschichtblöcken und/oder Zwischenschichtinseln gezeigt.
  • In der 4b ist die Aufnahme der 4a gezeigt, mit dem Unterschied, dass die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 mit einer Dicke von 50 nm auf der Zwischenschicht 10 ausgebildet ist. In der 4b verschmelzen die in den Mikrorissen 11 aufgewachsenen Bereiche der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 mit den auf den Zwischenschichtblöcken und/oder Zwischenschichtinseln aufgewachsenen Bereichen der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2.
  • In den 5a, 5b und 5c sind Normaski-Mikroskopieaufnahmen mit Edge-Filter einer Draufsicht auf die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 mit einer Dicke von 250 nm gezeigt, wobei sich die drei Aufnahmen hinsichtlich der Wachstumszeit der Zwischenschicht wie in den 3a, 3b und 3c beschrieben voneinander unterscheiden. Das heißt, dass die Zwischenschicht der 5b um einen Faktor von 1,67 länger aufgewachsen worden ist. In Bezug auf die 5c ist somit im Vergleich zur Zwischenschicht der 5a die Zwischenschicht 10 um einen Faktor von 2,67 länger aufgewachsen worden. Die mikroskopischen Aufnahmen der 5a, 5b und 5c zeigen deutlich, dass mit zunehmender Aufwachszeit der Zwischenschicht die Anzahl der Mikrorisse steigt und diese oberflächliche Morphologie der Zwischenschicht 10 sich in der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 widerspiegeln kann. Mit anderen Worten steigt mit zunehmender Anzahl an Mikrorissen 11 in der Zwischenschicht 10 die kompressive Verspannung in der auf der Zwischenschicht 10 gitterangepasst aufgewachsenen zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2.
  • Die insbesondere in den mikroskopischen Aufnahmen der 5a, 5b und 5c gezeigten Beobachtungen werden in der 6 durch Messkurven einer in-situ-Waferkrümmung mit der Einheit [1/km] in Abhängigkeit zur Wachstumszeit mit der Einheit [s] messtechnisch nachgewiesen.
  • In der 6 sind drei Messkurven L1, L2 und L3 gezeigt. Die drei Messkurven L1, L2 und L3 beschreiben jeweils eine in-situ-Waferkrümmung in Abhängigkeit zu der Wachstumszeit der Zwischenschicht 10. Die Wachstumszeit ist auf der X-Achse dargestellt, wobei sich die in der 6 dargestellte X-Achse in drei Zeitintervalle T1, T2 und T3 unterteilt. In dem Graph der 6 beschreibt das Zeitintervall T1 die in-situ-Waferkrümmung vor dem Aufwachsen der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 auf die Zwischenschicht 10. Während des Zeitintervalls T2 erfolgt dann das hier beschriebene Aufwachsen der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 auf der Zwischenschicht 10. Während des dritten Zeitintervalls T3 erfolgt eine Abkühlung der hier beschriebenen Halbleiterschichtenfolgen 100. Die Messkurve L1 beschreibt eine erste Halbleiterschichtenfolge 101, L2 beschreibt eine zweite Halbleiterschichtenfolge 102 und L3 beschreibt eine dritte Halbleiterschichtenfolge L3.
  • Die Messkurven unterscheiden sich hinsichtlich des Aufbaus der Halbleiterschichtenfolge 101, 102 und 103 dadurch, dass die Zwischenschicht 10 unterschiedlich lang auf der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 aufgewachsen worden ist. Das heißt, dass es sich bei der Messkurve L2 um die zweite Halbleiterschichtenfolge 102 handelt, deren Zwischenschicht um einen Faktor 1,67 länger auf der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 aufgewachsen worden ist als bei der ersten Halbleiterschichtenfolge 101 der Messkurve L1. Die Messkurve L3 beschreibt eine Messkurve einer dritten Halbleiterschichtenfolge 103, wobei die Zwischenschicht 10 der Messkurve L3 um einen Faktor 2,67 länger auf der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 aufgewachsen worden ist als in der Messkurve L1.
  • Aus dem Messkurvenverlauf der Messkurven L1, L2 und L3 ist zu erkennen, dass mit zunehmender Aufwachszeit der Zwischenschicht auch die in-situ-Waferkrümmung während des Aufwachsens der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 zunimmt. Mit anderen Worten wurde durch den Graphen der 6 messtechnisch nachgewiesen, dass durch eine zunehmende Anzahl an Mikrorissen 11 in der Zwischenschicht 10 die auf ihr aufwachsende zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht 2 eine höhere kompressive Verspannung aufweist.
  • In der 7 ist eine schematische Seitenansicht der Halbleiterschichtenfolge 100 wie in der 1 gezeigt, mit dem Unterschied, dass in der korrespondierenden mikroskopischen Aufnahme der Halbleiterschichtenfolge 100 in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht unterhalb der in der Zwischenschicht 10 ausgebildeten Mikrorisse Kavitäten 30 ausgebildet sind. Die Kavitäten 30 bilden sich insbesondere während des Aufwachsens der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 aus, wenn während des Aufwachsens der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2, beispielsweise Wasserstoff 40, während des Aufwachsens in der Aufwachskammer gasförmig vorliegt und/oder vorhanden ist. Der Wasserstoff tritt dabei durch die Mikrorisse 11 der Zwischenschicht 10 hindurch und reagiert chemisch mit der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 der Halbleiterschichtenfolge 100. Das Ausbilden der Kavitäten 30 in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 kann durch Regelung und/oder Steuerung des Gasflusses während des Aufwachsens insbesondere der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 gesteuert werden. Das Vorhandensein beziehungsweise Hinzufügen von gasförmigem Wasserstoff während des Aufwachsens beziehungsweise Herstellens der Halbleiterschichtenfolge 100 kann optional hinzugeschaltet werden, ist jedoch für das Ausbilden der Mikrorisse 11 in der Zwischenschicht 10 nicht erforderlich.
  • In der 8 ist eine TEM-Aufnahme einer Seitenansicht der Halbleiterschichtenfolge 100 gezeigt. Die 8 zeigt, dass unterhalb eines Mikrorisses 11 sich die Kavität 30 ausgebildet hat. Die Kavität 30 ist dabei in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 ausgebildet. An Grenzflächen 31 der Kavität 30 kann insbesondere eine elektromagnetische Strahlung, die in der aktiven Schicht 4 erzeugt werden kann, gebrochen werden. Die Kavität 30 ist frei von einem Material der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1. Das heißt, bei der Kavität 30 handelt es sich um einen Hohlraum, welcher sich in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 befindet. An Grenzflächen 31 der Kavität 30 kann die elektromagnetische Strahlung gebrochen beziehungsweise diffus gestreut werden.
  • In der 9 ist eine schematische Darstellung einer hier beschriebenen Halbleiterschichtenfolge 100 mit korrespondierender mikroskopischer Aufnahme gezeigt. In der 10 ist das Aufwachssubstrat 5 nicht mehr vorhanden. Zum Entfernen des Aufwachssubstrats können insbesondere chemische und mechanische Verfahren verwendet werden. Beispielsweise kann das Aufwachssubstrat 5 durch KOH entfernt werden. Ferner ist in der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 2 die aktive Schicht 4 ausgebildet. Die in der aktiven Schicht 4 erzeugte elektromagnetische Strahlung wird insbesondere beim Hindurchtreten der Kavitäten 30 beziehungsweise an den Grenzflächen 31 der Kavitäten 30 gebrochen und/oder diffus gestreut.
  • In der 10a und 10b sind Fotolumineszenzmikroskopieaufnahmen von Strahlungsaustrittsflächen der Halbleiterschichtenfolge 100 gezeigt, welche bei einer ersten Belichtungszeit und einer doppelten Belichtungszeit aufgenommen worden sind. Die hellen Bildpunkte zeigen die an den Kavitäten 30 gebrochene elektromagnetische Strahlung. Die Kavitäten 30 in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht 1 führen nachweislich zu einer besseren Streuung der elektromagnetischen Strahlung, die in der aktiven Schicht 4 erzeugt worden ist.
  • In der 11 ist eine mikroskopische Aufnahme einer Morphologie der Halbleiterschichtenfolge 100 nach Entfernen des Aufwachssubstrats 5 gezeigt. In der 11 ist das Entfernen des Aufwachssubstrats 5 durch chemisches Ätzen, beispielsweise HF und HNO3, erfolgt und ein Aufrauprozess durchgeführt. Die in der 11 gekennzeichneten Kavitäten 30 sind insbesondere beim Entfernen des Aufwachssubstrats 5 beziehungsweise durch den Aufrauprozess zusätzlich vergrößert worden. Beispielsweise reagieren die Kavitäten 30 mit dem chemischen Medium und reagieren aufgrund der größeren Grenzfläche 31 in den Kavitäten 30 derart, dass die Kavitäten eine größere räumliche Ausdehnung ausbilden.
  • Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2013 101 000.8 .

Claims (18)

  1. Halbleiterschichtenfolge (100) umfassend eine erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht (1), eine zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2), und eine zwischen der ersten (1) und zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (2) angeordnete Zwischenschicht (10), - wobei beginnend mit der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1) die Zwischenschicht (10) und die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2) in einer Wachstumsrichtung (Z) der Halbleiterschichtenfolge (100) nachfolgend angeordnet sind, - wobei die Zwischenschicht (10) zumindest stellenweise eine von der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1) verschiedene Gitterkonstante aufweist, - wobei die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2) zu der Zwischenschicht (10) zumindest stellenweise gitterangepasst ist, und - wobei die Zwischenschicht (10) Mikrorisse (11) umfasst und in den Mikrorissen (11) die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2) zumindest stellenweise vorhanden ist.
  2. Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß Anspruch 1, wobei die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht (1) ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial umfasst, das AlnInmGa1-n-mN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n+m ≤ 1, die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2) ein weiteres Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial umfasst, das AlxInyGa1-x-yN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x+y ≤ 1, und die Zwischenschicht (10) ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial umfasst, das AlrInsGa1-r-sN aufweist oder aus diesem besteht, wobei 0 < r ≤ 1, 0 ≤ s ≤ 1 und r + s ≤ 1.
  3. Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1) und das weitere Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (2) gleich sind.
  4. Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht (1), die Zwischenschicht (10) und die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2) direkt aufeinanderfolgend zueinander angrenzen.
  5. Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zwischenschicht (10) einen Aluminiumgehalt aufweist, der größer als der Aluminiumgehalt der ersten (1) und zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (2) ist.
  6. Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zwischenschicht (10) eine kleinere Gitterkonstante als die erste (1) und zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2) aufweist.
  7. Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht (1) eine Maskierungsschicht (20) umfasst.
  8. Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zwischenschicht (10) eine Schichtdicke zwischen wenigstens 5 nm und höchstens 100 nm aufweist.
  9. Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2) nach ihrem Aufwachsen kompressiv verspannt ist.
  10. Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht (1) Kavitäten (30) aufweist, die sich in einer Draufsicht mit den Mikrorissen (11) der Zwischenschicht (10) überlappen.
  11. Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Halbleiterschichtenfolge (100) eine aktive Schicht (4) umfasst, die zum Empfangen und/oder Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung geeignet ist und der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (2) in der Wachstumsrichtung (Z) der Halbleiterschichtenfolge (100) nachgeordnet ist.
  12. Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß den Ansprüchen 10 und 11, wobei die Kavitäten (30) der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1) frei von der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1) sind und eine in der aktiven Schicht (4) erzeugte elektromagnetische Strahlung durch die Kavitäten (30) derart durchtritt, dass beim Eintreten und Austreten der elektromagnetischen Strahlung an Grenzflächen (31) der Kavitäten (30) eine Brechung der elektromagnetischen Strahlung erfolgt.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschichtenfolge (100) mit folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Aufwachssubstrats (5) mit einer Aufwachsoberfläche (6) und einer der Aufwachsoberfläche (6) gegenüberliegenden Substratfläche (7), wobei die Aufwachsoberfläche (6) ein Silizium umfasst, - Aufwachsen einer Nukleationsschicht (21) auf die Aufwachsoberfläche (6) des Aufwachssubstrats (5) - Aufwachsen einer ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1) auf einer dem Aufwachssubstrat (5) abgewandten Seite der Nukleationsschicht (21), - Aufwachsen einer Zwischenschicht (10) auf einer dem Aufwachssubstrat (5) abgewandten Seite der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1), wobei die Gitterkonstante der Zwischenschicht (10) zumindest stellenweise verschieden von der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1) ist, - Ausbilden von Mikrorissen (11) in der Zwischenschicht (10) während des Aufwachsens der Zwischenschicht (10), und - zumindest stellenweise gitterangepasstes Aufwachsen einer zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (2) auf einer dem Aufwachssubstrat (5) abgewandten Seite der Zwischenschicht (10), wobei die Mikrorisse (11) zumindest stellenweise durch die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2) befüllt sind, und die zweite nitridische Verbindungshalbleiterschicht (2) auf der Zwischenschicht (10) kompressiv verspannt aufgewachsen wird.
  14. Verfahren zur Herstellung der Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß dem Anspruch 13 mit dem weiteren Verfahrensschritt: - Aufwachsen einer aktiven Schicht (4) auf einer dem Aufwachssubstrat (5) abgewandten Seite der gitterangepassten zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (2), wobei die aktive Schicht (4) zum Empfangen und/oder Erzeugen einer elektromagnetischen Strahlung geeignet ist.
  15. Verfahren zur Herstellung der Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß Anspruch 14, wobei das Aufwachssubstrat (5) chemisch und/oder mechanisch entfernt wird und zumindest stellenweise in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1), der Zwischenschicht (10) und der zweiten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht(2) in einer der aktiven Schicht (4) abgewandten Richtung eine zumindest stellenweise laterale Aufrauung ausgebildet wird.
  16. Verfahren zur Herstellung der Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß den Ansprüchen 13 bis 15, wobei die Zwischenschicht (10) unter Wasserstoffeinfluss (10) aufgewachsen wird, der Wasserstoff (40) durch die sich ausbildenden Mikrorisse (11) mit der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1) in Kontakt tritt, sodass die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht (1) mit dem Wasserstoff (40) derart reagiert, dass auf Basis einer chemischen Reaktion Kavitäten (30) in der ersten nitridischen Verbindungshalbleiterschicht (1) ausgebildet werden.
  17. Verfahren zur Herstellung der Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß den Ansprüchen 13 bis 16, wobei nach Ausbildung der Halbleiterschichtenfolge (100) die Halbleiterschichtenfolge (100) abgekühlt wird und während des Abkühlens keine Makrorisse in der Halbleiterschichtenfolge (100) ausgebildet werden.
  18. Verfahren zur Herstellung der Halbleiterschichtenfolge (100) gemäß den Ansprüchen 13 bis 17, wobei die erste nitridische Verbindungshalbleiterschicht (1) eine Maskierungsschicht (20) umfasst.
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