專利名稱：半導體裝置及其制造方法和發光器件的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體技術，具體而言，本發明涉及半導體裝置及其制造方法和發光 器件。
背景技術：
發光二極管(Light Emitting Diode, LED)是正向電流流過直接帶隙材料構成的 pn結時跨越pn結的非平衡截流子發生輻射復合而發光的一種發光器件。該器件具有高效 節能、壽命長、體積小響應快和沒有熒光燈汞污染的特點。該器件廣泛應用于顯示屏，交通 信號燈，汽車指示燈及裝飾照明等方面。隨著世界能源需求的不斷增長和自然資源的日趨 匱乏，其高效節能的優點，得到了人們越來越高的重視。世界許多國家紛紛提出白光LED照 明計劃，大力開發高亮度LED，使其能盡快應用于普通照明等領域。目前，GaN基高亮度藍、 綠光發光二極管應用于大屏幕全彩色顯示和交通信號燈，及具大市場前景的白光照明。然 而，該器件還存在亮度不夠高等缺點，還不能滿足白光照明的需要。材料的優劣直接影響著 LED的性能，要想提高LED的性能，必須能夠生長出更好質量的外延層材料。GaN基藍光、綠光LED所使用的GaN材料一般采用MOVPE方法在襯底上外延得到。 藍寶石是GaN基藍光、綠光LED使用最廣泛的襯底。然則由于藍寶石和GaN之間存在晶格失 配及化學性質差異較大，直接在藍寶石上生長的GaN材料有裂紋且存在較高的位錯密度。 高位錯密度會導致器件的漏電流加大、效率下降和壽命降低。1986年，Amano等首先利用MOVPE技術在藍寶石襯底上低溫生長AlN成核層(或 稱緩沖層)，1991年Nakamura等利用低溫生長薄GaN成核層，然后高溫生長體GaN外延層 的兩步外延生長工藝的方法，獲得了如鏡的高質量GaN外延層。該方法的處理過程參見 圖1，首先利用MOVPE技術在藍寶石襯底或SiC襯底101上，采用450 600°C的低溫生 長IOOA ~ 1200A的AlN或GaN成核層102 (或稱緩沖層)，然后溫度升高至1000°C 1100°C生長體GaN外延層103。雖然采用兩步生長方法提高了 GaN外延層的晶體質量，但是仍然存在高達IO8 IO10Cm-2的位錯密度。如此高的位錯密度，仍然會對器件的性能造成顯著影響，導致器件的 漏電流加大，效率下降和壽命的降低。為了進一步提高GaN外延層晶體質量，1994年，Kato等利用側向覆蓋外延技術生 長GaN使得位錯降低至IO7CnT2量級。隨后，Nakamura利用此技術成功制備出了長壽命的 GaN藍光激光器，并在此基礎上實現了器件的商品化。該方法的具體處理過程參見圖2，先在藍寶石上或SiC襯底201上按兩步外延法 生長成核層202及GaN籽晶層203 (1 2 μ m)。然后在GaN籽晶層上用CVD方法沉積厚度 約為IOnm的SiO2 (或SiNx)膜204。再用常規光刻方法在Si02膜上開出條形窗口，暴露出 GaN籽晶層。一般條形窗口寬為3 5μπι，SiO2掩模條寬約20 μ m。SiO2掩模條沿GaN籽 晶層的<1 00>方向或<11乏0>方向。將帶有圖形襯底清洗，去除窗口的表面氧化物后， 放入MOCVD反應室中進行第二次GaN外延生長。窗口區生長出的GaN薄膜的厚度未超過掩模層厚度時，GaN薄膜只在窗口區生長。當窗口區生長出的GaN薄膜的厚度超過掩模層厚 度后，外延層在繼續垂直生長的同時也會在掩模層上進行側向生長。一段時間后，相鄰的生 長側面相互連接，最終形成新的GaN外延層205平面。采用側向覆蓋外延的生長GaN時，由于掩模條的存在，使其下方GaN中的穿透位錯 終止于GaN和掩模的界面而被阻斷，不能繼續向上層GaN中擴展。從而大幅度降低了掩模 層上方外延層中的位錯密度。但是，由于窗口區沒有介質膜，從GaN籽晶層延伸上來的穿透 位錯在二次外延GaN中全部繼續向上擴展而到達樣品表面。因此，窗口區的GaN外延層中 位錯密度仍然較高。因此，需要提供一種能夠降低外延層中的位錯密度的半導體裝置及其制造方法。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，提供一種半導體裝置及其制造方法，能夠有效 降低外延層中的位錯密度。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種半導體裝置，包括襯底；緩沖層，位 于所述襯底之上；籽晶層，位于所述緩沖層之上；第一掩模層，位于所述籽晶層之上，所述 第一掩模層包括多個第一掩模條和由兩個相鄰的所述第一掩模條限定的第一窗口區，所述 第一窗口區露出所述籽晶層的一部分；第一外延層，由所述籽晶層穿過所述第一窗口區側 向生長形成，位于所述第一掩模層之上，并覆蓋所述第一窗口區；第二掩模層，位于所述第 一外延層之上，所述第二掩模層包括多個第二掩模條和由兩個相鄰的所述第二掩模條限定 的第二窗口區，所述第二掩模條位于所述第一窗口區的上方；以及第二外延層，由所述第一 外延層穿過所述第二窗口區側向生長形成，位于所述第二掩模層之上，并覆蓋所述第二窗 口區。通過上述技術方案，由于采用兩次側向覆蓋外延技術，在第一窗口區的上方形成 第二掩模條，從而可以有效地降低外延層中的位錯密度，提高器件的良品率和使用壽命。在上述技術方案中，優選地，所述第一掩模條的寬度大于等于所述第一窗口區的 寬度，所述第二掩模條的寬度大于等于所述第一窗口區的寬度，從而可以實現更好的技術 效果。在上述技術方案中，優選地，所述第一掩模條的寬度在5 μ m至20 μ m的范圍內，所 述第二掩模條的寬度在5 μ m至18 μ m的范圍內，所述第一窗口區的寬度在3 μ m至5 μ m的 范圍內。在上述技術方案中，優選地，所述第二掩模條的寬度在5μπι至8μπι的范圍內。在上述技術方案中，優選地，所述第二窗口區的寬度小于等于所述第一掩模條的寬度。在上述技術方案中，優選地，所述籽晶層的厚度在0. 5 μ m至2 μ m的范圍內。在上述技術方案中，優選地，所述籽晶層的厚度在0. 5 μ m至1 μ m的范圍內。在上述技術方案中，優選地，所述第一外延層的厚度在0. 5 μ m至2 μ m的范圍內。在上述技術方案中，優選地，所述第一掩模層和所述第二掩模層的厚度分別在5nm 至15nm的范圍內。在上述技術方案中，優選地，所述第一掩模層和所述第二掩模層的厚度分別優選為 IOnm0在上述技術方案中，優選地，所述襯底的材料為藍寶石或SiC，所述籽晶層的材料 為GaN、AiN或GaAs，所述第一掩模層和所述第二掩模層為SiO2層或SiNx層。在上述技術方案中，優選地，所述第一掩模條和所述第二掩模條沿所述籽晶層的 <1 00>方向或<11如>方向。本發明還提供了一種用于制造半導體裝置的方法，包括以下步驟步驟402，提供 襯底；步驟404，在所述襯底上生成緩沖層和位于所述緩沖層上的籽晶層；步驟406，通過化 學氣相沉積法在所述籽晶層上沉積第一掩模層；步驟408，通過光刻法在所述第一掩模層 中形成多個第一窗口區，露出所述籽晶層，其中，兩個相鄰的所述第一窗口區限定一個第一 掩模條；步驟410，清洗所述襯底，去除所述多個第一窗口區的表面氧化物，通過金屬有機 物化學氣相淀積法使所述籽晶層生長，穿過所述第一窗口區在所述第一掩模層上側向生長 形成第一外延層，并覆蓋所述第一窗口區；步驟412，通過化學氣相沉積法在所述第一外延 層上沉積第二掩模層；步驟414，通過光刻法在所述第二掩模層中形成多個第二窗口區，露 出所述第一外延層，其中，兩個相鄰的所述第二窗口區限定一個第二掩模條，所述第二掩模 條位于所述第一窗口區的上方；步驟416，清洗所述襯底，去除所述多個第二窗口區的表面 氧化物，通過金屬有機物化學氣相淀積法使所述第一外延層生長，穿過所述第二窗口區在 所述第二掩模層上側向生長形成第二外延層，并覆蓋所述第二窗口區。通過上述技術方案，由于采用兩次側向覆蓋外延技術，在第一窗口區的上方形成 第二掩模條，從而可以有效地降低外延層中的位錯密度。在上述技術方案中，優選地，使所述第一掩模條的寬度大于等于所述第一窗口區 的寬度，使所述第二掩模條的寬度大于等于所述第一窗口區的寬度，從而可以實現更好的 技術效果。在上述技術方案中，優選地，將所述第一掩模條的寬度限定在5 μ m至20 μ m的范 圍內，將所述第二掩模條的寬度限定在5μπι至18μπι的范圍內，將所述第一窗口區的寬度 限定在3μπ 至5μπ 的范圍內。在上述技術方案中，優選地，將所述第二掩模條的寬度限定在5μπι至8μπι的范圍 內。在上述技術方案中，優選地，使所述第二窗口區的寬度小于等于所述第一掩模條 的寬度。在上述技術方案中，優選地，將所述籽晶層的厚度限定在0. 5 μ m至2 μ m的范圍 內。在上述技術方案中，優選地，將所述籽晶層的厚度限定在0. 5 μ m至1 μ m的范圍 內。在上述技術方案中，優選地，將所述第一外延層的厚度限定在0. 5 μ m至2 μ m的范 圍內。在上述技術方案中，優選地，所述襯底為藍寶石襯底或SiC襯底，所述籽晶層為 GaN籽晶層或GaAs，所述第一掩模層和所述第二掩模層為SiO2層或SiNx層。在上述技術方案中， 選地，使所述第一掩模條和所述第二掩模條沿所述籽晶層 的< 1100>方向或< 1150〉方向。
本發明還提供了一種發光器件，包括半導體裝置，所述半導體裝置包括襯底；緩 沖層，位于所述襯底之上；籽晶層，位于所述緩沖層之上；第一掩模層，位于所述籽晶層之 上，所述第一掩模層包括多個第一掩模條和由兩個相鄰的所述第一掩模條限定的第一窗口 區，所述第一窗口區露出所述籽晶層的一部分；第一外延層，由所述籽晶層穿過所述第一窗 口區側向生長形成，位于所述第一掩模層之上，并覆蓋所述第一窗口區；第二掩模層，位于 所述第一外延層之上，所述第一掩模層包括多個第二掩模條和由兩個相鄰的所述第二掩模 條限定的第二窗口區，所述第二掩模條位于所述第一窗口區的上方；以及第二外延層，由所 述第一外延層穿過所述第二窗口區側向生長形成，位于所述第二掩模層之上，并覆蓋所述 第二窗口區。根據上述技術方案，通過兩次側向覆蓋外延技術，改進了原有的一次側向外延的 窗口區穿透位錯繼續向上方延伸的缺點，進一步大幅度降低了外延層的位錯密度，提高了 GaN外延層的質量，提高了半導體裝置的良品率和使用壽命。上述技術方案也可用其他材料 的異質外延生長，以提高外延層的質量。
圖1示出了現有技術中采用兩步生長方法生成的半導體裝置的示意圖；圖2示出了現有技術中采用側向覆蓋外延方法生成的半導體裝置的示意圖；圖3示出了根據本發明的半導體裝置的示意圖；以及圖4示出了根據本發明的用于制造半導體裝置的方法的流程圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特征和優點，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明進行進一步的詳細描述。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是，本發明還可 以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發明并不限于下面公開的具體實 施例的限制。另外，結合示意圖詳細描述本發明時，為了便于說明，表示裝置結構的剖面圖會不 依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，并不用于限定本發明的保護范圍。此 外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。圖3示出了根據本發明的半導體裝置的示意圖。該半導體裝置包括襯底302 ；緩沖層304，位于所述襯底之上；籽晶層306，位于 所述緩沖層304之上；第一掩模層310，位于所述籽晶層306之上，所述第一掩模層310包 括多個第一掩模條312和由兩個相鄰的所述第一掩模條312限定的第一窗口區314，所述第 一窗口區314露出所述籽晶層306的一部分；第一外延層308，由所述籽晶層306穿過所述 第一窗口區314側向生長形成，位于所述第一掩模層310之上，并覆蓋所述第一窗口區314 ； 第二掩模層318，位于所述第一外延層308之上，所述第二掩模層318包括多個第二掩模條 320和由兩個相鄰的所述第二掩模條320限定的第二窗口區322，所述第二掩模條320位于 所述第一窗口區314的上方；以及第二外延層324，由所述第一外延層308穿過所述第二窗 口區322側向生長形成，位于所述第一外延層308之上，并覆蓋所述第二窗口區322。
通過上述技術方案，由于采用兩次側向覆蓋外延技術，在第一窗口區322的上方 形成第二掩模條320，從而可以有效地降低外延層中的位錯密度，提高了半導體裝置的良品 率和使用壽命。在上述技術方案中，優選地，所述第一掩模條312的寬度大于等于所述第一窗口 區314的寬度，所述第二掩模條320的寬度大于等于所述第一窗口區314的寬度，從而可以 實現更好的技術效果。在上述技術方案中，優選地，所述第一掩模條312的寬度在5 μ m至20 μ m的范圍 內，所述第二掩模條320的寬度在5μπι至18μπι的范圍內，所述第一窗口區314的寬度在 3μ 至5μπ 的范圍內。在上述技術方案中，優選地，所述第二掩模條320的寬度在5μπι至8μπι的范圍 內。在上述技術方案中，優選地，所述第二窗口區320的寬度小于等于所述第一掩模 條312的寬度。在上述技術方案中，優選地，所述籽晶層306的厚度在0. 5 μ m至2 μ m的范圍內。在上述技術方案中，優選地，所述籽晶層306的厚度在0. 5 μ m至1 μ m的范圍內。在上述技術方案中，優選地，所述第一外延層308的厚度在0. 5 μ m至2 μ m的范圍 內。在上述技術方案中，優選地，所述第一掩模層310和所述第二掩模層318的厚度分 別在5nm至15nm的范圍內。在上述技術方案中，優選地，所述第一掩模層310和所述第二掩模層318的厚度分 別優選為10nm。在上述技術方案中，優選地，所述襯底302的材料為藍寶石或SiC，所述籽晶層306 的材料為GaN、AiN或GaAs，所述第一掩模層310和所述第二掩模層318為SiO2層或SiNx層。在上述技術方案中，優選地，所述第一掩模條310和所述第二掩模條318沿所述籽 晶層的<1100>方向或<1130〉方向。下面，以一個具體的實施例來說明圖3所示出的半導體裝置的制造過程。首先在藍寶石上或SiC襯底302上按兩步外延法生長成核層(也稱之為緩沖 層)304及GaN籽晶層306。然后在GaN籽晶層306上用CVD方法沉積厚度約為IOnm的 SiO2 (或SiNx)膜(對應于第一掩模層)310。再用常規光刻方法在SiO2膜(對應于第一掩 模層)310上開出條形窗口(對應于第一窗口區)314，暴露出GaN籽晶層306。SiO2掩模條 (對應于第一掩模條)312沿GaN籽晶層306的<1 00〉方向或<11乏0〉方向。將帶有圖 形的襯底清洗，去除第一窗口區314的表面氧化物后，放入MOCVD反應室中進行第二次GaN 外延生長。第一窗口區314生長出的GaN薄膜的厚度未超過掩模層厚度時，GaN薄膜只在窗 口區生長。當第一窗口區314生長出的GaN薄膜的厚度超過第一掩模層310厚度后，第一 外延層308在繼續垂直生長的同時也會在第一掩模層310上進行側向生長。一段時間后， 相鄰的生長側面相互連接，最終形成GaN外延層308平面。隨后將該外延片取出MOCVD反 應室，沉積SiO2(或SiNx)膜(第二掩模層)318，并進行光刻出條形窗口(第二窗口區)322 暴露出GaN籽晶層。該條形窗口 322位于前次外延層的側向外延區(第一掩模條312上方的區域)的正上方，且本次條形窗口區322的寬度小于前次掩模的寬度。SiO2掩模條320 沿GaN籽晶層的<ll00>方向或<11乏0〉方向。將帶有圖形的襯底清洗，去除窗口的表面 氧化物后，放入MOCVD反應室中進行第三次GaN外延生長。最終形成新GaN外延層324平 面。如圖3所示。通常，必須等到側向外延的生長面連結之后，才能得到平整的GaN表面。為了較快 地得到平整的GaN表面，減少工藝時間。可以通過優化第一次掩模條寬與窗口寬度及第二 次掩模條寬與窗口寬度，減少側向外延的寬度來實現。一般地，第一次窗口區條寬為3 μ m 至5 μ m，掩模條寬度要比窗口區寬度大一些，為5 μ m至20 μ m。第二次掩模條寬比第一次 的窗口區寬度略大，為5μπ 至15μ ，優選5μπ 至8μπ 。另外，由于采用兩次側向外延生長，可以有效阻斷下方GaN籽晶層中的穿透位錯 向上方外延的延伸。因此，可以優化GaN籽晶層306的厚度以減少工藝時間。GaN籽晶層 306的厚度一般為0. 5 μ m至2 μ m，優選0. 5 μ m至1 μ m。第一外延層308厚度由其是否達到 平整狀態決定，若不平整，可增加其厚度，以使其表面平整。該厚度一般為0. 5 μ m至2 μ m。上述技術方案也可用于其他材料的異質外延生長，以提高外延層的質量。本發明還提供了一種發光器件，包括如上所述的半導體裝置。圖4示出了根據本發明的用于制造半導體裝置的方法的流程圖。根據本發明的用于制造半導體裝置的方法包括以下步驟步驟402，提供襯底；步 驟404，在所述襯底上生成緩沖層和位于所述緩沖層上的籽晶層；步驟406，通過化學氣相 沉積法在所述籽晶層上沉積第一掩模層；步驟406，通過光刻法在所述第一掩模層中形成 多個第一窗口區，露出所述籽晶層，其中，兩個相鄰的所述第一窗口區限定一個第一掩模 條；步驟408，清洗所述襯底，去除所述多個第一窗口區的表面氧化物，通過金屬有機物化 學氣相淀積法使所述籽晶層生長，穿過所述第一窗口區在所述第一掩模層上側向生長形成 第一外延層，并覆蓋所述第一窗口區；步驟410，通過化學氣相沉積法在所述第一外延層上 沉積第二掩模層；步驟412，通過光刻法在所述第二掩模層中形成多個第二窗口區，露出所 述第一外延層，其中，兩個相鄰的所述第二窗口區限定一個第二掩模條，所述第二掩模條位 于所述第一窗口區的上方；步驟414，清洗所述襯底，去除所述多個第二窗口區的表面氧化 物，通過金屬有機物化學氣相淀積法使所述第一外延層生長，穿過所述第二窗口區在所述 第二掩模層上側向生長形成第二外延層，并覆蓋所述第二窗口區。通過上述技術方案，由于采用兩次側向覆蓋外延技術，在第一窗口區的上方形成 第二掩模條，從而可以有效地降低外延層中的位錯密度。在上述技術方案中，優選地，使所述第一掩模條的寬度大于等于所述第一窗口區 的寬度，使所述第二掩模條的寬度大于等于所述第一窗口區的寬度，從而可以實現更好的 技術效果。在上述技術方案中，優選地，將所述第一掩模條的寬度限定在5 μ m至20 μ m的范 圍內，將所述第二掩模條的寬度限定在5 μ m至18 μ m的范圍內，將所述第一窗口區的寬度 限定在3μπι至5μπι的范圍內。在上述技術方案中，優選地，將所述第二掩模條的寬度限定在5μπι至8μπι的范圍 內。在上述技術方案中，優選地，使所述第二窗口區的寬度小于等于所述第一掩模條的寬度。在上述技術方案中，優選地，將所述籽晶層的厚度限定在0. 5 μ m至2 μ m的范圍 內。在上述技術方案中，優選地，將所述籽晶層的厚度限定在0. 5 μ m至1 μ m的范圍 內。在上述技術方案中，優選地，將所述第一外延層的厚度限定在0. 5 μ m至2 μ m的范 圍內。在上述技術方案中，優選地，所述襯底為藍寶石襯底或SiC襯底，所述籽晶層為 GaN籽晶層或GaAs，所述第一掩模層和所述第二掩模層為SiO2層或SiNx層。在上述技術方案中，優選地，使所述第一掩模條和所述第二掩模條沿所述籽晶層 的<1 00>方向或<11 50〉方向。根據本發明的技術方案，可以通過兩次側向覆蓋外延改進原有的一次側向外延的 窗口區穿透位錯繼續向上方延伸的缺點，進一步大幅度降低了外延層的位錯密度，提高了 GaN外延層的質量。本領域技術人員應當理解，根據本發明的技術方案，也可用于其他材料的異質外 延生長，以提高外延層的質量，以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技 術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種半導體裝置，其特征在于，包括襯底(302)；緩沖層(304)，位于所述襯底(302)之上；籽晶層(306)，位于所述緩沖層(304)之上；第一掩模層(310)，位于所述籽晶層(306)之上，所述第一掩模層(310)包括多個第一掩模條(312)和由兩個相鄰的所述第一掩模條(312)限定的第一窗口區(314)，所述第一窗口區(314)露出所述籽晶層(306)的一部分；第一外延層(308)，由所述籽晶層(306)穿過所述第一窗口區(312)側向生長形成，位于所述第一掩模層(310)之上，覆蓋所述第一窗口區(314)；第二掩模層(318)，位于所述第一外延層(308)之上，所述第二掩模層(318)包括多個第二掩模條(320)和由兩個相鄰的所述第二掩模條(320)限定的第二窗口區(322)，所述第二窗口區(322)位于所述第一掩模條(312)的上方，所述第二掩模條(320)位于所述第一窗口區(314)的上方；以及第二外延層(324)，由所述第一外延層(308)穿過所述第二窗口區(322)側向生長形成，位于所述第二掩模層(318)之上，覆蓋所述第二窗口區(322)。
2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于，所述第一掩模條(312)的寬度大于 等于所述第一窗口區(314)的寬度，所述第二掩模條(320)的寬度大于等于所述第一窗口 區(314)的寬度。
3.根據權利要求2所述的半導體裝置，其特征在于，所述第一掩模條(312)的寬度在 5 μ m至20 μ m的范圍內，所述第二掩模條(320)的寬度在5 μ m至18 μ m的范圍內，所述第 一窗口區(314)的寬度在3μπι至5μπι的范圍內。
4.根據權利要求3所述的半導體裝置，其特征在于，所述第二掩模條(320)的寬度在 5μ 至8μπ 的范圍內。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的半導體裝置，其特征在于，所述第二窗口區 (322)的寬度小于等于所述第一掩模條(312)的寬度。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的半導體裝置，其特征在于，所述籽晶層(306)的 厚度在0. 5μπ 至2μ 的范圍內。
7.根據權利要求6所述的半導體裝置，其特征在于，所述籽晶層(306)的厚度在 0. 5μπ 至Ιμ 的范圍內。
8.根據權利要求1至4中任一項所述的半導體裝置，其特征在于，所述第一外延層 (308)的厚度在0. 5μπι至2μπι的范圍內。
9.根據權利要求1至4中任一項所述的半導體裝置，其特征在于，所述第一掩模層 (310)和所述第二掩模層(318)的厚度分別在5nm至15nm的范圍內。
10.根據權利要求9所述的半導體裝置，其特征在于，所述第一掩模層(310)和所述第 二掩模層(318)的厚度分別優選為lOnm。
11.根據權利要求1至4中任一項所述的半導體裝置，其特征在于，所述襯底(302)的 材料為藍寶石或SiC，所述籽晶層(306)的材料為GaN、AiN或GaAs，所述第一掩模層(310) 和所述第二掩模層(318)的材料為SiO2或51隊。
12.根據權利要求1至4中任一項所述的半導體裝置，其特征在于，所述第一掩模條(312)和所述第二掩模條(320)沿所述籽晶層(306)的<1 00〉方向或<1 1θ>方向。
13.一種用于制造半導體裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟402，提供襯底；步驟404，在所述襯底上生成緩沖層和位于所述緩沖層上的籽晶層； 步驟406，通過化學氣相沉積法在所述籽晶層上沉積第一掩模層； 步驟408，通過光刻法在所述第一掩模層中形成多個第一窗口區，露出所述籽晶層，其 中，兩個相鄰的所述第一窗口區限定一個第一掩模條；步驟410，清洗所述襯底，去除所述多個第一窗口區的表面氧化物，通過金屬有機物化 學氣相淀積法使所述籽晶層生長，穿過所述第一窗口區在所述第一掩模層上側向生長形成 第一外延層，并覆蓋所述第一窗口區；步驟412，通過化學氣相沉積法在所述第一外延層上沉積第二掩模層； 步驟414，通過光刻法在所述第二掩模層中形成多個第二窗口區，露出所述第一外延 層，其中，兩個相鄰的所述第二窗口區限定一個第二掩模條，所述第二掩模條位于所述第一 窗口區的上方，所述第二窗口區位于所述第一掩模條的上方；步驟416，清洗所述襯底，去除所述多個第二窗口區的表面氧化物，通過金屬有機物化 學氣相淀積法使所述第一外延層生長，穿過所述第二窗口區在所述第二掩模層上側向生長 形成第二外延層，并覆蓋所述第二窗口區。
14.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，使所述第一掩模條的寬度大于等于所 述第一窗口區的寬度，使所述第二掩模條的寬度大于等于所述第一窗口區的寬度。
15.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，將所述第一掩模條的寬度限定在5μ m 至20 μ m的范圍內，將所述第二掩模條的寬度限定在5μπι至18μπι的范圍內，將所述第一 窗口區的寬度限定在3μπι至5μπι的范圍內。
16.根據權利要求13所述的方法，其特征在于，將所述第二掩模條的寬度限定在5μ m 至8μπ 的范圍內。
17.根據權利要求13至16中任一項所述的方法，其特征在于，使所述第二窗口區的寬 度小于等于所述第一掩模條的寬度。
18.根據權利要求13至16中任一項所述的方法，其特征在于，將所述籽晶層的厚度限 定在0. 5μπ 至2μπ 的范圍內。
19.根據權利要求18所述的方法，其特征在于，將所述籽晶層的厚度限定在0.5μπι至 Iym的范圍內。
20.根據權利要求13至16中任一項所述的方法，其特征在于，將所述第一外延層的厚 度限定在0. 5 μ m至2 μ m的范圍內。
21.根據權利要求13至16中任一項所述的方法，其特征在于，所述襯底為藍寶石襯底 或SiC襯底，所述籽晶層為GaN籽晶層或GaAs，所述第一掩模層和所述第二掩模層為SiO2 層或SiNx層。
22.根據權利要求13至16中任一項所述的方法，其特征在于，使所述第一掩模條和所 述第二掩模條沿所述籽晶層的<1 00>方向或<11如> 方向。
23.一種發光器件，其特征在于，包括如權利要求1至12中任一項所述的半導體裝置。
全文摘要
本發明提供了一種半導體裝置，包括襯底；緩沖層，位于襯底之上；籽晶層，位于緩沖層之上；第一掩模層，位于籽晶層之上；第一外延層，由籽晶層穿過所述第一窗口區側向生長形成，位于第一掩模層之上，并覆蓋第一窗口區；第二掩模層，位于第一外延層之上；以及第二外延層，由第一外延層側向生長形成，位于所述第一外延層之上。本發明還提供了一種具有上述半導體裝置的發光器件。本發明還提供了用于制造上述半導體裝置的方法。在上述技術方案中，由于采用兩次側向覆蓋外延技術，可以有效地降低外延層中的位錯密度。
文檔編號H01L33/02GK101924021SQ20101022510
公開日2010年12月22日 申請日期2010年7月2日 優先權日2010年7月2日
發明者楊威風 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司