[发明专利]用于降低半导体结构中的内部机械应力的方法以及低机械应力半导体结构

权利要求书

1.一种用于降低由第III族金属的氮化物形成在(0001)取向的异质衬底(1)上的半导体结构中的内部机械应力的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

在所述异质衬底(1)上生长氮化物以形成第一氮化物层(2)，

通过选择性地除去所述第一氮化物层(2)的体积至距所述第一氮化物层(2)的上表面预定的深度来图案化所述第一氮化物层(2)，以提供所述层的在所除去的体积之间的剩余部分中的内部机械应力的弛豫，以及

在所述第一氮化物层(2)上生长另外的氮化物，直到形成连续的第二氮化物层(8)，以产生所述半导体结构内部的在所述第二氮化物层(8)下的、被包封的、源自所除去的体积的空隙(7)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，图案化所述第一氮化物层(2)包括除去所述第一氮化物层(2)的体积，使得所除去的体积的深度H、所除去的体积的沿着平行于所述异质衬底(1)的表面的表面的横截面的特征直径D以及在相邻的所除去的体积之间的间距L满足条件H/(L-D)＞0.2，更优选满足条件H/(L-D)＞0.4，并且最优选满足条件H/(L-D)＞0.6。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于图案化所述第一氮化物层(2)包括除去所述第一氮化物层(2)的体积，使得所除去的体积的沿着平行于所述异质衬底(1)的表面的表面的横截面被成形为六边形。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所除去的体积的面的取向与纤锌矿晶体结构的低指数晶面实质上一致。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所除去的体积的沿着平行于所述异质衬底(1)的表面的表面的横截面具有至少2.0微米的特征直径D，在相邻的所除去的体积之间的间距L小于10.0微米，并且所除去的体积的深度H大于3.0微米。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一氮化物层(2)上生长另外的氮化物包括生长所述另外的氮化物，使得生长速率朝向所除去的体积的底部逐渐地降低，以包封源自所除去的体积的所述空隙(7)，使得所述空隙(7)的沿着平行于所述异质衬底(1)的表面的表面的特征横截面直径随深度而增加。

7.一种具有低机械应力的半导体结构，其由第III族金属的氮化物形成在(0001)取向的异质衬底(1)上，其特征在于所述结构包括在所述异质衬底(1)上的第一氮化物层(2)、在所述第一氮化物层(2)上的第二氮化物层(8)，所述第二氮化物层(8)包封所述半导体结构内部的在所述第二氮化物层(8)下的有意产生的空隙(7)，以降低所述半导体结构中的内部机械应力。

8.根据权利要求7所述的结构，其特征在于所述空隙(7)的沿着平行于所述异质衬底(1)的表面的表面的横截面具有至少2.0微米的特征直径DV，并且在相邻的空隙(7)之间的横向间距LV小于10.0微米。

9.根据权利要求7-8中任一项所述的结构，其特征在于所述空隙(7)的沿着平行于所述异质衬底(1)的表面的表面的特征横截面直径随深度而增加。

10.权利要求1所述的方法在降低由第III族金属的氮化物形成的半导体结构中的内部机械应力方面的用途。

11.权利要求7所述的结构在降低由第III族金属的氮化物形成的半导体结构中的内部机械应力方面的用途。