[发明专利]氮化物层的制造方法

说明书

本发明涉及一种用于获得至少一个氮化物层的方法，所述方法包括以下连续步骤：提供叠层，包括从所述叠层的衬底延伸的多个焊盘，每个焊盘至少包括：结晶部段和具有顶部面积的顶部；从至少一组所述焊盘中的至少一些的所述顶部外延生长的微晶，并继续所述微晶的外延生长直到由所述焊盘承载的所述微晶的聚结；所述多个焊盘包括称为保留焊盘的至少一个焊盘和称为分离焊盘的多个其他焊盘。所述焊盘构造成一旦形成所述氮化物层，则所述至少一个保留焊盘保留所述氮化物层，并且所述分离焊盘中的某些可以被断裂。

技术领域

本发明涉及氮(N)化物层的实现，该氮化物层优选地从镓(Ga)、铟(In)和铝(Al)中的至少一种获得。本发明的应用例如是包括多个微米尺寸的发光二极管(LED)(通常称为微型LED)的光电子器件的领域，或者诸如晶体管或功率二极管之类的功率部件的实现。

背景技术

对于大量微电子或光电子应用，需要用镓、铟和铝中的至少一种来制造氮化物层。特定应用例如涉及微型LED的实现。其他特定应用可以涉及实现诸如二极管或功率晶体管之类的电子功率装置，例如HEMT晶体管(其英文名称“High Electron MobilityTransistor”(高电子迁移率晶体管)的首字母缩写词，意思是具有高电子迁移率的场效应晶体管)。

氮化物层通常通过从覆盖板的结晶层外延生长获得。

一个主要挑战在于最小化通过外延获得的氮化物层中的缺陷密度。事实上，由这些氮化物层实现的微电子或光电子器件的性能对诸如位错之类的结构缺陷的密度非常敏感。

这些位错源于外延层和衬底之间的晶格参数差异，以及生长开始时形成的小尺寸晶粒的聚结；这些晶粒相对于彼此略微随意取向并且它们通过在聚结边界处形成位错而聚集在一起，这些位错然后穿过整个外延结构。

解决这些问题的最直接方法是使用与要外延的层具有相同性质的衬底(同质衬底)。然而，这些衬底在市场上不可购得或者尺寸仍然很小，这不允许从其中切割出足够尺寸的用于所设想的工业应用的衬底。

因此，迄今为止为工业应用设想的解决方案主要基于异质衬底的使用，并结合所谓的“横向再生长”或ELOG方法，即英文“epitaxial lateral overgrowth”(外延横向过生长)的首字母缩写词。这种基于使用掩模来阻挡位错的方法允许降低这些位错的密度。另一方面，这些位错分布不均匀，这会在装置制造时造成问题。

另一种解决方案是使材料在该材料的预先存在的焊盘上外延重新生长：这就是所谓的悬垂外延工艺，它允许消除在掩模上的重新生长。另一方面，常规的悬垂外延解决方案不允许消除甚至不允许显著减少由相邻细菌聚结产生的缺陷的出现。

专利申请WO2019122461描述了一种解决方案，该解决方案在于使氮化物层在焊盘上生长，这些焊盘也称为柱，包括蠕变部段，结晶部段置于蠕变部段上方。通过实施该方法获得的结构在图1A中示出。包括蠕变部段220、结晶部段300和缓冲层400的焊盘形成在衬底100的表面上。然后使微晶在焊盘1000的表面上外延生长。微晶在聚结时聚集在一起，然后形成氮化物层550，该氮化物层550随着其增厚而继续生长。

该解决方案具有的缺点是，在冷却氮化物层550时，氮化物层550有时会具有穿过其厚度的显著裂纹6。该缺点在图1B中示出。如此获得的氮化物层然后不再可用。由于氮化物层550很厚，这个缺点尤其明显。

因此，需要提供一种解决方案以减少甚至消除已知解决方案具有的缺点中的至少一些。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于获得从镓(Ga)、铟(In)和铝(Al)中的至少一种获得的氮(N)化物层的解决方案，该氮化物层具有显著降低的且非裂纹的缺陷密度。

本发明的其他目的、特征和优点通过检查以下描述和附图将变得显而易见。应当理解，可以并入其他优点。