半导体结构和制造方法与流程

技术特征：
1.一种半导体结构，包括：第一iii族氮化物材料层，其具有第一晶格尺寸；第二iii族氮化物材料的无孔层，其具有不同于所述第一晶格尺寸的第二晶格尺寸；和iii族氮化物材料的多孔区域，其布置在所述第一iii族氮化物材料层与所述第二iii族氮化物材料的所述无孔层之间。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述第一iii族氮化物材料为(al,in)gan，优选地为未掺杂的gan。3.根据权利要求1或2所述的半导体结构，其中，所述第二iii族氮化物材料为in
x
ga
1-x
n，优选地为n掺杂的in
x
ga
1-x
n，其中，x>0。4.根据权利要求3所述的半导体结构，其中，所述第二iii族氮化物材料为in
x
ga
1-x
n，并且0.1<x<0.8或0.1<x<0.6，特别优选地0.10<x<0.35。5.根据权利要求3或4所述的半导体结构，其中，所述多孔区域由第三iii族氮化物材料形成，所述第三iii族氮化物材料为in
y
ga
1-y
n，其中，0＜y≤x。6.根据权利要求1或2所述的半导体结构，其中，所述第二iii族氮化物材料为al
z
ga
1-z
n，优选地为n掺杂的al
z
ga
1-z
n，其中，z>0。7.根据权利要求6所述的半导体结构，其中，所述第二iii族氮化物材料为al
z
ga
1-z
n，并且0.10<z<0.9，优选地其中，0.6<z<0.8。8.根据权利要求6或7所述的半导体结构，其中，所述多孔结构由作为al
w
ga
1-w
n的第三iii族氮化物材料形成，其中，0＜w＜1，优选地其中，0＜w≤z。9.根据前述权利要求中任一项所述的半导体结构，其中，所述多孔结构由与所述无孔层相同的iii族氮化物材料形成。10.根据前述权利要求中任一项所述的半导体结构，其中，所述第二iii族氮化物材料的所述无孔层与所述多孔结构共享外延边界。11.根据前述权利要求中任一项所述的半导体结构，包括：布置在所述多孔区域与所述第二iii族氮化物材料的所述无孔层之间的iii族氮化物材料的一个或多个中间层，优选地其中，所述中间层是(al,in)gan。12.根据前述权利要求中任一项所述的半导体结构，其中，所述多孔区域是多孔层或包括多个多孔层的叠层。13.根据前述权利要求中任一项所述的半导体结构，包括：具有不同于所述第一晶格尺寸和所述第二晶格尺寸的第三晶格尺寸的第三iii族氮化物材料的额外层，其中，所述第二iii族氮化物材料的所述无孔层布置在所述额外层与所述多孔区域之间。14.根据前述权利要求中任一项所述的半导体结构，其中，所述第二iii族氮化物材料的所述无孔层的表面是所述结构的外表面，并且其中，所述半导体结构适于将另外的半导体材料过生长到所述无孔层的所述表面上。15.一种光电子半导体器件，包括：根据前述权利要求中任一项所述的半导体结构；和有源发光区域。16.一种发光二极管(led)，包括：根据权利要求1至14中任一项所述的半导体结构；和
led有源发光区域，其形成在所述第二iii族氮化物材料的所述无孔层上。17.根据权利要求16所述的led，其中，所述第二iii族氮化物材料的所述无孔层是形成p-i-n结的一侧的掺杂层。18.根据权利要求16所述的led，包括：布置在所述第二iii族氮化物材料的所述无孔层与所述led有源区域之间的iii族氮化物材料的一个或多个中间层。19.根据权利要求16、17或18所述的led，其中，所述第二iii族氮化物材料是x＞0的in
x
ga
1-x
n，并且所述led有源发光区域包括一个或多个ingan量子阱。20.根据权利要求19所述的led，其中，所述ingan量子阱和所述第二iii族氮化物材料均具有成分in
x
ga
1-x
n，其中，0.22≤x≤0.30，优选地x＝0.25，并且其中，所述led是绿色led。21.根据权利要求19所述的led，其中，所述ingan量子阱和所述第二iii族氮化物材料均具有成分in
x
ga
1-x
n，其中，0.32≤x≤0.40，优选地x＝0.35，并且其中，所述led是红色led。22.根据权利要求19至21中任一项所述的led，包括：在所述第二iii族氮化物材料的所述无孔层与所述led有源区域之间的中间ingan层。23.根据权利要求22所述的led，其中，所述中间ingan层具有比所述发光区域中的所述量子阱中的铟at.％含量低1.2倍至8倍的铟at.％含量。24.根据权利要求22或23所述的led，其中，所述中间ingan层的厚度比包括一个或多个ingan量子阱的所述led有源发光区域的厚度小1.5倍至10倍。25.根据权利要求16、17或18所述的led，其中，所述第二iii族氮化物材料是z＞0的al
z
ga
1-z
n，并且所述led有源区域包括一个或多个algan量子阱。26.根据权利要求25所述的led，其中，所述algan量子阱和所述第二iii族氮化物材料均具有成分al
z
ga
1-z
n，其中，所述led是uv led。27.一种制造半导体结构的方法，包括步骤：电化学多孔化iii族氮化物材料区域，以形成iii族氮化物材料的多孔区域，所述iii族氮化物材料区域形成在具有第一晶格尺寸的第一iii族氮化物材料层上；以及在所述iii族氮化物材料的所述多孔区域上方沉积具有不同于所述第一晶格尺寸的第二晶格尺寸的第二iii族氮化物材料的无孔层，使得所述多孔区域布置在衬底与所述第二iii族氮化物材料的所述无孔层之间。28.根据权利要求27所述的方法，包括步骤：在所述iii族氮化物材料的所述多孔区域的表面上沉积iii族氮化物材料的一个或多个中间层，然后在所述一个或多个中间层上沉积所述第二iii族氮化物材料的无孔层。29.根据权利要求27所述的方法，包括步骤：将所述第二iii族氮化物材料的无孔层沉积到所述iii族氮化物材料的多孔区域的表面上。30.根据权利要求27至29中任一项所述的方法，包括步骤：在所述第二iii族氮化物材料的无孔层的表面上过生长一个或多个iii族氮化物材料层。31.根据权利要求27至30中任一项所述的方法，其中，所述半导体结构是根据权利要求1至14中任一项所述的半导体结构。32.一种形成光电子器件的方法，包括步骤：在根据权利要求1至14中任一项所述的半
导体结构上形成有源发光区域。

技术总结
一种半导体结构包括：第一III族氮化物材料层，其具有第一晶格尺寸；第二III族氮化物材料的无孔层，其具有不同于第一晶格尺寸的第二晶格尺寸；以及III族氮化物材料的多孔区域，其布置在第一III族氮化物材料层与第二III族氮化物材料的无孔层之间。还提供了光电子半导体器件、LED和制造半导体结构的方法。LED和制造半导体结构的方法。LED和制造半导体结构的方法。


技术研发人员：穆罕默德
受保护的技术使用者：波拉科技有限公司
技术研发日：2021.01.22
技术公布日：2022/10/25