本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體組件，尤其涉及一種能運用于發(fā)光二極管、雷射二極管、功率半導(dǎo)體、高電子遷移率晶體管的半導(dǎo)體組件及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、氮化鋁鎵(algan)為氮化鋁與氮化鎵的合金，其具有直接且連續(xù)可調(diào)的寬帶隙(3.4ev至6.2ev)、熱穩(wěn)定與化學(xué)穩(wěn)定性。algan可用于制造紫外光/藍(lán)色光發(fā)光二極管，而紫外光波長可低至250nm(遠(yuǎn)紫外光)。此外，algan也可用于紫外光發(fā)光二極管(light-emitting?diode，led)、光檢測器與高電子移動率晶體管(high-electron-mobilitytransistor，hemt)。因此，algan于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)具有極大的應(yīng)用前景。

2、目前在實務(wù)面上algan缺乏同質(zhì)連接(homojunction)基板，故影響其所制成的電子組件效率。目前業(yè)界使用藍(lán)寶石來作為algan成長的基板，但由于藍(lán)寶石天生的缺陷，如：異常堅硬、不導(dǎo)電、低導(dǎo)熱、高成本等，因此局限住藍(lán)寶石基板于氮化鋁鎵所制成的電子組件的發(fā)展。相對于藍(lán)寶石，硅基板具有大尺寸、低價格、優(yōu)異導(dǎo)電等特性，為較能實現(xiàn)algan所制成的電子組件性能的基板。雖然硅基板具有以上種種優(yōu)點，但相對于藍(lán)寶石，硅與氮化鋁鎵間存在著較大的晶格不匹配與熱不匹配等缺點，且ga容易和si產(chǎn)生回熔蝕刻(meltback?etch)的現(xiàn)象，因此并無法直接于硅基板上生長algan。然而，采用兩步生長法可解決此問題，所謂“兩步生長法”為利用非晶性氮化鋁(amorphousaln)為緩沖層于硅基板與algan之間。algan由于不論和硅或是藍(lán)寶石基板均會受到強(qiáng)應(yīng)力作用，使得外延材料algan極易龜裂，若以amorphous?aln取代過去使用的gan作為緩沖層，除了可以緩沖algan于基板上所受到強(qiáng)應(yīng)力而可解決algan龜裂情況外，同時也可以避免上述回熔蝕刻的問題。

3、除了缺乏同質(zhì)連接基板外，algan所制成的電子組件的極化電場也為影響組件效率的另一因素。生長在[0001]晶面上的氮化物內(nèi)部存在著極高的壓電極化與自發(fā)極化電場，對于過去發(fā)光二極管或雷射二極管組件結(jié)構(gòu)而言，該內(nèi)建電場產(chǎn)生量子局限史塔克效應(yīng)(quantum-confined?stark?effect)會進(jìn)而影響其有效載流子的注入效率，進(jìn)而降低組件發(fā)光強(qiáng)度；另一方面，對于高功率組件使用上，如高電子遷移率晶體管結(jié)構(gòu)等，由于本身存在內(nèi)建電場特性，使得在斷電時仍是導(dǎo)通的常開型(normally-on)組件，會面臨出現(xiàn)誤動作的風(fēng)險，因此新世代高功率電子組件在設(shè)計上必須要符合常關(guān)型(normally-off)的特性。因此，非極性氮化物為解決上述組件如發(fā)光二極管、雷射二極管及高電子遷移率晶體管的問題的方案之一。目前成長非極性如a-plane?gan薄膜的方式一般是需要特殊晶向的sapphire、lialo2、及sic等基板，而由于lialo2常溫狀態(tài)下質(zhì)量不穩(wěn)定，sic成本又較高，因此在選擇成長nonpolar?a-plane?gan目前主流仍以使用r-plane?sapphire為主。

4、然而，由于sapphire在生長及切割上仍具有一定的技術(shù)困難度及良率問題，特別是要取得具有r-plane?sapphire的材料又更加困難，且成本也較高。有鑒于此，目前市場仍需要一種容易取得且成本較低的基板，以解決現(xiàn)今使用r-plane?sapphire材料的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、由于algan這類型半導(dǎo)體具有極強(qiáng)的極化內(nèi)建電場，此特性不利于發(fā)光及電子控制等應(yīng)用，因此透過利用非極性晶向緩沖層來控制algan樣品生長的晶體結(jié)構(gòu)為非極性的方式，并運用在led、光偵測器及hemt組件上，將可有效改善上述問題。

2、為解決上述的問題，本發(fā)明主要目的在于提供一種半導(dǎo)體組件，包含：基板；非極性晶向緩沖層，形成于該基板上；以及第一氮化物層，形成于該非極性晶向緩沖層上。

3、如上所述的半導(dǎo)體組件，更包含第一掩模圖形化層，形成于該第一氮化物層上；第二氮化物層，形成于該第一掩模圖形化層以及該第一氮化物層上；第二掩模圖形化層，形成于第二氮化物層上，其中該第二掩模圖形化層與該第一掩模圖形化層呈上下交錯排列；以及第三氮化物層，形成于該第二掩模圖形化層以及該第二氮化物層上。

4、如上所述的半導(dǎo)體組件，其中該非極性晶向緩沖層為非極性氮化鋁緩沖層、以氮化鋁成分為主的非極性3元系或4元系的氮化鋁基化合物緩沖層、非極性氧化鋅緩沖層或以氧化鋅成分為主的非極性3元系或4元系的氧化鋅基化合物緩沖層。

5、如上所述的半導(dǎo)體組件，其中該基板包含硅基板、硅藍(lán)寶石基板、碳化硅基板、石英基板或耐高溫基板，而該耐高溫基板是能夠承受1000℃以上的高溫制程的基板。

6、如上所述的半導(dǎo)體組件，其中該第一氮化物層、該第二氮化物層以及該第三氮化物層為第三族氮化物，且該第三族氮化物的材料選自gan及algan所組成族群之一或其組合。

7、如上所述的半導(dǎo)體組件，其中該第一掩模圖形化層以及該第二掩模圖形化層的材料選自二氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)或氮氧化硅(sioxny)組成族群之一或其組合。

8、本發(fā)明的另一目的是提供一種半導(dǎo)體組件的制造方法，其方法包括以下步驟：提供基板；形成非極性晶向緩沖層于該基板上；以及形成第一氮化物層于該非極性晶向緩沖層上。

9、如上所述的半導(dǎo)體組件的制造方法，更包括：形成第一掩模圖形化層于該第一氮化物層上，使得該第一氮化物層的一部份區(qū)域受該第一掩模圖形化層遮蔽，該第一氮化物層的另一部份區(qū)域未受該第一掩模圖形化層遮蔽；以該第一掩模圖形化層作為光罩，對該第一氮化物層未受遮蔽的另一部份區(qū)域進(jìn)行蝕刻，以形成至少一蝕刻溝槽并露出該非極性晶向緩沖層；形成第二氮化物層于該非極性晶向緩沖層及該第一掩模圖形化層上，其中該第二氮化物層是自該非極性晶向緩沖層上生長，使得該第二氮化物層填充該蝕刻溝槽，并且于該第一掩模圖形化層上形成該第二氮化物層；形成第二掩模圖形化層于該第二氮化物層上，使得該第二氮化物層的一部份區(qū)域受該第二掩模圖形化層遮蔽，該第二氮化物層的另一部份區(qū)域未受該第二掩模圖形化層遮蔽，其中該第二掩模圖形化層是對應(yīng)于該蝕刻溝槽設(shè)置，使得受該第二掩模圖形化層遮蔽的該第二氮化物層的一部份區(qū)域?qū)?yīng)于該蝕刻溝槽設(shè)置；以及形成第三氮化物層于該第二氮化物層及該第二掩模圖形化層上，其中該第三氮化物層是自該第二氮化物層上生長，使得該第三氮化物層填充未被該第二掩模圖形化層遮蔽的區(qū)域，并且于該第二掩模圖形化層上形成該第三氮化物層。

10、如上所述的半導(dǎo)體組件的制造方法，其中該非極性晶向緩沖層為非極性氮化鋁緩沖層、以氮化鋁成分為主的非極性3元系或4元系的氮化鋁基化合物緩沖層、非極性氧化鋅緩沖層或以氧化鋅成分為主的非極性3元系或4元系的氧化鋅基化合物緩沖層。

11、如上所述的半導(dǎo)體組件的制造方法，其中該基板包含硅基板、硅藍(lán)寶石基板、碳化硅基板、石英基板或耐高溫基板，而該耐高溫基板是能夠承受1000°c以上的高溫制程的基板。

12、借此，本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體組件，其是利用可在任何基板上成長出非極性晶向緩沖層的磊晶技術(shù)。由于此種磊晶作法不受限習(xí)知的nonpolar?a-plane?gan需要成長于特殊材料的基板晶面，如r-plane?sapphire，因此將可有效降低制造成本。透過本發(fā)明的磊晶成長方式可以在si、sapphire、sic等任何材料基板上，先成長出非極性晶向的緩沖層，如非極性aln緩沖層；接著，再運用這層緩沖層再成長出非極性單晶薄膜，如a-plane?gan單晶薄膜。所以，利用本發(fā)明技術(shù)可優(yōu)化磊晶質(zhì)量，使任何基板上形成非極性晶向緩沖層，如此所形成的半導(dǎo)體組件能有效應(yīng)用于發(fā)光二極管、雷射二極管及高電子遷移率晶體管等組件上。