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1、(10)申请公布号 CN 102427101 A (43)申请公布日 2012.04.25 C N 1 0 2 4 2 7 1 0 1 A *CN102427101A* (21)申请号 201110389557.5 (22)申请日 2011.11.30 H01L 33/00(2010.01) (71)申请人李园 地址 100084 北京市海淀区清华大学西北小 区6-313号 申请人郭磊 (72)发明人李园 郭磊 (74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事 务所(普通合伙) 11201 代理人张大威 (54) 发明名称 半导体结构及其形成方法 (57) 摘要 本发明提供一种半导体结构及其形成方。
2、法， 该半导体结构包括：衬底；和形成在所述衬底顶 面的多个锯齿结构，所述锯齿结构具有第一长边 和第一短边，所述两个相邻的锯齿结构的第一长 边与第一短边相邻，且所述第一长边限定有所述 锯齿结构的第一表面，所述短边限定有所述锯齿 结构的第二表面，其中，所述第一表面为生长化合 物半导体材料的生长面，所述第二表面覆盖有掩 膜材料以阻挡所述化合物半导体材料在所述第二 表面的生长。在该半导体结构上制备非极性或半 极性的LED器件，可以极大地提高LED有源区发光 层的量子效率，从而极大地提高发光效率。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说。
3、明书 6 页 附图 3 页 CN 102427109 A 1/3页 2 1.一种半导体结构，其特征在于，包括： 衬底；和 形成在所述衬底顶面的多个锯齿结构，所述锯齿结构具有第一长边和第一短边，所述 两个相邻的锯齿结构的第一长边与第一短边相邻，且所述第一长边限定有所述锯齿结构的 第一表面，所述短边限定有所述锯齿结构的第二表面，其中，所述第一表面为生长化合物半 导体材料的生长面，所述第二表面覆盖有掩膜材料以阻挡所述化合物半导体材料在所述第 二表面的生长。 2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述锯齿结构为多孔结构，且所述多 孔结构的表面为在含氢气氛中退火形成的平面。 3.如权利要求1所述。
4、的半导体结构，其特征在于，所述多个锯齿结构通过纳米压印形 成。 4.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述衬底为硅衬底，且所述衬底表面 的晶面为110、111、001、211、311、337、5512晶面族中的一个晶面，所述第 一表面的晶面为111、110晶面族中的一个晶面。 5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述衬底为蓝宝石衬底，且 所述衬底表面的晶面为晶面族中的一个晶面，所述 第一表面的晶面为(0001)晶面，或者 所述衬底表面的晶面为晶面族中的一个晶面，所述第一表面的晶面为 晶面族中的一个晶面。 6.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括以下步骤： 提供模具，其中。
5、，所述模具具有与多个锯齿结构相匹配的图形，其中，所述锯齿结构具 有第一长边和第一短边，所述两个相邻的锯齿结构的第一长边与第一短边相邻，且所述第 一长边限定有所述锯齿结构的第一表面，所述第一短边限定有所述锯齿结构的第二表面； 提供衬底，在所述衬底之上形成感光或热感应材料层； 将所述感光或热感应材料层与所述模具压合以使所述感光或热感应材料层填充至所 述模具的图形之中； 进行照射或加热以对所述感光或热感应材料层进行定型以在所述衬底顶部形成具有 图形的掩膜层； 对所述具有图形的掩膜层和所述衬底进行刻蚀以形成多个锯齿结构； 在所述第二表面上覆盖掩膜材料；以及 将所述第一表面作为生长面，在所述第一表面上生。
6、长化合物半导体材料。 7.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述化合物半导体材料 包括氮化物系半导体材料。 8.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述第一表面上生长 的化合物半导体材料垂直于所述第一表面的高度不高于所述第一短边的长度，以在每个所 述第一表面形成相互独立的化合物半导体材料；或者 在所述第一表面上生长的化合物半导体材料垂直于所述第一表面的高度高于所述第 一短边的长度以使相邻的所述锯齿结构在第一表面上生长的化合物半导体材料能够相互 权 利 要 求 书CN 102427101 A CN 102427109 A 2/3页 3 连接以形成整体的化合物半。
7、导体材料层。 9.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述多个锯齿结 构之后，还包括： 对所述多个锯齿结构进行阳极氧化以形成多孔结构； 在氢中对所述多孔结构进行退火以在所述多孔结构的表面形成平面。 10.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述衬底为硅衬底，且 所述衬底表面的晶面为110、111、001、211、311、337、5512晶面族中的一个 晶面，所述第一表面的晶面为111、110晶面族中的一个晶面。 11.如权利要求6所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述衬底为蓝宝石衬 底，且 所述衬底表面的晶面为晶面族中的一个晶面，所述 第一表面的晶面。
8、为(0001)晶面，或者 所述衬底表面的晶面为晶面族中的一个晶面，所述第一表面的晶面为 晶面族中的一个晶面。 12.一种半导体结构的形成方法，其特征在于，包括以下步骤： 提供模具，其中，所述模具具有与多个锯齿结构相匹配的图形，其中，所述锯齿结构具 有第一长边和第一短边，所述两个相邻的锯齿结构的第一长边与第一短边相邻，且所述第 一长边限定有所述锯齿结构的第一表面，所述第一短边限定有所述锯齿结构的第二表面； 提供衬底，在所述衬底上形成热塑性材料层； 对所述热塑性材料层加热并达到其玻璃化温度之上，将所述模具压合在所述热塑性材 料层之上，以使所述热塑性材料层填充至所述模具的图形中； 降温以使所述热塑性。
9、材料层固化定型，移去所述模具，以在所述衬底顶部形成具有图 形的掩膜层； 对所述具有图形的掩膜层和所述衬底进行刻蚀以在所述衬底上形成所述锯齿结构。 13.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述化合物半导体材 料包括氮化物系半导体材料。 14.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在所述第一表面上生 长的化合物半导体材料垂直于所述第一表面的高度不高于所述第一短边的长度，以在每个 所述第一表面形成相互独立的化合物半导体材料；或者 在所述第一表面上生长的化合物半导体材料垂直于所述第一表面的高度高于所述第 一短边的长度以使相邻的所述锯齿结构在第一表面上生长的化合物半导。
10、体材料能够相互 连接以形成整体的化合物半导体材料层。 15.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，在形成所述锯齿结构 之后，还包括： 对所述凸起进行阳极氧化以形成多孔结构；且 在含有氢的气氛中对所述多孔结构进行退火以使所述凸起的顶面和前侧面中的至少 一个形成为平面。 16.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述衬底为硅衬底，且 所述衬底表面的晶面为110、111、001、211、311、337、5512晶面族中的一个 权 利 要 求 书CN 102427101 A CN 102427109 A 3/3页 4 晶面，所述凸起的顶面的晶面为111、110晶面族中。
11、的一个晶面。 17.如权利要求12所述的半导体结构的形成方法，其特征在于，所述衬底为蓝宝石衬 底，且 所述衬底表面的晶面为晶面族中的一个晶面，所述 凸起的顶面的晶面为(0001)晶面，或者 所述衬底表面的晶面为晶面族中的一个晶面，所述凸起的顶面的晶面 为晶面族中的一个晶面。 权 利 要 求 书CN 102427101 A CN 102427109 A 1/6页 5 半导体结构及其形成方法 技术领域 0001 本发明涉及半导体设计及制造技术领域，特别涉及一种半导体结构及其形成方 法。 背景技术 0002 现有的蓝光和白光LED产品主要采用的是GaN晶体材料，最常用的工艺是在 (0001)面的蓝宝。
12、石晶体或(111)面的Si衬底上外延出(0001)晶面的GaN晶体材料来制 备LED外延片的有源区发光层。而由于GaN晶体的(0001)面(垂直于c轴方向)是极性 的，根据常用的LED器件结构，极性材料会极大地降低发光层的量子效率，从而极大地降低 发光效率，采用非极性面的GaN LED器件可以极大地提高量子效率，但是由于晶格的失配等 因素，在蓝宝石或Si衬底上外延出的具有非极性的a面或m面的GaN晶体薄膜的位错密度 相对于传统的(0001)面的GaN材料高了几个量级，很难应用在大规模生产中。 0003 另外，在半导体器件的制备工艺中通常需要在衬底上制备某种特定晶面以形成特 殊的立体结构，而传统。
13、的微加工工艺采取在晶片衬底上涂布平面的光刻胶，通过光学曝光 把平面的图形转移到光刻胶掩膜上，然后再进行刻蚀得到所需要的孔、槽等结构，但这些基 于平面图形的工艺无法制备出特殊的立体结构，即使是利用湿法腐蚀的各向异性特性也仅 能得到某些极其特殊的晶面，如Si(111)面，而无法在任意衬底上制备出任意的晶面，如 Si(337)、(5512)、(113)、(211)、(100)面等。 发明内容 0004 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。特别是提供一种衬底上具 有非极性面或半极性面的半导体结构及其形成方法，以解决采用极性材料制备LED外延片 的有源区发光层而导致发光效率降低的问题，并且提。
14、供一种在衬底上形成任意晶面以制备 出特殊立体结构的方法。 0005 为达到上述目的，本发明一方面提供一种半导体结构，包括：衬底；和形成在所述 衬底顶面的多个锯齿结构，所述锯齿结构具有第一长边和第一短边，所述两个相邻的锯齿 结构的第一长边与第一短边相邻，且所述第一长边限定有所述锯齿结构的第一表面，所述 短边限定有所述锯齿结构的第二表面，其中，所述第一表面为生长化合物半导体材料的生 长面，所述第二表面覆盖有掩膜材料以阻挡所述化合物半导体材料在所述第二表面的生 长。 0006 在本发明的一个实施例中，所述锯齿结构为多孔结构，且所述多孔结构的表面为 经过氢退火形成的平面。 0007 在本发明的一个实施。
15、例中，所述多个锯齿结构通过纳米压印形成。 0008 在本发明的一个实施例中，所述衬底为硅衬底，且所述衬底表面的晶面为110、 111、001、211、311、337、5512晶面族中的一个晶面，所述第一表面的晶面为 111、110晶面族中的一个晶面。以使根据该实施例的半导体结构适用于制备LED外延 说 明 书CN 102427101 A CN 102427109 A 2/6页 6 片的有源区发光层。 0009 在本发明的一个实施例中，所述衬底为蓝宝石衬底，且所述衬底表面的晶面为 晶面族中的一个晶面，所述第一表面的晶面为(0001)晶 面，或者，所述衬底表面的晶面为晶面族中的一个晶面，所述第一表。
16、面的晶 面为晶面族中的一个晶面。以使根据该实施例的半导体结 构适用于制备LED外延片的有源区发光层。 0010 本发明另一方面提供一种半导体结构的形成方法，包括以下步骤：提供模具，其 中，所述模具具有与多个锯齿结构相匹配的图形，其中，所述锯齿结构具有第一长边和第一 短边，所述两个相邻的锯齿结构的第一长边与第一短边相邻，且所述第一长边限定有所述 锯齿结构的第一表面，所述第一短边限定有所述锯齿结构的第二表面；提供衬底，在所述衬 底之上形成感光或热感应材料层；将所述感光或热感应材料层与所述模具压合以使所述感 光或热感应材料层填充至所述模具的图形之中；进行照射或加热以对所述感光或热感应材 料层进行定型。
17、以在所述衬底顶部形成具有图形的掩膜层；对所述具有图形的掩膜层和所述 衬底进行刻蚀以形成多个锯齿结构；在所述第二表面上覆盖掩膜材料；以及将所述第一表 面作为生长面，在所述第一表面上生长化合物半导体材料。 0011 本发明再一方面提供上述半导体结构的另一种形成方法，包括以下步骤：提供模 具，其中，所述模具具有与多个锯齿结构相匹配的图形，其中，所述锯齿结构具有第一长边 和第一短边，所述两个相邻的锯齿结构的第一长边与第一短边相邻，且所述第一长边限定 有所述锯齿结构的第一表面，所述第一短边限定有所述锯齿结构的第二表面；提供衬底，在 所述衬底上形成热塑性材料层；对所述热塑性材料层加热并达到其玻璃化温度之上。
18、，将所 述模具压合在所述热塑性材料层之上，以使所述热塑性材料层填充至所述模具的图形中； 降温以使所述热塑性材料层固化定型，移去所述模具，以在所述衬底顶部形成具有图形的 掩膜层；对所述具有图形的掩膜层和所述衬底进行刻蚀以在所述衬底上形成所述锯齿结 构。 0012 对于以上两种形成方法，在本发明的一些实施例中，所述化合物半导体材料包括 氮化物系半导体材料，如GaN，以使根据该实施例的半导体结构适用于制备GaN系LED器件 的有源区发光层。 0013 对于以上两种形成方法，在本发明的一些实施例中，其中，在所述第一表面上生长 的化合物半导体材料垂直于所述第一表面的高度不高于所述第一短边的长度，以在每个。
19、所 述第一表面形成相互独立的化合物半导体材料；或者在所述第一表面上生长的化合物半导 体材料垂直于所述第一表面的高度高于所述第一短边的长度以使相邻的所述锯齿结构在 第一表面上生长的化合物半导体材料能够相互连接以形成整体的化合物半导体材料层。 0014 对于以上两种形成方法，在本发明的一些实施例中，在形成所述多个锯齿结构之 后，还包括：对所述多个锯齿结构进行阳极氧化以形成多孔结构；在氢中对所述多孔结构 进行退火以在所述多孔结构的表面形成平面。 0015 对于以上两种形成方法，在本发明的一些实施例中，所述衬底为硅衬底，且所述衬 底表面的晶面为110、111、001、211、311、337、5512晶。
20、面族中的一个晶面， 所述第一表面的晶面为111、110晶面族中的一个晶面。以使根据该实施例的半导体结 构适用于制备LED外延片的有源区发光层。 说 明 书CN 102427101 A CN 102427109 A 3/6页 7 0016 对于以上两种形成方法，在本发明的一些实施例中，所述衬底为蓝宝石衬底，且所 述衬底表面的晶面为晶面族中的一个晶面，所述第一表 面的晶面为(0001)晶面，或者，所述衬底表面的晶面为晶面族中的一个晶 面，所述第一表面的晶面为晶面族中的一个晶面。以使根 据该实施例的半导体结构适用于制备LED外延片的有源区发光层。 0017 本发明提供一种半导体结构，通过在衬底上引入。
21、与原衬底晶面成一定角度的多个 小的外延生长表面，这样的生长表面上易于外延出高质量的晶体薄膜，降低外延层的位错 密度，然后通过掩膜方式在需要的小生长表面形成化合物半导体晶面，该化合物半导体晶 面即为与原衬底晶面一致的非极性面或半极性面。在该半导体结构上制备非极性或半极性 的LED器件，可以极大地提高LED外延片的有源区发光层的量子效率，从而极大地提高其发 光效率。此外，本发明还提供形成该半导体结构的方法，通过纳米压印将特殊形状的结构图 形转移到衬底的掩膜上，然后再进行保形刻蚀，从而得到多个小生长表面，利用本发明实施 例提供的方法几乎可以在任意衬底上得到任意需要的晶面。 0018 本发明的附加方面。
22、和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。 附图说明 0019 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中： 0020 图1为本发明实施例的半导体结构示意图； 0021 图2为本发明实施例的具有硅衬底的半导体结构剖面图； 0022 图3为本发明实施例的具有蓝宝石衬底的半导体结构剖面图； 0023 图4为本发明实施例的半导体结构形成方法的流程图； 0024 图5为本发明实施例的半导体结构另一种形成方法的流程图。 具体实施方式 0025 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自。
23、始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。 0026 在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖 直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是 为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对 本发明的限制。 0027 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示 例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的。
24、具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何 的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 0028 本发明实施例提供一种衬底上具有非极性面或半极性面的半导体结构。通过在衬 说 明 书CN 102427101 A CN 102427109 A 4/6页 8 底上引入与原衬底晶面成一定角度的呈阵列排布的多个小生长表面，这样的生长表面是易 于外延出高质量的晶体薄膜，如蓝宝石的(0001)面，Si的(111)面；再通过掩膜覆盖其他 不需要的表面以阻止化合物半。
25、导体材料在其上的生长；然后通过外延在生长表面形成所需 晶面的化合物半导体材料层，该化合物半导体材料层即为与原衬底晶面一致的非极性或半 极性面，在该半导体结构上制备非极性或半极性的LED器件，可以极大地提高LED外延片的 有源区发光层的量子效率，从而极大地提高其发光效率。 0029 图1所示为根据本发明实施例的半导体结构示意图。如图1所示，该半导体结构 包括：衬底100和形成在衬底100顶面的多个锯齿结构200。锯齿结构200具有第一长边 202和第一短边204，两个相邻的锯齿结构200的第一长边202与第一短边204相邻，且第 一长边200限定有锯齿结构200的第一表面300，第一短边204限。
26、定有锯齿结构200的第二 表面302，其中，第一表面300为生长化合物半导体材料的生长面，第二表面302覆盖有掩膜 材料(图1中未示出)以阻挡化合物半导体材料在第二表面302的生长。由图1可知，本 发明实施例提供一种衬底表面结构，其具有与衬底表面成一定角度的生长晶面(如第一表 面300)阵列以及被掩蔽起来的不需要的其它晶面(如第二表面302)。 0030 在本发明的一个实施例中，锯齿结构200在衬底100表面二维重复，以形成二维阵 列，如图1所示。 0031 在本发明的一个实施例中，如果在第一表面300上生长的化合物半导体材料垂直 于第一表面300的高度不高于第一短边202的长度，则形成在每个。
27、第一表面300的化合物 半导体材料层是相互独立的；如果在第一表面300上生长的化合物半导体材料垂直于第一 表面300的高度高于第一短边202的长度，则形成在每个第一表面300的化合物半导体材 料相互连接以形成整体的化合物半导体材料层。该相互独立的化合物半导体材料层或者整 体的化合物半导体材料层即为与原衬底晶面一致的非极性面或半极性面。 0032 在本发明的一个实施例中，锯齿结构200为多孔结构，该多孔结构的表面为在含 氢气氛中退火形成的平面。 0033 在本发明的一个实施例中，该半导体结构可以优选为用于形成LED外延片的有源 区的发光层。故衬底100可以为硅衬底，且衬底100表面的晶面为110。
28、、111、001、 211、311、337、5512晶面族中的一个晶面，第一表面300的晶面为111、110晶 面族中的一个晶面。，图2所示为其中的情况之一；衬底100还可以优选为蓝宝石衬底，且衬 底100表面的晶面为晶面族中的一个晶面，第一表面300 的晶面为(0001)晶面，或者，衬底100表面的晶面为晶面族(即m面和a 面)中的一个晶面，第一表面300的晶面为晶面族中的一 个晶面。，图3所示为其中的情况之一。其中，形成在第一表面300上的半导体化合物材料 包括氮化物系半导体材料，例如可以为非极性或半极性的GaN。 0034 本发明进一步提供一种形成上述半导体结构的方法。本发明实施例通过纳。
29、米压印 将具有特殊形状的结构图形转移到掩膜上，再进行保形刻蚀，从而得到所需要的生长晶面， 采用本发明实施例提供的方法几乎可以在任意衬底上得到任意需要的晶面。其中纳米压印 的方法可以通过采用感光(或热感应)材料层或者热塑性材料层得以实施，以下对这两种 方式分别进行描述。 0035 图4所示为根据本发明实施例的半导体结构的形成方法的流程图，该方法包括以 说 明 书CN 102427101 A CN 102427109 A 5/6页 9 下步骤： 0036 步骤S101：提供模具，所述模具具有与多个锯齿结构相匹配的图形，其中，锯齿结 构具有第一长边和第一短边，两个相邻的锯齿结构的第一长边与第一短边相。
30、邻，且第一长 边限定有锯齿结构的第一表面，第一短边限定有锯齿结构的第二表面。在本发明一个优选 的实施例中，多个锯齿结构呈二维阵列分布。 0037 步骤S102：提供衬底，在衬底之上形成感光或热感应材料层。在本发明实施例中， 该半导体结构可以优选为用于形成LED外延片的有源区的发光层，故衬底可以为硅衬底或 蓝宝石衬底。且硅衬底表面的晶面为110、111、001、211、311、337、5512晶 面族中的一个晶面；蓝宝石衬底表面的晶面可以为晶面 族中的一个晶面，或者为晶面族中的一个晶面。 0038 步骤S103：对热塑性材料层加热并达到其玻璃化温度之上，将模具压合在热塑性 材料层之上，以使热塑性。
31、材料层填充至模具的图形中。 0039 步骤S104：进行照射或加热以对感光或热感应材料层进行定型以在衬底顶部形 成具有立体结构图形的掩膜层。 0040 步骤S105：对所述具有立体结构图形的掩膜层和衬底进行刻蚀以形成多个锯齿 结构。刻蚀的方法可以是干法刻蚀或湿法刻蚀。刻蚀的过程中，通过工艺控制使得掩膜层的 立体图形结构得以保持并转移到衬底表面，最终在衬底表面形成所需的锯齿状凸起结构。 0041 图5所示为根据本发明实施例的半导体结构的另一种形成方法的流程图，该方法 包括以下步骤： 0042 步骤S201：提供模具，所述模具具有与多个锯齿结构相匹配的图形，其中，锯齿结 构具有第一长边和第一短边，。
32、两个相邻的锯齿结构的第一长边与第一短边相邻，且第一长 边限定有锯齿结构的第一表面，第一短边限定有锯齿结构的第二表面。在本发明一个优选 的实施例中，多个锯齿结构呈二维阵列分布。 0043 步骤S202：提供衬底，在衬底之上形成热塑性材料层。在本发明实施例中，该半导 体结构可以优选为用于形成LED外延片的有源区的发光层，故衬底可以为硅衬底或蓝宝石 衬底。且硅衬底表面的晶面为110、111、001、211、311、337、5512晶面族中 的一个晶面；蓝宝石衬底表面的晶面可以为晶面族中的 一个晶面，或者为晶面族中的一个晶面。 0044 步骤S203：将感光或热感应材料层与模具压合以使感光或热感应材料。
33、层填充至 模具的图形之中。 0045 步骤S204：降温以使所述热塑性材料层固化定型，移去所述模具，以在所述衬底 顶部形成具有图形的掩膜层。 0046 步骤S205：对所述具有立体结构图形的掩膜层和衬底进行刻蚀以形成多个锯齿 结构。刻蚀的方法可以是干法刻蚀或湿法刻蚀。刻蚀的过程中，通过工艺控制使得掩膜层的 立体图形结构得以保持并转移到衬底表面，最终在衬底表面形成所需的锯齿状凸起结构。 0047 在本发明的一些实施例中，通过以上两种形成方法中的任意一种，可以在衬底表 面形成多个锯齿状结构并使其呈二维阵列分布。在形成多个锯齿结构之后，还可以包括：对 多个锯齿结构进行阳极氧化以形成多孔结构；在氢中对。
34、多孔结构进行退火以在多孔结构的 说 明 书CN 102427101 A CN 102427109 A 6/6页 10 表面形成平面。 0048 在本发明的一些实施例中，通过以上两种形成方法中的任意一种，形成锯齿状结 构二维阵列之后，进一步地，还包括：在锯齿结构的第二表面上覆盖掩膜材料；以及将锯齿 结构的第一表面作为生长面，在第一表面上生长化合物半导体材料。在本发明的一个实施 例中，如果在第一表面上生长的化合物半导体材料垂直于第一表面的高度不高于第一短边 的长度，则形成在每个第一表面的化合物半导体材料层是相互独立的；如果在第一表面上 生长的化合物半导体材料垂直于第一表面的高度高于第一短边的长度，。
35、则形成在每个第一 表面的化合物半导体材料相互连接以形成整体的化合物半导体材料层。该相互独立的化合 物半导体材料层或者整体的化合物半导体材料层即为与原衬底晶面一致的非极性面或半 极性面 0049 另外，对于以上两种形成方法中的任意一种，如前所述，在本发明的一个实施例 中，该半导体结构可以优选为用于形成LED外延片的有源区的发光层。故当衬底为硅衬底， 且该硅衬底表面的晶面为110、111、001、211、311、337、5512晶面族中的一 个晶面时，第一表面的晶面可以优选为111、110晶面族中的一个晶面；当衬底为蓝宝 石衬底，且该衬底表面的晶面为晶面族中的一个晶面时， 第一表面的晶面可以为(0。
36、001)晶面，或者，该衬底表面的晶面为晶面族中 的一个晶面时，第一表面的晶面可以为晶面族(即m面 和a面)中的一个晶面。其中，可以通过外延在第一表面上生长出高质量的晶体薄膜，例如 外延生长非极性或半极性的GaN薄膜。 0050 本发明提供一种半导体结构，通过纳米压印将特殊形状的结构图形转移到衬底的 掩膜上，然后再进行保形刻蚀以在衬底上引入与原衬底晶面成一定角度的多个小生长表 面，并且通过掩膜方式在需要的小生长表面形成化合物半导体晶面，该化合物半导体晶面 即为与原衬底晶面一致的非极性面或半极性面。在该半导体结构上制备非极性或半极性的 LED器件，可以极大地提高LED有源区发光层的量子效率，从而极。
37、大地提高发光效率。并且 利用本发明实施例提供的方法几乎可以在任意衬底上得到任意需要的晶面。 0051 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不 脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本 发明的范围由权利要求及其等同物限定。 说 明 书CN 102427101 A CN 102427109 A 1/3页 11 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102427101 A CN 102427109 A 2/3页 12 图4 说 明 书 附 图CN 102427101 A CN 102427109 A 3/3页 13 图5 说 明 书 附 图CN 102427101 A 。