[發(fā)明專利]用于在半導(dǎo)體層內(nèi)制造具有降低了的電導(dǎo)率的區(qū)域的方法以及光電子半導(dǎo)體器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580017279.3
• 申請(qǐng)日: 2005-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101099244A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·伊勒克;W·斯坦;R·沃特;R·沃思
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01L21/363;H01L21/24
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉春元;魏軍

技術(shù)領(lǐng)域

本專利申請(qǐng)要求德國(guó)專利申請(qǐng)102004026231.4-33的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容在此被引入作為參考。

本發(fā)明涉及一種用于在導(dǎo)電的III-V半導(dǎo)體層內(nèi)產(chǎn)生至少一個(gè)具有降低了的電導(dǎo)率的區(qū)域的方法和具有III-V半導(dǎo)體層的光電子半導(dǎo)體器件，所述III-V半導(dǎo)體層在至少一個(gè)第一區(qū)域中用ZnO層覆蓋。

背景技術(shù)

在光電子半導(dǎo)體器件、尤其是發(fā)光二極管或者半導(dǎo)體激光裝置的情況下往往希望引導(dǎo)通過(guò)半導(dǎo)體本體的電流有針對(duì)性地流經(jīng)半導(dǎo)體層的各個(gè)部分區(qū)域，以便提高所述器件的效率。

例如在發(fā)射輻射的光電子器件的情況下，在電連接接觸(焊盤(pán)(Bondpad))之下不注入電流，因?yàn)樵诨钚詤^(qū)的位于所述連接接觸之下的區(qū)域中所產(chǎn)生的電磁輻射在連接接觸內(nèi)會(huì)以比較大的部分被吸收，并且因此不能從所述器件中被耦合輸出。

此外，往往還希望把所述光電子半導(dǎo)體器件的由電流流過(guò)的面積限制在半導(dǎo)體芯片的部分區(qū)域上，以便在該部分區(qū)域中達(dá)到較高的載流子密度并且由此達(dá)到所述光電子器件的較短的開(kāi)關(guān)時(shí)間。

用于影響流過(guò)半導(dǎo)體器件的電流路徑的公知方法是給電連接接觸襯墊絕緣層、在半導(dǎo)體層的部分區(qū)域中注入質(zhì)子或者對(duì)以外延方式制造的AlAs層進(jìn)行選擇性氧化，以便通過(guò)這種方式制造限流膜片。

然而，在具有高的橫向電導(dǎo)率的半導(dǎo)體材料的情況下，用絕緣層襯墊連接接觸的效果局限于接近于表面的區(qū)域，因?yàn)榘雽?dǎo)體材料的電導(dǎo)率本身由此不受影響。相反，利用質(zhì)子注入或者AlAs層的選擇性氧化的上述方法可以改變半導(dǎo)體層的各個(gè)部分區(qū)域的電導(dǎo)率。然而所述方法在技術(shù)上是比較耗費(fèi)的。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明所基于的任務(wù)是，說(shuō)明一種方法，利用所述方法可以以比較少的耗費(fèi)在導(dǎo)電的III-V半導(dǎo)體層內(nèi)產(chǎn)生具有降低了的電導(dǎo)率的區(qū)域，并且說(shuō)明一種具有這種III-V半導(dǎo)體層的有利的光電子器件。

根據(jù)本發(fā)明，在用于在導(dǎo)電的III-V半導(dǎo)體層內(nèi)制造至少一個(gè)具有降低了的電導(dǎo)率的區(qū)域的方法中，在所述半導(dǎo)體層的所述區(qū)域中敷設(shè)ZnO層并且接著退火。也即通過(guò)所述方法有利地在III-V半導(dǎo)體層內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)區(qū)域，其中跟III-V半導(dǎo)體層的一個(gè)或者多個(gè)與具有降低了的電導(dǎo)率的區(qū)域鄰接的區(qū)域相比，電導(dǎo)率被降低。例如所述III-V半導(dǎo)體層具有電導(dǎo)率σ₁，并且在所述導(dǎo)電的III-V半導(dǎo)體層內(nèi)產(chǎn)生具有跟σ₁相比降低了的電導(dǎo)率σ₂的區(qū)域，使得σ₁＜σ₂是適用的。

優(yōu)選地，在低于150℃的溫度、優(yōu)選地在包含25℃在內(nèi)和包含120℃在內(nèi)之間的溫度時(shí)，所述ZnO層被沉積在所述III-V半導(dǎo)體材料上。有利地借助于濺射來(lái)敷設(shè)所述ZnO層。接著的退火優(yōu)選地在約為300℃至500℃的溫度時(shí)進(jìn)行。

為了限定應(yīng)當(dāng)降低半導(dǎo)體層的電導(dǎo)率的區(qū)域，例如可以借助于攝影平版術(shù)或者剝離(Lift-Off)技術(shù)對(duì)所述ZnO層進(jìn)行結(jié)構(gòu)化。為了改善所述ZnO層的電導(dǎo)率，可以優(yōu)選地以高達(dá)3％的濃度用Al摻雜所述ZnO層。

本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識(shí)：可以通過(guò)ZnO層的敷設(shè)和接著的退火工藝有針對(duì)性地影響III-V半導(dǎo)體層的電導(dǎo)率、尤其還影響橫向電導(dǎo)率。尤其是表明了所述III-V半導(dǎo)體層的電導(dǎo)率的降低大大取決于敷設(shè)所述ZnO層時(shí)的溫度。在低于150℃的沉積溫度時(shí)，例如可能的是使III-V半導(dǎo)體層的電導(dǎo)率降低至少一個(gè)因數(shù)2、優(yōu)選地至少一個(gè)因數(shù)5、并且特別優(yōu)選地甚至至少一個(gè)因數(shù)10。另一方面，通過(guò)在高于150℃的溫度、例如在約為250℃的溫度時(shí)敷設(shè)所述ZnO層并且接著退火，至少不太強(qiáng)地、優(yōu)選地甚至只是在可忽略的程度上微小地影響所述III-V半導(dǎo)體層的電導(dǎo)率。

所述ZnO層在退火以后可以被去除，或者也可以保留在所述半導(dǎo)體層上，并且例如在光電子器件內(nèi)起電流擴(kuò)展層的作用。

根據(jù)本發(fā)明的方法尤其適用于包含半導(dǎo)體材料之一In_1-x-yGa_xAl_yP(其中0≤x+y≤1、0≤x≤1、0≤y≤1)或者Al_1-xGa_xAs(其中0≤x≤1)的III-V半導(dǎo)體層。所述III-V半導(dǎo)體層優(yōu)選地是p摻雜的。