[發明專利]半導體元件

有效

• 申請號: 200810088424.2
• 申請日: 2008-03-26
• 公開（公告）號: CN101546798A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 林義杰;許育賓;郭政達;朱瑞溢;王俊凱
• 申請（專利權）人: 晶元光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 彭久云

技術領域

本發明涉及一種半導體元件，特別涉及具有變溫生長緩沖層的發光二極管元件。

背景技術

半導體元件中，由于氮化物所形成的發光二極管元件的發展—例如氮化鎵(GaN)系列，其能隙(energy?gap)為3.47eV，可以發出短波長如藍色可見光—使得發光二極管元件，具備了完整的三原色光源，可以完整涵蓋白色光譜，因而擴展了發光二極管元件的應用領域。因此，氮化物發光二極管元件的發展與應用相當廣泛且極具重要性，包括信號標志燈源、電子產品背光源、戶外全彩看板、白光照明、紫外光、高密度激光應用等。上述的新興應用領域能否快速成長，主要取決于發光二極管元件亮度的提升以及外延工藝的穩定性。

傳統氮化物元件，通常是在藍寶石基板上形成AlGaInN系列的氮化物緩沖層，再于該緩沖層上進行氮化物的外延工藝。但由于晶格常數無法匹配，導致晶格的差排密度，而影響元件的品質。為了提高氮化物的生長品質，傳統氮化物外延工藝是利用兩階段生長法(two?step?growth)，先以低溫工藝(500～600℃)形成GaN緩沖層，繼而經過特定的高溫(1000～1200℃)處理使其結晶(crystallization)，以利進行后續各外延疊層的外延生長。

由于緩沖層的品質將直接影響后續外延疊層的品質，故緩沖層的厚度、工藝的溫度及各種反應氣體的比例，都必須小心地控制。上述工藝步驟的復雜及困難度高，再加上其生長溫度需做高、低溫的切換，無形中影響了生產效率。

發明內容

本發明提供一種半導體元件，尤其發光二極管元件，其包含變溫生長緩沖層，形成于基板與外延疊層之間，此變溫生長緩沖層，可以使后續形成于其上方的外延疊層，其晶格不匹配的現象，相較于一般定溫生長的緩沖層，獲得明顯的改善。

本發明亦提供一種半導體元件，其包含變溫生長緩沖層，形成于兩層未摻雜半導體層之間，并于其中的未摻雜半導體層上方，形成外延疊層。透過此結構的設計，可以使得后續形成的外延疊層，獲得較佳的晶格生長條件。

本發明所提出的變溫生長的緩沖層，是在連續性的降溫生長條件下所形成。例如形成三五族化合物的半導體緩沖層，在反應氣體通入的時間內，溫度從1000℃附近，逐漸將低至600℃附近；此時其晶格結構有可能從單晶或多晶結構，漸漸轉換為非晶系結構；再者，該溫度變化的最高溫度與最低溫度的差異大致上大于100℃。

附圖說明

圖1顯示依本發明的第一實施例。

圖2A為第一實施例的SEM實驗對照組照片。

圖2B為第一實施例的SEM照片。

圖3顯示依本發明的第二實施例。

圖4顯示依本發明的第三實施例。

圖5A為第三實施例的SEM實驗對照組照片。

圖5B為第三實施例的SEM照片。

圖6顯示依本發明的背光模塊裝置。

圖7顯示依本發明的照明裝置。

附圖標記說明

110??基板????????????????120??鋁層

130??緩沖層??????????????140??未摻雜半導體層

150??第一緩沖層??????????160??第一未摻雜半導體層

170??第二緩沖層??????????180??第二未摻雜半導體層

190??外延疊層????????????600??背光模塊裝置

610??光源裝置????????????611??半導體元件

620??光學裝置????????????630??電源供應系統

700??照明裝置????????????710??光源裝置

711??半導體元件??????????720??電源供應系統

730??控制元件

具體實施方式