[發明專利]Ⅲ族氮化物基化合物半導體發光器件

無效

• 申請號: 200810132092.3
• 申請日: 2008-07-24
• 公開（公告）號: CN101355129A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 齋藤義樹;矢島孝義;牛田泰久
• 申請（專利權）人: 豐田合成株式會社
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔡勝有;劉繼富

本申請基于2007年7月24日提交的日本專利申請第2007-191510號， 其全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及III族氮化物基化合物半導體發光器件。本文中，III族氮 化物基化合物半導體發光器件包括式為Al_xGa_yIn_1-x-yN(x、y和x+y均不小 于0且不大于1)并且摻雜有任意元素以具有n-型/p-型導電性的半導體。 此外，所述發光器件還包括其III族元素或IV族元素的一部分被B、Tl、 P、As、Sb或Bi置換的半導體。

背景技術

III族氮化物基化合物半導體發光器件通常通過在異質襯底上利用 MOVPE進行外延生長形成，此時其膜厚度沿具有所謂“Ga極性”的c- 軸方向增長。在此，外延膜的表面對應于c-晶面。

而且，當將具有c-晶面作為主晶面的GaN襯底用于MOVPE外延生 長時，針對結晶質量、電特性和光學特性，通常使用具有“Ga極性”的 GaN襯底的c-晶面。在這種情況下，外延生長膜生長為其膜厚度沿具有“Ga 極性”的c-軸方向增長。相反，使用具有“N極性”的c-晶面是不利的， 此時難以獲得均勻的外延生長膜，并且晶體很可能成為粗制晶體。

JP-A-2003-101149公開了一種將外延生長膜的極性從“Ga極性”反 轉成“N極性”的技術。在此，極性反轉是指將外延膜的整個表面處的完 全的“Ga極性”改變成外延膜表面的一部分處(例如在許多顯微區域中) 的“N極性”，而不是外延膜的整個表面處的完全的“N極性”。

JP-A-06-291368公開了一種使p-型層具有用于提高發光器件的光提 取效率的凹凸表面的技術。

除了JP-A-06-291368以外，還提出了使p-型層或正電極表面具有用 于提高發光器件的光提取效率的凹凸表面的許多技術。然而，p-型層表面 是通過在c-軸方向上的生長而形成的最終晶面，即具有“Ga極性”的晶 面。“Ga極性”的c-晶面表現出對于利用酸或堿溶液的濕蝕刻的高耐蝕性， 因此難以在其上濕蝕刻形成凹凸表面。

以下方法用于通過濕蝕刻形成凹凸表面。

在用于外延生長之后，將異質襯底剝離并由此暴露出先前接觸異質襯 底的作為c-晶面的“N極性”側。然后，對“N極性”側(通常為負電極 側)進行濕蝕刻以形成凹凸表面。

或者，使用具有c-晶面作為主晶面的GaN襯底進行MOVPE外延生 長。然后，對與用于外延生長的表面(即GaN襯底的Ga極性側)相反的 N極性側進行濕蝕刻以形成凹凸表面。同樣，在這種情況下，GaN襯底(即 N極性側)通常位于負電極側上。

當在外延生長期間在生長表面上形成凹凸表面時，形成條件必須遠離 使外延膜具有良好結晶質量的最優條件。因此，器件特性必然劣化，尤其 是驅動電壓不可避免地增大。

發明內容

本發明的一個目的是提供具有提高的光提取效率的HI族氮化物基化 合物半導體發光器件。

(1)根據本發明的一個實施方案，一種III族氮化物基化合物半導 體發光器件包括：

極性反轉層，其包括具有凸部的表面；和

形成在所述極性反轉層上的透明電極。

在上述實施方案(1)中，可以作出以下變化或改變。

(i)所述極性反轉層具有不小于1×10²⁰原子/cm³的鎂濃度。

(ii)所述極性反轉層具有不小于2×10²⁰原子/cm³且不大于5×10²¹原子/cm³的鎂濃度。

(iii)所述極性反轉層包括鎂摻雜的Al_xGa_1-xN(0≤x＜1)。

(iv)所述具有凸部的表面通過使用磷酸、氫氧化鉀和四甲基氫氧化 銨其中之一的濕蝕刻而形成。

(v)所述表面包括約1×10⁷/cm²至約1×10¹⁰/cm²的凸部。

(vi)所述表面包括約1×10⁸/cm²至約1×10⁹/cm²的凸部。