[發(fā)明專利]III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980143327.1
• 申請(qǐng)日: 2009-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102203968A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金昌臺(tái);羅珉圭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 艾比維利股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/38
• 分類號(hào): H01L33/38
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;龐東成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，更具體而言，本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的電極結(jié)構(gòu)。所述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件是指諸如包含由Al_(x)Ga_(y)In_(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)構(gòu)成的化合物半導(dǎo)體層的發(fā)光二極管等發(fā)光器件，所述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件可還包含由其他族元素構(gòu)成的材料(如SiC、SiN、SiCN和CN)以及由這些材料制成的半導(dǎo)體層。

背景技術(shù)

該部分提供了與本公開(kāi)有關(guān)的并不一定是現(xiàn)有技術(shù)的背景信息。

圖1是常規(guī)III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的一個(gè)實(shí)例的視圖。所述III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件包括襯底100、在所述襯底100上生長(zhǎng)的緩沖層200、在所述緩沖層200上生長(zhǎng)的n型氮化物半導(dǎo)體層300、在所述n型氮化物半導(dǎo)體層300上生長(zhǎng)的有源層400、在所述有源層400上生長(zhǎng)的p型氮化物半導(dǎo)體層500、在所述p型氮化物半導(dǎo)體層500上形成的p側(cè)電極600、在所述p側(cè)電極600上形成的p側(cè)焊盤700和在通過(guò)臺(tái)面刻蝕所述p型氮化物半導(dǎo)體層500和所述有源層400而露出的所述n型氮化物半導(dǎo)體層300上形成的n側(cè)電極800，以及保護(hù)膜900。

在襯底100的情況中，GaN襯底可用作同質(zhì)襯底。藍(lán)寶石襯底、SiC襯底或Si襯底可用作異質(zhì)襯底。不過(guò)，可以使用在其上能夠生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體層的任何類型的襯底。在使用SiC襯底的情況中，可以在SiC襯底的表面上形成n側(cè)電極800。

在襯底100上外延生長(zhǎng)的氮化物半導(dǎo)體層通常通過(guò)金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)來(lái)生長(zhǎng)。

緩沖層200用來(lái)克服在異質(zhì)襯底100和氮化物半導(dǎo)體層之間的晶格常數(shù)和熱膨脹系數(shù)的差異。美國(guó)專利第5,122,845號(hào)描述了于380℃～800℃下在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)厚度為100～500的AlN緩沖層的技術(shù)。另外，美國(guó)專利第5,290,393號(hào)描述了于200℃～900℃下在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)厚度為10～5000的Al_(x)Ga_(1-x)N(0≤x＜1)緩沖層的技術(shù)。此外，PCT公報(bào)第WO/05/053042號(hào)描述了在600℃～990℃生長(zhǎng)SiC緩沖層(晶種層)，以及在其上生長(zhǎng)In_(x)Ga_(1-x)N(0＜x≤1)的技術(shù)。特別是，在AlN緩沖層、Al_(x)Ga_(1-x)N(0≤x＜1)緩沖層或SiC/In_(x)Ga_(1-x)N(0＜x≤1)層上設(shè)置厚度為1微米～幾個(gè)微米(μm)的非摻雜GaN層。

在n型氮化物半導(dǎo)體層300中，至少n側(cè)電極800形成區(qū)(n型接觸層)摻雜有摻雜劑。在特定的實(shí)施方式中，n型接觸層由GaN制成并摻雜有Si。美國(guó)專利第5,733,796號(hào)描述了一種通過(guò)調(diào)節(jié)Si和其他源材料的混合比而以目標(biāo)摻雜濃度摻雜n型接觸層的技術(shù)。

有源層400通過(guò)電子和空穴的復(fù)合產(chǎn)生光量子。例如，有源層400包含In_(x)Ga_(1-x)N(0＜x≤1)，并具有單量子阱層或多量子阱層。

p型氮化物半導(dǎo)體層500摻雜有諸如Mg等合適的摻雜劑，并通過(guò)激活過(guò)程而具有p型導(dǎo)電性。美國(guó)專利第5,247,533號(hào)描述了通過(guò)電子束照射激活p型氮化物半導(dǎo)體層的技術(shù)。此外，美國(guó)專利第5,306,662號(hào)描述了通過(guò)在400℃以上退火來(lái)激活p型氮化物半導(dǎo)體層的技術(shù)。PCT公報(bào)第WO/05/022655號(hào)描述了通過(guò)將氨和肼類源材料一起用作氮前體來(lái)生長(zhǎng)所述p型氮化物半導(dǎo)體層，從而在不采用激活過(guò)程的情況下使p型氮化物半導(dǎo)體層具有p型導(dǎo)電性的技術(shù)。

設(shè)置p側(cè)電極600來(lái)促進(jìn)對(duì)p型氮化物半導(dǎo)體層500的電流供給。美國(guó)專利第5,563,422號(hào)描述了一種與透光性電極相關(guān)的技術(shù)，所述透光性電極由Ni和Au組成，并形成在p型氮化物半導(dǎo)體層500的幾乎整個(gè)表面上，并與p型氮化物半導(dǎo)體層500歐姆接觸。另外，美國(guó)專利第6,515,306號(hào)描述了一種在p型氮化物半導(dǎo)體層上形成n型超晶格層，以及在其上形成由氧化銦錫(ITO)制成的透光性電極的技術(shù)。