[發明專利]制作氮化物類半導體發光元件的方法

無效

• 申請號: 201010108912.2
• 申請日: 2010-01-22
• 公開（公告）號: CN101789474A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 鹽谷陽平;善積祐介;上野昌紀;京野孝史;秋田勝史
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 關兆輝;穆德駿

技術領域

本發明涉及一種制作氮化物類半導體發光元件的方法。

背景技術

非專利文獻1(Journal?of?Crystal?Growth，264，(2004)，pp.53-57)記 述了在c面藍寶石襯底上制作的量子阱結構。其中，在InGaN層生長 之前供給TMIn。

非專利文獻2(Japanese?Journal?of?Applied?Physics?Vol.47，No.2 (2008)pp.829-842)記述了在c面藍寶石襯底上制作的InGaN/GaN多重 量子阱結構。在形成多重量子阱結構時，在GaN阻擋層生長之后，從 阻擋層生長溫度降溫到阱層生長溫度。在阱層生長溫度下進行供給銦。 在生長InGaN阱層之后，立即生長GaN覆蓋層。GaN覆蓋層的生長是 隨著從阱層生長溫度升溫到阻擋層生長溫度而進行的。在生長GaN覆 蓋層之后，在阻擋層生長溫度下中斷生長。然后，生長GaN阻擋層。 銦的供給不會影響到InGaN/GaN中的銦組分和界面的陡峭性。V形狀 缺陷的密度減小。

非專利文獻3(Applied?Physics?Letters?Vol.92，(2008)161113)記 述了在c面藍寶石襯底上制作的InGaN/GaN量子阱結構。量子阱層和 阻擋層在攝氏780度的溫度下生長。在量子阱結構生長過程中，在生 長InGaN阱層到生長GaN阻擋層期間，向反應爐中流入TMIn和氨。 通過該步驟，在單一量子阱結構和多重量子阱結構中，V形狀缺陷的 密度分別從3.9×10⁸cm^-2減小到2.9×10⁸cm^-2、從7.8×10⁸cm^-2減小到 4.7×10⁸cm^-2。

根據發明者的見解，當在用于發光元件的量子阱結構中的阱層生 長之前進行銦原料(例如三甲基銦)的預供給時，在阱層的生長初期， 銦的取入量得到改善。伴隨取入量的增大，發光元件的發光波長向長 波長偏移。并且，InGaN阱層的每單位體積的銦密度增加，InGaN阱層 中銦組分高的區域增加。

發明內容

本發明正是鑒于上述情況而作出的，其目的在于，提供一種制作 氮化物類半導體發光元件的方法，能夠改善阱層的膜厚方向上的銦組 分不均勻，并且能夠降低阱層內的缺陷密度。

本發明的一個方面是通過有機金屬氣相生長法制作包含活性層的 氮化物類半導體發光元件的方法。該方法包括以下步驟：(a)向生長 爐中供給鎵原料和氮原料，在第1溫度下生長由第1氮化鎵類半導體 構成的阻擋層；(b)在生長所述阻擋層之后，向所述生長爐中供給氮 原料而不供給鎵原料的情況下，進行銦原料的預供給；以及(c)在所 述預供給之后，立即向生長爐中供給鎵原料和氮原料，在低于所述第1 溫度的第2溫度下，在所述阻擋層上生長由InGaN構成的阱層，生長 所述阱層的步驟包括多個第1期間和位于所述第1期間之間的第2期 間，在所述多個第1期間，分別向所述生長爐中供給作為III族原料的 鎵原料和銦原料，生長多個InGaN層，在所述第2期間，在不供給所 述鎵原料的情況下，向所述生長爐中供給銦原料，所述阱層由所述多 個InGaN層構成，所述活性層包括所述阱層和所述阻擋層，并且被設 置在氮化鎵類半導體區域的主面上。

根據該方法，在InGaN阱層生長之前進行銦(In)的預供給，所 以阱層的膜厚方向上的銦組分不均勻得到改善。在預供給之后不中斷 銦原料和氮原料的供給，進行InGaN阱層的生長。為了形成InGaN阱 層，進行多次InGaN生長，并且在該生長期間之間不中斷地進行In中 期供給，所以在各InGaN生長時能夠降低InGaN層內的缺陷密度。

在本發明的方法中，進行所述預供給的期間中的至少一部分期間 可以處于所述第2溫度下。根據該方法，由于預供給，能夠在開始生 長阱層之前在InGaN可生長的第2溫度下形成富銦的基底。

在本發明的方法中，銦原料可以包含三甲基銦，所述氮原料可以 包含氨。通過使用這些能夠在有機金屬氣相生長中使用的原料，能夠 獲得預供給的技術效果。