[發明專利]制造氮化物基半導體器件的方法

無效

• 申請號: 201010243743.3
• 申請日: 2006-04-21
• 公開（公告）號: CN101916803A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 筆田麻佑子;中津弘志
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云

本申請是申請日為2006年4月21日且發明名稱為“制造氮化物基半導體器件的方法和如此制造的發光器件”的中國專利申請200610074666.7的分案申請。

技術領域

本發明涉及在包括氮化物基化合物半導體(In_xAl_yGa_1-x-yN：0≤x，0≤y，x+y＜1)層的半導體器件中的改進，以及在其制造方法中的改進。

背景技術

日本專利特許公開第06-196757號公開了制造氮化物基半導體器件的方法，其能夠用于制造藍色發光二極管、藍色激光二極管等。根據日本專利特許公開第06-196757號，在510℃的襯底溫度，GaN緩沖層在藍寶石襯底上生長到約20nm厚度。在GaN緩沖層上，在1030℃的襯底溫度GaN層生長到約2μm厚度。此外，在GaN層上，在800℃的襯底溫度生長InGaN發光層。

當如日本專利特許公開第06-196757號所公開的那樣在510℃的低溫生長GaN緩沖層時，所生長的GaN緩沖層處于無定形狀態。當在無定形GaN緩沖層上于1030℃的高溫生長GaN層時，在與無定形GaN緩沖層的界面處產生位錯，且然后位錯穿透或穿過在高溫生長的GaN層。當于800℃的高溫在包括這種穿透位錯的GaN層上生長InGaN發光層時，該穿透位錯(threading?dislocation)傳播到發光層中。結果，在用包括這種穿透位錯的發光層制造的氮化物基半導體發光器件中，其發光效率由于穿透位錯而降低。

發明內容

鑒于上述內容，本發明的主要目的是提供一種包括較少穿透位錯的氮化物基半導體器件，然后提供一種改進了光輸出功率的氮化物基半導體發光器件。

根據本發明的一個方面，制造氮化物基半導體器件的方法包括于第一襯底溫度在襯底上生長In_xAl_yGa_1-x-yN(0≤x，0≤y，x+y＜1)緩沖層，和于第二襯底溫度在所述緩沖層上生長第一導電類型氮化物基半導體層，其中所述第一襯底溫度高于所述第二襯底溫度。

根據本發明的另一方面，制造氮化物基半導體器件的方法包括于第一襯底溫度，在襯底上生長In_xAl_yGa_1-x-yN(0≤x，0≤y，x+y＜1)緩沖層，于第二襯底溫度，在所述緩沖層上生長SiN層，和在第三襯底溫度，在所述SiN層上生長第一導電類型氮化物基半導體層，其中所述第一襯底溫度高于所述第二和第三襯底溫度中的至少一個。所述第一襯底溫度可以高于所述第二和第三襯底溫度兩者。

生長緩沖層的襯底溫度優選高于900℃。在生長所述緩沖層的步驟中，V族元素優選具有低于500Pa的分壓。優選在低于95kPa的壓力下生長全部或部分所述緩沖層。優選在低于95kPa的壓力下生長全部或部分所述第一導電類型氮化物基半導體層。制造氮化物基半導體襯底的方法還包括在所述第一導電類型氮化物基半導體層上生長發光層，和在所述發光層上生長第二導電類型氮化物基半導體層。優選在低于95kPa的壓力下生長全部或部分所述發光層。優選在低于95kPa的壓力下生長全部或部分所述第二導電類型氮化物基半導體層。在生長所述緩沖層的步驟中，優選使反應氣體以大于10厘米/秒的速度在襯底上流動。所述緩沖層優選生長到大于10nm的厚度。所述SiN層的厚度優選設為包括三個原子層或不足三個原子層。

通過包括采用上述方法在半導體襯底上形成的In_xAl_yGa_1-x-yN(0≤x，0≤y，x+y＜1)緩沖層、SiN層、第一導電類型氮化物基半導體層、發光層和所述第二導電類型氮化物基半導體層，能夠獲得發光效率提高了的氮化物基半導體發光器件。在該氮化物基半導體發光器件中，在第一導電類型氮化物基半導體層中可以包括至少一個SiN層。另一方面，在該氮化物基半導體發光器件中，該SiN層可以省略。

通過下面結合附圖對本發明的詳細描述中，本發明的上述和其他目的、特點、方面和優點將變得更為明顯。

附圖說明

圖1是示出在本發明的實施例中多個化合物半導體層生長期間的溫度曲線圖的示意圖；

圖2是使用圖1的溫度曲線圖可以制造的氮化物基化合物半導體器件的示意性剖面圖；

圖3是圖示出使用圖1的溫度曲線圖制造的氮化物基化合物半導體器件與常規氮化物基化合物半導體器件之間的位錯密度比較的示意圖；