[發明專利]具有物理氣相沉積形成氮化鋁緩沖層的氮化鎵類發光二極管的制造

在審

• 申請號: 201180060112.0
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN103262215A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 朱鳴偉;維韋卡·阿格拉沃爾;納格·B·帕蒂班德拉;奧姆卡爾姆·納蘭姆蘇
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/203
• 分類號: H01L21/203;H01L33/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

相關申請的交叉引用

此申請案主張美國申請案第13/036,273號的權益，所述美國申請案是在2011年2月28日提出申請，且主張2010年12月16日提出申請的美國臨時申請案第61/424,006號的權益，所述美國申請案的整體內容在此以引用的方式并入本文。

發明領域

本發明的實施例涉及三族氮化物材料的領域，且具體地說涉及制造氮化鎵類的發光二極管（LED）的領域，所述LED具有物理氣相沉積（PVD）形成的氮化鋁緩沖層。

相關技術的描述

三五族材料在半導體與相關工業（例如發光二極管（LED）工業）中扮演日益重要的角色。通常，三五族材料不易生長或沉積在異質襯底上（已知為異質外延（heteroepitaxy））又不形成缺陷或裂隙。例如，在許多使用依序制造的材料層層疊的應用中，無法輕易地擁有所選的膜（例如氮化鎵膜）的高質量表面保全。在襯底與器件層之間包含一或多個緩沖層已是一項解決途徑。然而，三五族材料經常對于工藝條件敏感，且必須小心地避免這類情況在制造工藝的特定期間發生。然而，在許多應用中，也無法輕易避免敏感的三五族膜與可能的損壞條件交互作用。

發明內容

本發明的實施例涉及氮化鎵類的發光二極管（LED）的制造，所述發光二極管具有物理氣相沉積（PVD）形成的氮化鋁緩沖層。

實施例中，多腔室系統包括物理氣相沉積（PVD）腔室，所述PVD腔室具有由鋁構成的靶。還包括腔室，所述腔室適于沉積無摻雜的氮化鎵或n型的氮化鎵，或所述腔室適于沉積無摻雜的氮化鎵及n型的氮化鎵兩者。

另一實施例中，多腔室系統包括物理氣相沉積（PVD）腔室，所述PVD腔室具有由鋁構成的靶。還包括第一金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）腔室，且所述第一MOCVD腔室用于沉積無摻雜的或n型的氮化鎵。還包括第二MOCVD腔室，所述第二MOCVD腔室用于沉積多量子阱（MQW）結構。還包括第三MOCVD腔室，所述第三MOCVD腔室用于沉積p型氮化鋁鎵或p型氮化鎵，或所述第三MOCVD腔室用于沉積p型氮化鋁鎵及p型氮化鎵兩者。

另一實施例中，制造發光二極管（LED）結構的方法包括以下步驟：在多腔室系統的物理氣相沉積（PVD）腔室中于襯底上方形成氮化鋁層。在所述多腔室系統的第二腔室中形成無摻雜的或n型氮化鎵層于所述氮化鋁層上。

附圖簡要說明

圖1圖示根據本發明一或多個實施例的基準組合工具示意圖、基準LED結構，與基準時間與沉積關系圖。

圖2A圖示根據本發明實施例的組合工具示意圖與用于LED結構制造的相對應的溫度與時間的關系曲線圖。

圖2B圖示根據本發明實施例的發光二極管（LED）結構與相對應的時間與沉積關系圖。

圖3是根據本發明實施例的流程圖，所述圖表示制造氮化鎵類光LED的方法中的操作，所述LED具有PVD形成的氮化鋁緩沖層。

圖4是根據本發明實施例的MOCVD腔室的示意剖面圖，所述MOCVD腔室適合用于制造三族氮化物材料。

圖5是根據本發明實施例的HVPE腔室的示意剖面圖，所述HVPE腔室適合用于制造三族氮化物材料。

圖6圖示根據本發明實施例的氮化鎵（GaN）類發光二極管（LED）的剖面圖，所述LED形成在金屬化襯底上。

具體描述

在此描述氮化鎵類發光二極管（LED）的制造，所述LED具有物理氣相沉積（PVD）形成的氮化鋁緩沖層。在隨后的描述中，提出許多特定細節（諸如處理腔室的配置方式與材料的必須條件（regime））以使讀者透徹地理解本發明的實施例。對于此技術領域中的技術人員而言，將明了無須所述特定細節即可實行本發明的實施例。在其它實例中，不詳細描述眾所熟知的特征結構（諸如特定的二極管配置方式），以不至于非必要地混淆了本發明的實施例。再者，應理解在圖中所示的各實施例為說明性質的示意圖，且在圖中所示的各實施例不必然按照比例尺繪制。此外，可能不會在此于實施例中明確公開其它布置與配置方式，但仍應將所述布置與配置方式視為落入本發明的精神與范圍內。