[發(fā)明專利]半導(dǎo)體發(fā)光元件、其制造方法及半導(dǎo)體發(fā)光元件制造系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210505781.0
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103137802A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 海原竜
• 申請（專利權(quán)）人: 夏普株式會社
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/06;H01L21/205
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 岳雪蘭

該非臨時申請要求2011年11月30提交日本的專利申請No.2011-262698在35U.S.C.§119（a）下的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及諸如綠、藍或紫外區(qū)域的氮化物化合物半導(dǎo)體發(fā)光元件的半導(dǎo)體發(fā)光元件及其制造方法，以及在該半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法中采用的半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)上，在該類型的傳統(tǒng)氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中，氮化物化合物半導(dǎo)體發(fā)光元件廣泛地用作綠、藍或紫外區(qū)域的半導(dǎo)體發(fā)光元件。然而，除了發(fā)光強度外，還存在進一步改善氮化物化合物半導(dǎo)體發(fā)光元件的各種特性上的空間。具體而言，在靜電放電的閾值電壓方面，期望氮化物化合物半導(dǎo)體發(fā)光元件比鎵或砷基半導(dǎo)體發(fā)光元件或銦或磷基半導(dǎo)體發(fā)光元件明顯更便宜且在靜電放電閾值電壓上有較大改善。

這里，為了改善傳統(tǒng)氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光輸出，下面引用的參考文獻1和2中描述了有關(guān)有源層（發(fā)光層）摻雜的各種結(jié)構(gòu)的建議。

專利文獻1描述了有源層通過順序?qū)盈B非摻雜InGaN量子阱層和摻雜有n型雜質(zhì)的GaN勢壘層形成。此外，描述了摻雜有n型雜質(zhì)的該GaN勢壘層在與上述InGaN量子阱層相接觸的表面上提供有防擴散膜。描述了該防擴散膜包括濃度低于GaN勢壘層的n型雜質(zhì)。

圖5是示出專利文獻1公開的傳統(tǒng)半導(dǎo)體發(fā)光二極管的截面?zhèn)纫晥D。

如圖5所示，傳統(tǒng)的GaN半導(dǎo)體發(fā)光二極管100在藍寶石基板101上提供有由n型GaN構(gòu)成的第一氮化物半導(dǎo)體層102、具有多量子阱結(jié)構(gòu)的有源層103和由p型AlGaN或p型GaN構(gòu)成的第二氮化物半導(dǎo)體層104。在第一氮化物半導(dǎo)體層102的臺面蝕刻的頂表面上形成n型電極106a，在第二氮化物半導(dǎo)體層104的頂表面上形成透明電極層105，并且p型電極106b形成在透明電極層105上。

具有多量子阱結(jié)構(gòu)的有源層103示出有交替層疊的四個未摻雜的GaN量子勢壘層103a和五個摻雜有n型雜質(zhì)的InGaN量子阱層103b。然而，不限制量子勢壘層103a和量子阱層103b的材料或數(shù)量。例如，在氮化物半導(dǎo)體元件中，量子阱勢壘層103a可為了使用從Al_x1In_y1Ga_1-x1-y1N（x₁+y₁=1,0≤x₁≤1,0≤y₁≤1）中適當選擇，并且量子阱層103b可為了使用從Al_x2In_y2Ga_1-x2-y2N（x₂+y₂=1,0≤x₂≤1,0≤y₂≤1）中適當選擇，作為能量帶隙小于量子阱勢壘層103a的材料。

另一方面，專利文獻2描述了有源層包括n型雜質(zhì)，并且有源層中的n型雜質(zhì)在n層側(cè)的濃度高于p層側(cè)的濃度。

圖6是示出專利文獻2中公開的傳統(tǒng)氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的截面?zhèn)纫晥D。

在圖6中，傳統(tǒng)氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件200包括基板201，其層疊有緩沖層202、未摻雜GaN層203、由摻雜有Si的GaN構(gòu)成的n型接觸層204、n型第一多層膜層205、n型第二多層膜層206、具有由InGaN/GaN構(gòu)成的多量子阱結(jié)構(gòu)的有源層207、p型多層膜層208和由摻雜有Mg的GaN構(gòu)成的p型接觸層209。構(gòu)成n型多層膜層206和p型多層膜層208的氮化物半導(dǎo)體的成分和/或?qū)訑?shù)對于各自的n型和p型是不同的。

具有多量子阱結(jié)構(gòu)的有源層207具有含多層膜結(jié)構(gòu)的多量子阱結(jié)構(gòu)，其中阱層和勢壘層按順序交替層疊。為了實現(xiàn)多量子阱結(jié)構(gòu)的最小層疊結(jié)構(gòu)，考慮由一個勢壘層和勢壘層的兩側(cè)上提供的兩個阱層構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)或者由一個阱層和其兩側(cè)上提供的兩個勢壘層構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。在多量子阱結(jié)構(gòu)中，兩側(cè)上的兩個最外層用阱層或勢壘層構(gòu)成。此外，它可構(gòu)造為使最外層之一是阱層，而另一個最外層是勢壘層。此外，在多量子阱結(jié)構(gòu)中，p層側(cè)可用勢壘層或阱層結(jié)束。

[引用列表]

[專利文獻]

專利文獻1：日本提前公開No.2005-109425

專利文獻2：日本提前公開No.2005-057308

發(fā)明內(nèi)容

[技術(shù)問題]