[發明專利]生長氮化鎵基半導體層的方法及用其制造發光器件的方法

在審

• 申請號: 201380064627.7
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN104838475A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 崔承奎;郭雨澈;金材憲;鄭廷桓
• 申請（專利權）人: 首爾偉傲世有限公司
• 主分類號: H01L21/20
• 分類號: H01L21/20;H01L33/32;H01L33/04;H01L33/06
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 劉燦強;王占杰

技術領域

本發明的示例性實施例涉及一種生長氮化鎵基半導體層的方法以及一種制造發光器件的方法，更具體地，涉及使用金屬有機化學氣相沉積的一種生長氮化鎵基半導體層的方法以及一種制造發光器件的方法。

背景技術

通常，諸如氮化鎵(GaN)的III族氮化物具有優異的熱穩定性和直接躍遷型能帶結構。因此，為了應用于發射可見光和紫外光的諸如發光二極管或激光二極管的發光器件，已經對氮化鎵化合物半導體進行了廣泛地研究。具體地，使用氮化銦鎵(InGaN)的藍色和綠色發光二極管已經被用于諸如大尺寸真彩色平板顯示裝置、信號燈、室內照明、高密度光源、高分辨率輸出系統、光通信等的范圍廣泛的領域中。

在半導體器件的制造中，氮化鎵化合物半導體層通常通過金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)而生長在基板上。用于MOCVD的設備包括用于裝載基板的腔室，并且提供源氣和氣氛氣體(包括載氣)以在預定的腔室壓強下在基板上生長外延層。

商業應用的MOCVD設備可通常構造成在大約200?Torr或更低的低壓下生長外延層。這樣的低壓MOCVD設備可實現外延層的相對快的生長，但會在外延層中造成高密度的晶體缺陷，尤其是點缺陷。因此，外延層會具有低的晶體質量。

此外，當低壓MOCVD設備用于生長活性層中的阱層時，為了增大阱層中In的含量，生長溫度可以低至例如大約750℃。

此外，當在阱層的低生長溫度下在阱層上生長壘層時，會難以使壘層具有良好的晶體質量。因此，已經采用了通過在阱層的生長之后提高生長溫度來生長壘層的方法。對于包括多個阱層和多個壘層的活性層，腔室內的基板的溫度需要頻繁地變化，由此增大了用于活性層的生長的處理時間。此外，當基板溫度在阱層的生長之后升高時，阱層會分解，由此導致靠近阱層和壘層之間的界面的阱層的晶體質量的劣化。為了解決這個問題，可在生長壘層之前形成覆蓋層，但覆蓋層仍然會不能提供阱層和壘層之間的期望的界面特性。

在該背景技術部分中公開的上述信息僅用于增強對發明的背景的理解，因此它可包含不形成現有技術的任何部分也不是現有技術可建議本領域普通技術人員的內容的信息。

發明內容

技術問題

本發明的示例性實施例提供了一種生長半導體層的方法以及一種制造發光器件的方法，所述方法可改善在包括具有不同組成的氮化鎵層的半導體堆疊件中(例如，活性層中)的界面特性。

本發明的示例性實施例還提供了一種生長半導體層的方法以及一種制造發光器件的方法，所述方法可減少用于半導體層的生長的處理時間。

發明的附加特征將在隨后的描述中闡述，并且通過描述，部分地將是明顯的，或者可通過發明的實踐來了解。

問題的解決方案

本發明的示例性實施例公開了一種通過金屬有機化學氣相沉積來生長氮化鎵基半導體層的方法。所述方法包括：在腔室中設置基板；在第一腔室壓強下在基板上生長第一導電型氮化鎵基半導體層；在高于第一腔室壓強的第二腔室壓強下在第一導電型氮化鎵基半導體層上生長氮化鎵基活性層；以及在低于第二腔室壓強的第三腔室壓強下在活性層上生長第二導電型氮化鎵基半導體層。第一、第二和第三腔室壓強低于760?Torr(托)。

本發明的示例性實施例還公開了一種通過金屬有機化學氣相沉積來生長氮化鎵基半導體層而制造半導體器件的方法。所述方法包括：在腔室中設置基板；在第一腔室壓強下在基板上生長第一導電型氮化鎵基半導體層；在高于第一腔室壓強的第二腔室壓強下在第一導電型氮化鎵基半導體層上生長氮化鎵基活性層；以及在低于第二腔室壓強的第三腔室壓強下在活性層上生長第二導電型氮化鎵基半導體層。第一、第二和第三腔室壓強低于760?Torr。

本發明的示例性實施例還公開了一種通過金屬有機化學氣相沉積來生長氮化鎵基半導體層的方法。所述方法包括：在腔室中設置基板；在100?Torr至300?Torr的范圍中的腔室壓強下在基板上生長第一導電型GaN層；在300Torr至700?Torr的范圍中的腔室壓強下在第一導電型GaN層上生長氮化鎵基活性層；以及在100?Torr至300?Torr的范圍中的腔室壓強下在活性層上生長第二導電型GaN層。活性層包括阱層和壘層。

將理解的是，上文的一般描述和下文的詳細描述都是示例性的和解釋性的，并且意圖提供所要求保護的發明的進一步解釋。

附圖說明

通過結合附圖對下述實施例的詳細描述，本發明的上述和其他方面、特征和優點將變得明顯。

圖1是根據本發明的一個實施例的半導體器件的示意剖視圖。