[發明專利]第III族氮化物半導體發光器件及其制造方法

無效

• 申請號: 201410085710.9
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN104051590A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 奧野浩司;佐村洋平
• 申請（專利權）人: 豐田合成株式會社
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;吳鵬章

1.一種用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，所述方法包括：

制備在主表面上具有不平整的形狀的藍寶石襯底；

在所述藍寶石襯底的所述不平整的形狀上形成低溫緩沖層；和

在所述低溫緩沖層上生長包含第III族氮化物半導體的半導體層，

其中生長所述半導體層包括通過供應至少兩種類型的氣體：包含第III族元素的原料氣體和包含第V族元素的原料氣體，以滿足下列公式從而在所述低溫緩沖層上形成第一半導體層：

1000≤Y/(2×R)≤1200

R=S/K

0.1≤R<0.5

Y:所述包含第V族元素的原料氣體與所述包含第III族元素的原料氣體的分壓比

R:所述藍寶石襯底的平坦表面與所述藍寶石襯底的總面積的面積比

S：所述藍寶石襯底的主表面一側上的所述平坦表面的面積

K:所述藍寶石襯底的總面積。

2.根據權利要求1所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中，在形成所述第一半導體層時，形成至少部分地填充所述藍寶石襯底的所述不平整的形狀的高度的填充層作為所述第一半導體層。

3.根據權利要求2所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中，所述第一半導體層部分地覆蓋所述藍寶石襯底的所述不平整的形狀的高度，并且未覆蓋所述不平整的形狀的高度中的剩余部分。

4.根據權利要求2所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中所述第一半導體層覆蓋所述藍寶石襯底的所述不平整的形狀的整個高度。

5.根據權利要求1所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中所述生長所述半導體層包括：

在所述第一半導體層上形成n型半導體層；

在所述n型半導體層上形成發光層；以及

在所述發光層上形成p型半導體層。

6.根據權利要求5所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中所述第一半導體層的生長溫度比除所述第一半導體層之外的所述n型半導體層的生長溫度低20℃至80℃范圍內的任意溫度。

7.根據權利要求6所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中除所述第一半導體層之外的所述n型半導體層的生長溫度為1000℃至1200℃。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中所述藍寶石襯底的所述不平整的形狀具有0.5μm至3.0μm的高度。

9.根據權利要求1至7中任一項所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中所述藍寶石襯底的所述不平整的形狀的底表面與所述不平整的形狀的傾斜最大的表面之間的角度為40°至60°。

10.根據權利要求1至7中任一項所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中，在所述第一半導體層的形成中，所述第一半導體層的生長速率為/分鐘至/分鐘。

11.根據權利要求1至7中任一項所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中，所述藍寶石襯底的所述不平整的形狀具有多個臺面，所述臺面以蜂窩結構布置在所述不平整的形狀的整個表面之上。

12.根據權利要求11所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中所述臺面具有選自截頂圓錐形、截頂六棱椎形、圓椎形以及六棱椎形中的至少一種形狀。

13.根據權利要求11所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中連接相鄰臺面的線為沿a軸方向。

14.根據權利要求1至7中任一項所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中所述藍寶石襯底具有c面主表面。

15.根據權利要求1至7中任一項所述的用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法，其中使用氨作為所述包含第III族元素的原料氣體并且使用至少三甲基鎵作為所述包含第V族元素的原料氣體。