專利名稱：Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
ZnO(氧化鋅)系帶隙能量具有3.4eV之直接躍遷型半導(dǎo)體。于是，ZnO或以ZnO為母物質(zhì)之Zn系半導(dǎo)體，是極被看好作為可在藍(lán)色至紫外區(qū)發(fā)光之發(fā)光元器件材料。然而，與使用GaAs系半導(dǎo)體等的發(fā)光元器件不同，由于無法低成本地制得優(yōu)質(zhì)的Zn系半導(dǎo)體構(gòu)成之單晶基板，因此例如系在藍(lán)寶石基板等的非同種基板上，使Zn系半導(dǎo)體構(gòu)成之發(fā)光區(qū)域進(jìn)行外延生長(zhǎng)，而制造出Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件。因此，為了確保與發(fā)光特性(發(fā)光效率、發(fā)光波長(zhǎng)的半幅寬度等)有關(guān)的發(fā)光區(qū)域結(jié)晶性，進(jìn)行了各種嘗試以力求提高基板與發(fā)光區(qū)域間所形成的緩沖層之結(jié)晶性提高。
關(guān)于力求提高Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件中緩沖層結(jié)晶性的方法，例如特開2001-68485號(hào)公報(bào)揭示所述，它在藍(lán)寶石基板上，以低于發(fā)光區(qū)域形成溫度的溫度來形成要成為緩沖層的單晶層疊體，之后，以和發(fā)光區(qū)域形成溫度同一程度的溫度實(shí)施熱處理，使表面平坦化而形成緩沖層。
然而，如特開2001-68485號(hào)公報(bào)所示，在低于發(fā)光區(qū)域形成溫度的條件下，將要成為緩沖層之層疊體以單晶層的方式形成時(shí)，與該形成有關(guān)的形成溫度與形成時(shí)間等條件必須實(shí)施嚴(yán)格的調(diào)整。又，使用特開2001-68485號(hào)公報(bào)所揭示之輻射源(RS，Radical Source)-分子束外延(MBE，Molecular Beam Epitaxy)裝置等來形成時(shí)，為了產(chǎn)生游離基而必須進(jìn)行頻帶調(diào)整等。這樣，為將要成為緩沖層之層疊體以單晶層的方式形成，除在其工序管理上必須要求高精度，且會(huì)造成成本升高。然而，含ZnO之Zn系半導(dǎo)體在工業(yè)利用上的一大魅力，乃因其成本比其它可發(fā)藍(lán)光之InGaN系半導(dǎo)體等為低?；诖擞^點(diǎn)可斷言，如何制造出盡可能低成本的Zn系半導(dǎo)體乃相當(dāng)重要的課題。
本發(fā)明系考慮上述課題而構(gòu)成的，其目的系提供，制造簡(jiǎn)便且發(fā)光區(qū)域之品質(zhì)可提高之Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之第一制造方法，系在基板主表面上，形成由該基板所不含之In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成之緩沖層，在該緩沖層上形成Zn系化合物所構(gòu)成之發(fā)光區(qū)域，其特征在于，在該基板之主表面上形成多晶層或非晶態(tài)層的層疊體后，在形成該發(fā)光區(qū)域前，將該層疊體實(shí)施熱處理而形成該緩沖層。
本發(fā)明之對(duì)象為發(fā)光區(qū)域由Zn系化合物所構(gòu)成的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件。又，藉由對(duì)基板與發(fā)光區(qū)域間所形成的緩沖層的形成過程想辦法，以力求提高發(fā)光區(qū)域的結(jié)晶性。于是，本發(fā)明第一制造方法之特征點(diǎn)在于，首先，在基板主表面上形成由該基板所不含之In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成之多晶層或非晶態(tài)層之層疊體(以下也稱前段緩沖層)，之后，在形成發(fā)光區(qū)域前，將該前段緩沖層實(shí)施熱處理而形成緩沖層。這樣，首先將前段緩沖層以多晶或非晶態(tài)層的方式來形成，相較于以單晶層的方式來形成系更為簡(jiǎn)便。又，首先藉由將前段緩沖層以多晶或非晶態(tài)層的方式來形成，可有效抑制以單晶層方式形成時(shí)所擔(dān)心的以下問題，例如起因于與基板之晶格常數(shù)不同而造成之失配位錯(cuò)、沿層厚方向生長(zhǎng)之貫通位錯(cuò)等之沿某特定取向面發(fā)生過度的集中。然后，對(duì)該前段緩沖層實(shí)施再結(jié)晶化用之熱處理。該熱處理之處理溫度及處理時(shí)間等，只要至少會(huì)產(chǎn)生再結(jié)晶化即可，它能依前段緩沖層之構(gòu)成材料來適當(dāng)設(shè)定。這樣，通過對(duì)該前段緩沖層實(shí)施再結(jié)晶化用之熱處理，以形成緩沖層。該再結(jié)晶化中，前段緩沖層中基板側(cè)之主表面附近的層部，系以匹配基板主表面的晶格常數(shù)(起因于晶體結(jié)構(gòu))等的方式而進(jìn)行再結(jié)晶化，又，前段緩沖層之基板相反側(cè)的主表面附近之層部也以匹配本身的底層之晶格常數(shù)等的方式而進(jìn)行再結(jié)晶化。其結(jié)果，可提高取向性，就算在前段緩沖層中存在孔洞缺陷等的缺陷或上述位錯(cuò)等，藉由熱處理之再結(jié)晶化過程可使其減少。關(guān)于該位錯(cuò)，就算存在于前段緩沖層中，由于位錯(cuò)方位原來就是無規(guī)則，因此可以期望在熱處理過程中以緩和位錯(cuò)引起的應(yīng)力的形式來進(jìn)行再結(jié)晶化。這樣，能簡(jiǎn)便地形成高品質(zhì)的緩沖層，進(jìn)而提高在其上所形成之發(fā)光區(qū)域的品質(zhì)。在此之熱處理，系用來實(shí)施再結(jié)晶化的，且同樣可將緩沖層的基板相反側(cè)之主表面的平坦性提高。
構(gòu)成緩沖層之Zn系化合物，具體而言可使用ZnO，或以ZnO為母物質(zhì)而將Zn(鋅)部位的一部分用Mg(鎂)等取代而成的材料，或?qū)nO中O(氧)部位的一部分用S(硫)、Se(硒)、Te(碲)等取代而成的材料。其中，由于在混晶系的情形可能會(huì)過度地產(chǎn)生組成變動(dòng)等，因此可以說以ZnO為特別適當(dāng)。另一方面，構(gòu)成緩沖層之In系化合物，具體而言可使用公知的銦系化合物、或添加錫而構(gòu)成之ITO(氧化銦錫)等，特別是ITO由于電導(dǎo)率(常溫)在10-4Ωcm左右而具備優(yōu)異導(dǎo)電性，且在可見光區(qū)為透明，故可說是適當(dāng)?shù)牟牧?。又，ITO之晶格常數(shù)例如位在藍(lán)寶石基板與ZnO之間，當(dāng)基板是使用藍(lán)寶石基板、緩沖層的構(gòu)成材料使用ITO時(shí)，還期望具有可緩和基板與發(fā)光區(qū)域?qū)娱g的晶格常數(shù)差之效果。
前段緩沖層系以多晶層或非晶態(tài)層的方式來形成，下面首先說明以多晶層的方式形成時(shí)之本發(fā)明特征。亦即，本發(fā)明之第一制造方法之特征在于，基板為單晶基板，并將層疊體以沿單晶基板之主軸方向取向之晶粒所構(gòu)成之多晶層的方式來形成。
藉由使用單晶基板，則將前段緩沖層以多晶層的方式形成時(shí)，相較于沿層面內(nèi)方向，沿單晶基板的主軸方向(層厚方向)取向之晶粒所構(gòu)成的多晶層之形成會(huì)更簡(jiǎn)便。于是，前段緩沖層最好為沿層厚方向取向之晶粒所構(gòu)成之多晶層。藉由形成這種多晶層，則對(duì)前段緩沖層實(shí)施熱處理而形成緩沖層時(shí)，只要提高層面內(nèi)方向之取向性即可。其結(jié)果，可簡(jiǎn)便地形成更高品質(zhì)的緩沖層。又，上述失配位錯(cuò)或貫通位錯(cuò)，由于基本上是起因于基板主表面之層面內(nèi)方向的晶格常數(shù)、與前段緩沖層之構(gòu)成材料的層面內(nèi)方向的晶格常數(shù)兩者之差而容易產(chǎn)生的，因此就算是沿層厚方向取向之晶粒所構(gòu)成之多晶層，也和上述同樣，相較于單晶層的方式能更有效地抑制位錯(cuò)、缺陷等的產(chǎn)生。
又，構(gòu)成前段緩沖層之層疊體最好為，使從基板主表面上延伸到該層疊體最表面之柱狀晶粒，密集排列在基板的主表面上而構(gòu)成。這樣，使分別沿層厚方向取向之柱狀晶粒密集排列于基板表面上來形成前段緩沖層，系與使各柱狀晶粒分別密集排列于基板主表面上的點(diǎn)形成的形式相對(duì)應(yīng)。然而，在各個(gè)柱狀晶粒之晶粒間，只要在層厚方向之至少局部區(qū)間(也包含全區(qū)間)產(chǎn)生間隙即可。在此的間隙，系指例如由空氣或粒徑比柱狀晶粒小的晶粒等所構(gòu)成的。藉由以這樣的多晶層來構(gòu)成前段緩沖層，在各柱狀晶粒朝層厚方向進(jìn)行選擇生長(zhǎng)的過程中，可有效地抑制層面內(nèi)方向上的生長(zhǎng)。其結(jié)果，可更有效地抑制前段緩沖層所產(chǎn)生之位錯(cuò)、缺陷的產(chǎn)生、及其生長(zhǎng)。又，藉由使柱狀晶粒密集排列，在將前段緩沖層實(shí)施熱處理而使其再結(jié)晶化時(shí)，能以各柱狀晶粒作為晶種而簡(jiǎn)便地再結(jié)晶化，進(jìn)而形成高品質(zhì)的緩沖層。
如上所述，前段緩沖層最好為，將柱狀晶粒密集排列在基板主表面而構(gòu)成。特別希望在構(gòu)成前段緩沖層之層疊體的最表面(與基板側(cè)相反側(cè)的面)，使柱狀晶粒至少與相鄰接的柱狀晶粒之間形成間隙。前段緩沖層之最表面(與基板側(cè)相反側(cè)的面)，由于是與發(fā)光區(qū)域?qū)幼罱咏拿妫虼吮仨毥档臀诲e(cuò)及結(jié)晶缺陷等以獲得優(yōu)異的結(jié)晶性。于是，在前段緩沖層之最表面(與基板側(cè)相反側(cè)的面)，藉由至少相鄰接的柱狀晶粒彼此間形成間隙，可有效抑制位錯(cuò)及結(jié)晶缺陷，而避免其生長(zhǎng)到前段緩沖層之最表面(與基板側(cè)相反側(cè)的面)。結(jié)果，可提高緩沖層之最表面(與基板側(cè)相反側(cè)的面)之結(jié)晶性，進(jìn)而能夠更提高發(fā)光區(qū)域的品質(zhì)。又，在此所指的柱狀晶粒，系層面內(nèi)之平均粒徑5nm～500nm左右的晶粒，柱狀晶粒之密集排列狀態(tài)，系指柱狀晶粒在層面內(nèi)的表面被覆率為50％～99％左右。
目前為止系針對(duì)以多晶方式來形成前段緩沖層的情形作說明，接著針對(duì)以非晶態(tài)層方式來形成前段緩沖層的情形作說明。亦即，本發(fā)明的第一制造方法之特征在于，基板為單晶基板，將構(gòu)成前段緩沖層之層疊體以非晶態(tài)層來形成，將該層疊體實(shí)施熱處理而形成多晶緩沖層。
首先，將單晶基板主表面上所形成的前段緩沖層作成非晶態(tài)層。在此，相較于多晶層，藉由采用非晶態(tài)層，可有效抑制起因于與基板之晶格常數(shù)不同而造成之失配位錯(cuò)、沿層厚方向生長(zhǎng)之貫通位錯(cuò)等之沿某特定取向面發(fā)生的現(xiàn)象。又，在對(duì)該前段緩沖層實(shí)施熱處理而使其再結(jié)晶化時(shí)，也藉由使用單晶基板，由于能以容易取向的方式來進(jìn)行再結(jié)晶化，可簡(jiǎn)便地形成多晶緩沖層。結(jié)果，可制得位錯(cuò)或結(jié)晶缺陷的產(chǎn)生、生長(zhǎng)被有效抑制之結(jié)晶性優(yōu)異的緩沖層。又，當(dāng)使非晶態(tài)層之前段緩沖層再結(jié)晶化而形成多晶時(shí)，和上述相同，由于使用單晶基板，可簡(jiǎn)便地獲得沿層厚方向取向之多晶。亦即，為了更加減少位錯(cuò)及結(jié)晶缺陷之產(chǎn)生，就算在將前段緩沖層形成非晶態(tài)層的情形，也藉由使再結(jié)晶化成多晶之熱處理?xiàng)l件與上述將前段緩沖層形成多晶層時(shí)的形成溫度、形成時(shí)間等的形成條件適當(dāng)對(duì)應(yīng)，即可再結(jié)晶化成取向性和上述相同的結(jié)晶狀態(tài)之多晶。
如上述那樣藉由將前段緩沖層形成多晶層或非晶態(tài)層，相較于采用單晶層的方式，可更簡(jiǎn)便地形成高品質(zhì)的緩沖層。具體而言，只要至少將形成溫度設(shè)定在400℃以下，即能以多晶層或非晶態(tài)層的方式來形成前段緩沖層。在此，前段緩沖層之形成溫度若超過400℃，由于層面內(nèi)方向之取向性變高，亦即單晶化較容易進(jìn)行，所以可能會(huì)有無法充分抑制位錯(cuò)及結(jié)晶缺陷的情形。又，該形成溫度的下限值可設(shè)為常溫。在所設(shè)定之前段緩沖層的形成溫度范圍內(nèi)，藉由將溫度設(shè)定成更高溫，可將結(jié)晶狀態(tài)由非晶態(tài)調(diào)整成多晶。雖依前段緩沖層所使用的材料會(huì)有不同，但將形成溫度設(shè)定在常溫～350℃的范圍時(shí)，可形成非晶態(tài)層；而將形成溫度設(shè)定成更高溫時(shí)可形成多晶層。
為了使多晶層或非晶態(tài)層之層疊體變成緩沖層，對(duì)前段緩沖層實(shí)施熱處理的溫度最好為設(shè)定成比前段緩沖層之層疊體形成溫度為高。該前段緩沖層所實(shí)施之熱處理，系為了使其再結(jié)晶化而形成取向性更高的結(jié)晶狀態(tài)。因此，熱處理所賦予的再結(jié)晶化用的熱能越大越好，該熱能可藉由提高熱處理溫度、或延長(zhǎng)熱處理時(shí)間等而增大。然而，延長(zhǎng)熱處理時(shí)間還會(huì)造成作業(yè)效率的降低。于是，藉由將熱處理溫度設(shè)定成至少比前段緩沖層的形成溫度為高溫，就不須將熱處理時(shí)間設(shè)定成過長(zhǎng)，即可高效率地進(jìn)行前段緩沖層之再結(jié)晶化。又，藉由這樣設(shè)定熱處理溫度，可制得至少取向性比前段緩沖層高之緩沖層。其乃基于，隨著再結(jié)晶用的熱能增大，例如會(huì)以非晶態(tài)往多晶的形式而形成高取向性的緩沖層。
上述對(duì)前段緩沖層實(shí)施熱處理的溫度，當(dāng)然比該前段緩沖層之形成溫度越高越好，特佳設(shè)定成比發(fā)光區(qū)域形成用的形成溫度要高。發(fā)光區(qū)域，由于要求優(yōu)異的結(jié)晶性及更接近單晶(也包含單晶)的特性，其形成溫度最好設(shè)定成比前段緩沖層之形成溫度要高。又，發(fā)光區(qū)域之形成溫度依其構(gòu)成材料會(huì)有不同，例如在300～1000℃左右的范圍。于是，藉由將前段緩沖層實(shí)施熱處理的溫度設(shè)定成至少比發(fā)光區(qū)域形成溫度要高，可制得結(jié)晶性更接近發(fā)光區(qū)域所要求的特性之緩沖層。又，前段緩沖層實(shí)施熱處理溫度的上限值并沒有特別的限定，由于過度高溫將導(dǎo)致制造成本升高，因此例如只要在1100℃左右即可。
其次，作為可采用的基板之具體例，可列舉氧化鋁、氧化鎵、氧化鎂、氮化鋁、氮化鎵、硅、碳化硅、砷化鎵或玻璃等。其中，考慮到構(gòu)成發(fā)光區(qū)域的Zn系化合物之晶體結(jié)構(gòu)(例如以ZnO為代表的纖鋅礦型結(jié)晶構(gòu)造)或其晶格常數(shù)等的情形，特別以氧化鋁之單晶基板、即藍(lán)寶石基板適合于本發(fā)明。藉由使用藍(lán)寶石基板，與構(gòu)成發(fā)光區(qū)域之Zn系化合物間之結(jié)晶匹配性好。另一方面，從降低制造成本的觀點(diǎn)來看，最好選擇玻璃基板。
其次，關(guān)于本發(fā)明之前段緩沖層實(shí)施再結(jié)晶化用的熱處理，該熱處理之熱處理環(huán)境氣氛最好為含氧氣氛。如上所述前段緩沖層最好為氧化銦錫或氧化鋅所構(gòu)成，這樣，前段緩沖層基本上系具備含氧的組成。因此，為了抑制熱處理中氧成分之脫離，而以不會(huì)產(chǎn)生空缺的方式填入結(jié)晶中既定的氧部位，該熱處理之熱處理環(huán)境氣氛最好為含氧氣氛。其結(jié)果，可進(jìn)一步提高緩沖層之結(jié)晶性。
其次，關(guān)于本發(fā)明之緩沖層之形成厚度，該緩沖層之層厚最好為1μm以下。由于是對(duì)前段緩沖層實(shí)施再結(jié)晶化用的熱處理而轉(zhuǎn)變成緩沖層，這時(shí)若將緩沖層之層厚設(shè)定成超過1μm，則用來簡(jiǎn)單提高取向性之再結(jié)晶化可能無法產(chǎn)生，或必須過度提高熱處理溫度，或必須過度延長(zhǎng)熱處理時(shí)間。因此，緩沖層之層厚最好為至少設(shè)定在1μm以下。緩沖層的層厚之下限值并沒有特別的限定，若過薄，由于可能無法充分發(fā)揮緩沖層的功能(用來緩和因基板與發(fā)光區(qū)域的構(gòu)成材料不同而造成之晶格常數(shù)差等)，故最好為5nm以上。
其次說明本發(fā)明的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之第二制造方法。
本發(fā)明Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之第二制造方法，系在基板主表面上，形成由該基板所不含之In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成之緩沖層，在該緩沖層上形成Zn系化合物所構(gòu)成之發(fā)光區(qū)域，其特征在于，以比發(fā)光區(qū)域形成溫度要低的溫度來形成In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成的層疊體后，在形成發(fā)光區(qū)域前，將該層疊體以比發(fā)光區(qū)域形成溫度要高的溫度來實(shí)施熱處理而形成緩沖層。
本發(fā)明之第二制造方法，和第一制造方法相同，系在形成In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成的前段緩沖層的層疊體后，對(duì)該前段緩沖層實(shí)施再結(jié)晶化用的熱處理而形成緩沖層。然而其前提在于，前段緩沖層之形成溫度系比發(fā)光區(qū)域之形成溫度要低，且前段緩沖層實(shí)施熱處理之熱處理溫度系比發(fā)光區(qū)域之形成溫度要高。這樣藉由將前段緩沖層之形成溫度設(shè)定成比發(fā)光區(qū)域之形成溫度要低，至少可簡(jiǎn)便地形成取向性比單晶低、多晶或非晶態(tài)或包含這兩相之結(jié)晶狀態(tài)所組成的前段緩沖層。此處，將前段緩沖層之形成溫度設(shè)定成比發(fā)光區(qū)域之形成溫度要低之目的在于，為了有效抑制以單晶方式來形成前段緩沖層時(shí)令人擔(dān)心的過度位錯(cuò)或結(jié)晶缺陷的產(chǎn)生。亦即，其目的并非在于例如使用公知的RS-MBE裝置使形成溫度低溫化，并利用游離氧等的游離基特性而以單晶的方式來形成。又，藉由將前段緩沖層以比發(fā)光區(qū)域形成溫度更高之熱處理溫度來進(jìn)行再結(jié)晶化，可簡(jiǎn)便地制得更接近發(fā)光區(qū)域所要求的結(jié)晶性(單晶狀態(tài))、或取向性提高至相同程度的結(jié)晶性之緩沖層。這樣，藉由將前段緩沖層實(shí)施熱處理之熱處理溫度設(shè)定成比發(fā)光區(qū)域之形成溫度要高，由于不須將該熱處理之熱處理時(shí)間過長(zhǎng)即可形成高品質(zhì)的緩沖層，故能有效減低制造成本。
本發(fā)明之第二制造方法，藉由限定前段緩沖層的形成溫度、該前段緩沖層實(shí)施熱處理之熱處理溫度、發(fā)光區(qū)域形成溫度三者的大小關(guān)系，可簡(jiǎn)便地形成高品質(zhì)的緩沖層，進(jìn)而提高發(fā)光區(qū)域的品質(zhì)。其次說明，藉由限定這樣的溫度大小關(guān)系而獲得同樣效果的第三制造方法。
本發(fā)明的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之第三制造方法，系在基板主表面上，形成由該基板所不含之In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成之緩沖層，在該緩沖層上形成Zn系化合物所構(gòu)成之發(fā)光區(qū)域，其特征在于，以比發(fā)光區(qū)域形成溫度要低的溫度來形成In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成的層疊體后，在形成發(fā)光區(qū)域前，將該層疊體以界于發(fā)光區(qū)域形成溫度與層疊體形成溫度間的第一熱處理溫度實(shí)施熱處理后，再以比發(fā)光區(qū)域形成溫度要高的溫度之第二熱處理溫度實(shí)施熱處理，而形成緩沖層。
本發(fā)明之第三制造方法中，以比發(fā)光區(qū)域形成溫度要低的溫度來形成前段緩沖層這點(diǎn)，系和第二制造方法相同。然而，第三制造方法中，系藉由對(duì)前段緩沖層實(shí)施2階段再結(jié)晶化用的熱處理，而形成緩沖層。首先，對(duì)前段緩沖層，系以界于發(fā)光區(qū)域形成溫度與層疊體形成溫度間的第一熱處理溫度實(shí)施第1階段熱處理。然后，再以比發(fā)光區(qū)域形成溫度要高的溫度之第二熱處理溫度實(shí)施第2階段熱處理。這樣，藉由對(duì)前段緩沖層實(shí)施2階段熱處理，在第1階段熱處理中，能以抑制晶粒急劇生長(zhǎng)的形式促進(jìn)再結(jié)晶化，結(jié)果能有效抑制粒界的偏析等破壞結(jié)晶性的主因。又，對(duì)經(jīng)第1階段而預(yù)先提高取向性的結(jié)晶狀態(tài)，藉由實(shí)施第2階段熱處理，可形成取向性更高的結(jié)晶狀態(tài)。這樣，藉由使用第三制造方法，和第二制造方法同樣，可簡(jiǎn)便地形成高品質(zhì)的緩沖層，進(jìn)而提高發(fā)光區(qū)域的品質(zhì)。
第三制造方法中，能以下述方式形成緩沖層而進(jìn)一步提高結(jié)晶性。本發(fā)明的第三制造方法之緩沖層能藉以下方式來形成，亦即其特征在于，將該緩沖層之第一層部分之層疊體(前段緩沖層)以第一熱處理溫度實(shí)施熱處理后，在該層疊體上層疊In系化合物或Zn系化合物而形成緩沖層之第二層部分，之后以第二熱處理溫度實(shí)施熱處理而形成。
首先，將前段緩沖層之層疊體以比發(fā)光區(qū)域形成溫度要低的溫度來形成。該前段緩沖層，系構(gòu)成緩沖層之第一層部分。接著，該前段緩沖層以第一熱處理溫度實(shí)施熱處理。目前為止的制造過程和上述相同。之后，在經(jīng)第一熱處理溫度實(shí)施熱處理后之前段緩沖層上，層疊In系化合物或Zn系化合物而形成緩沖層之第二層部分。然而，由于第二層部分與第一層部分系由相同材料構(gòu)成，其形成溫度系比發(fā)光區(qū)域形成溫度要低。如此所形成之第二層部分，由于其與底層之第一層部分間的結(jié)晶匹配性，系比第一層部分與基板間的結(jié)晶匹配性好，因此相較于第一層部分，可更加抑制位錯(cuò)及結(jié)晶缺陷等的產(chǎn)生而使結(jié)晶性更優(yōu)異。又，在形成第二層部分后，以第二熱處理溫度實(shí)施熱處理來形成緩沖層。其結(jié)果，可使緩沖層之結(jié)晶性更加提高。
目前為止，系針對(duì)本發(fā)明之第二、第三制造方法作說明，發(fā)光區(qū)域之形成溫度最好為設(shè)定成300～1000℃。發(fā)光區(qū)域當(dāng)然必須為高取向性的結(jié)晶性優(yōu)異的區(qū)域，若其形成溫度未達(dá)300℃，就算在能充分確保緩沖層的結(jié)晶性之狀態(tài)下，有時(shí)并無法以熱能的形式來賦予結(jié)晶化能(用以提高取向性)。根據(jù)這樣的意思，雖形成溫度越高越好，但設(shè)定成過度高溫時(shí)，由于制造成本會(huì)升高，依構(gòu)成材料的種類有時(shí)會(huì)造成蒸發(fā)量之增大，故上限值以1000℃為佳。依前述說明，發(fā)光區(qū)域之形成溫度最好為設(shè)定成300～1000℃。
又，本發(fā)明之第二、第三制造方法中，關(guān)于緩沖層之構(gòu)成材料之具體例、其適用材料、緩沖層之適當(dāng)層厚、前段緩沖層之層疊體的適當(dāng)形成溫度范圍、以及前段緩沖層實(shí)施熱處理之適當(dāng)熱處理氣氛，可適當(dāng)?shù)夭捎玫谝恢圃旆椒ㄋ綄俚恼f明內(nèi)容，在其省略其詳細(xì)說明。
藉由采用上述的本發(fā)明的制造方法，可簡(jiǎn)便地提高緩沖層的品質(zhì)，進(jìn)而提高發(fā)光區(qū)域的品質(zhì)。其結(jié)果，可制得發(fā)光特性優(yōu)異的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件。亦即，本發(fā)明之Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件，其特征在于至少具有層疊形成于基板主表面上之該基板所不含的In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成的緩沖層、及Zn系化合物所構(gòu)成的發(fā)光區(qū)域，該緩沖層，系對(duì)多晶層或非晶態(tài)層實(shí)施結(jié)晶化處理而形成。這樣，本發(fā)明之Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之緩沖層，系對(duì)多晶層或非晶態(tài)層實(shí)施結(jié)晶化處理而形成。在此，待實(shí)施結(jié)晶化處理之多晶層或非晶態(tài)層系相當(dāng)于上述緩沖層，結(jié)晶化處理系相當(dāng)于上述再結(jié)晶化用之熱處理。其結(jié)果，如上述那樣可簡(jiǎn)便地有效提高緩沖層之品質(zhì)。
附圖簡(jiǎn)單說明

圖1系本發(fā)明的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之一實(shí)施形態(tài)之主要部分概略截面圖。
圖2系本發(fā)明的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之一實(shí)施形態(tài)之概略截面圖。
圖3A系顯示本發(fā)明的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之緩沖層制造過程的第1例之概略工序圖。
圖3B系顯示本發(fā)明的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之緩沖層制造過程的第2例之概略工序圖。
圖3C系顯示本發(fā)明的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之緩沖層制造過程的第3例之概略工序圖。
圖4A系顯示本發(fā)明的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之緩沖層制造過程的第4例之概略工序圖。
圖4B系顯示本發(fā)明的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之緩沖層制造過程的第5例之概略工序圖。
圖4C系顯示本發(fā)明的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件之緩沖層制造過程的第6例之概略工序圖。
附圖標(biāo)號(hào)1…藍(lán)寶石基板2…緩沖層2’…前段緩沖層(第一層部分)2″…前段緩沖層之第二層部分3…n型MgZnO層4…活性層5…p型MgZnO層10…發(fā)光層部22…金屬電極23…ITO電極100…Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件具體實(shí)施方式
以下使用附圖來說明本發(fā)明之最佳實(shí)施形態(tài)。
圖1系說明本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)之發(fā)光元器件主要部分的層疊構(gòu)造之示意圖。如圖1所示，系在藍(lán)寶石基板1的主表面上，形成ZnO所構(gòu)成的緩沖層2。接著，以外延生長(zhǎng)法將Mg1-aZnaO(0≤a≤1)(以下也稱MgZnO)所構(gòu)成的n型MgZnO層3、Zn化合物所構(gòu)成的活性層4、p型MgZnO層5以晶格匹配形態(tài)進(jìn)行層疊，而形成雙異質(zhì)型的發(fā)光區(qū)域、即發(fā)光層部10?；钚詫?之構(gòu)成材料，依目標(biāo)發(fā)光波長(zhǎng)來選擇，例如可適當(dāng)選擇ZnO，或以ZnO為母物質(zhì)而將Zn部位的一部分用Mg等取代而成的材料，或?qū)nO中O部位的一部分用S、Se、Te等取代而成的材料。又，緩沖層2，系層疊出多晶層或非晶態(tài)層之前段緩沖層后，在形成發(fā)光層部10前實(shí)施熱處理的結(jié)晶化處理而形成。藉由這樣來形成緩沖層，可簡(jiǎn)便地形成位錯(cuò)及結(jié)晶缺陷等的發(fā)生減少且結(jié)晶性優(yōu)異之緩沖層。
圖1所示之緩沖層2以外的各層、及用來形成緩沖層2之前段緩沖層的外延生長(zhǎng)，可藉由MOVPE(Metal Organic Vapour Phase Epitaxy)法或MBE(MolecularBeam Epitaxy)法等來進(jìn)行生長(zhǎng)。又，本說明書中之MBE，其概念除包含金屬元素成分源與非金屬元素成分源雙方均為固體之狹義MBE外，也包含金屬元素成分源為有機(jī)金屬、非金屬元素成分源為固體之MOMBE(Metal Organic Molecular BeamEpitaxy)，金屬元素成分源為固體、非金屬元素成分源為氣體之氣體源MBE，金屬元素成分源為有機(jī)金屬、非金屬元素成分源為氣體之化學(xué)束外延CBE(ChemicalBeam Epitaxy)等。又，若僅針對(duì)緩沖層2形成用的前段緩沖層(結(jié)晶化處理前所形成的)，則除上述外延生長(zhǎng)法以外，也能采用濺射法、運(yùn)用DC磁鐵之濺射法、PLD(Pulsed Laser Deposition)法等來形成。特別當(dāng)緩沖層的構(gòu)成材料為ZnO等Zn系化合物以外的例如ITO時(shí)，最好為以濺射法來形成。亦即，由于依緩沖層構(gòu)成材料的不同，結(jié)晶生長(zhǎng)模式等的結(jié)晶生長(zhǎng)條件會(huì)改變，故還考慮所需的形成溫度、形成時(shí)間等，則前段緩沖層之形成方法只要從公知的化學(xué)蒸鍍法或物理蒸鍍法中適當(dāng)?shù)剡x擇即可。最重要的重點(diǎn)在于，將前段緩沖層以非晶態(tài)層或多晶層這晶種連續(xù)性及周期性比單晶層低之方式來形成。
于是，前段緩沖層之形成條件最好為將形成溫度設(shè)定在400℃以下。例如，將前段緩沖層以非晶態(tài)層的方式形成時(shí)，可將形成溫度適當(dāng)?shù)卦O(shè)定在常溫～350℃的范圍，當(dāng)其以多晶層的方式形成時(shí)，可適當(dāng)?shù)卦O(shè)定在350～400℃的范圍。這樣形成前段緩沖層后，再對(duì)該前段緩沖層實(shí)施結(jié)晶化處理用之熱處理。該熱處理，由于系用來進(jìn)行再結(jié)晶化以提高取向性，因此最好為設(shè)定成更高溫度。例如至少設(shè)定成比前段緩沖層之形成溫度要高的溫度。又，藉由提高熱處理的處理溫度，可縮短處理時(shí)間。例如大致的情形是，當(dāng)熱處理溫度為1100℃時(shí)，系實(shí)施熱處理30秒，當(dāng)熱處理溫度為800℃時(shí)，系實(shí)施熱處理10分鐘左右。這樣，藉由使用MOVPE裝置等的氣相生長(zhǎng)裝置、濺射裝置等，以熱處理溫度300～1100℃的范圍、熱處理時(shí)間30秒～30分的范圍分別實(shí)施適當(dāng)?shù)臒崽幚?，即可制得高取向性的緩沖層。又，該前段緩沖層所實(shí)施之熱處理的熱處理氣氛，特別以含氧氣氛(氧化氣氛)為佳。例如，藉由以氧化亞氮或氧作為氧化性氣體來造出氧化氣氛，可形成氧空缺被有效抑制的緩沖層。
藉由對(duì)前段緩沖層實(shí)施上述那樣的熱處理來形成圖1之緩沖層2。之后，例如以MOVPE裝置，于300～800℃左右的形成溫度來形成發(fā)光層部10。又，圖1之n型MgZnO層2中，系含有B、Al、Ga、In之1種或2種以上來當(dāng)作n型雜質(zhì)。III族元素之B、Al、Ga、In，可取代II族元素之Mg、Zn元素，而摻雜n型載流子?？紤]到n型MgZnO層2之結(jié)晶性，最好為選擇離子半徑接近Zn元素之Ga來作為n型雜質(zhì)。
另一方面，在p型MgZnO層5中，系含有Li、Na、Cu、N、P、As、Al、Ga、In之1種或2種以上來作為p型雜質(zhì)。I族元素之Li、Na，可取代II族元素之Mg、Zn部位，V族元素之N、P、As，可取代VI族元素之O部位，而摻雜p型載流子。CuO，由于在無摻雜下為p型半導(dǎo)體，因此藉由將Cu摻雜而生成CuO，可使Cu具備p型雜質(zhì)的作用。又，Al、Ga、In、Li，藉由與N一起添加，可更確實(shí)地獲得良好的p型特性。又，考慮到p型MgZnO層5的結(jié)晶性，最好為選擇離子半徑接近Zn或O元素之N、及擇自Ga、Al、In之1種或2種以上(特別是Ga)。
圖1之緩沖層2形成用的前段緩沖層、及緩沖層以外之各層，當(dāng)使用氣相生長(zhǎng)裝置來形成時(shí)，各層的主原料可采用以下所示的原料。
.氧成分源氣體雖也可使用氧氣，但為了抑制與后述有機(jī)金屬間之過度反應(yīng)，最好為以氧化性化合物氣體的形式來供給。具體而言有N2O、NO、NO2、CO等。本實(shí)施形態(tài)系使用N2O(氧化亞氮)。
.S源氣體H2S等。
.Se源氣體H2Se等。
.Te源氣體H2Te等。
.Zn源(金屬成分源)氣體二甲基鋅(DMZn)、二乙基鋅(DEZn)等。
.Mg源(金屬成分源)氣體雙環(huán)戊二烯合鎂(Cp2Mg)等。
作為p型雜質(zhì)，將Al、Ga及In之1種或2種以上、與N一起添加，可發(fā)揮良好p型雜質(zhì)的作用。作為雜質(zhì)氣體可使用以下所示的氣體。
.Al源氣體三甲基鋁(TMAl)、三乙基鋁(TEAl)等。
.Ga源氣體三甲基鎵(TMGa)、三乙基鎵(TEGa)等。
.In源氣體三甲基銦(TMIn)、三乙基銦(TEIn)等。
作為p型雜質(zhì)，當(dāng)將金屬元素(Ga)與N一起使用的情形，是于進(jìn)行p型MgZnO層之氣相生長(zhǎng)時(shí)，將N源氣體(例如NH3等)與Ga源之有機(jī)金屬氣體一起供給。又，例如，使氧成分源之N2O當(dāng)作N源來使用亦可。
作為n型雜質(zhì)，藉由添加Al、Ga、In之1種或2種以上，可摻雜n型載流子。作為雜質(zhì)氣體可使用與上述相同的氣體。
MgZnO在真空氣氛中進(jìn)行氣相生長(zhǎng)時(shí)，非常容易產(chǎn)生氧空缺，其導(dǎo)電型有必然變成n型的傾向。于是，在圖1之n型MgZnO層3進(jìn)行生長(zhǎng)時(shí)，可采用積極地使氧空缺產(chǎn)生而形成n型的方法，有效的方法是將含氧氣氛壓力降到比活性層4及p型MgZnO層5生長(zhǎng)時(shí)要低(例如未達(dá)1×103Pa)。又，藉由以同時(shí)導(dǎo)入n型雜質(zhì)的方式來進(jìn)行層生長(zhǎng)，也能積極地?fù)诫sn型載流子?；?qū)⒐┙o原料之II族與VI族之比(供給II/VI比)加大亦可。
另一方面，在進(jìn)行活性層4及p型MgZnO層5之生長(zhǎng)時(shí)，藉由在1×103Pa以上壓力之含氧氣氛下進(jìn)行，可更有效地抑制成膜中的氧空缺產(chǎn)生，而獲得特性良好的活性層4及p型MgZnO層5。這時(shí)更佳為，氧分壓(除O2以外的含氧分子也將所含的氧換算成O2而算入)為1×103Pa以上。又，在進(jìn)行p型MgZnO層5的生長(zhǎng)時(shí)，藉由使p型MgZnO層5的主原料之氣體流量間歇地中斷，可促進(jìn)氧化而更加抑制氧空缺的產(chǎn)生。
如上述那樣完成發(fā)光層部10的形成后，如圖2所示藉由光刻等來除去活性層4及p型MgZnO層5的一部分，再形成ITO等所構(gòu)成的透明電極23。另一方面，在殘留的p型MgZnO層5上形成金屬電極22，之后，與藍(lán)寶石基板1一起切割而制得Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件100。這時(shí)，主要是從透明的藍(lán)寶石基板1側(cè)來進(jìn)行光取出。
以上系說明本發(fā)明之一實(shí)施形態(tài)，但本發(fā)明并不受限于此，只要是不脫離權(quán)利要求所述之技術(shù)范圍內(nèi)，當(dāng)然可作各種變形及改良。例如，圖1之發(fā)光層部雖為雙異質(zhì)型，但也能作成單異質(zhì)型；圖1雖是從基板側(cè)起以n型層、p型層的順序來形成，但也能從基板側(cè)起以p型層、n型層的順序來形成。
本發(fā)明的主旨系與緩沖層的形成形態(tài)有關(guān)。于是，下面針對(duì)緩沖層之制造過程及其形成形態(tài)，配合各種實(shí)施形態(tài)作說明。圖3A～圖3C系顯示緩沖層的制造過程。如圖3A～圖3C所示，在基板1的主表面上形成In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成的前段緩沖層2’后，對(duì)前段緩沖層2’實(shí)施再結(jié)晶化用的熱處理而形成緩沖層2。前段緩沖層之形成方法及熱處理?xiàng)l件等能和上述同樣地進(jìn)行。圖3A系對(duì)應(yīng)于將前段緩沖層2’以多晶層或非晶態(tài)層來形成的情形，這時(shí)，當(dāng)前段緩沖層2’以多晶層的方式形成時(shí)，基板1系采用藍(lán)寶石基板等單晶基板，而可簡(jiǎn)便地形成沿單晶基板的主軸方向、即層厚方向進(jìn)行取向之多晶層。另一方面，當(dāng)前段緩沖層2’以非晶態(tài)層的方式形成時(shí)，基板1也系采用藍(lán)寶石基板等單晶基板，同樣地對(duì)前段緩沖層2’實(shí)施熱處理而使其再結(jié)晶化時(shí)其結(jié)晶取向容易。
圖3B及圖3C系對(duì)應(yīng)于基板1為單晶基板、前段緩沖層2’以多晶層的方式來形成之情形。又，前段緩沖層2’，系使從基板1主表面延伸到本身最表面的柱狀晶粒，密集排列于基板1主表面上而構(gòu)成的。為了像這樣使沿層厚方向取向的柱狀晶粒密集排列，只要在其形成過程中，適當(dāng)調(diào)整構(gòu)成材料的主原料供給量(例如，氣相生長(zhǎng)法時(shí)為氣體流量)等，以在層厚方向的特定區(qū)間不致被覆整個(gè)層面內(nèi)即可。藉由使用這種前段緩沖層2’，可作成位錯(cuò)及結(jié)晶缺陷更少的緩沖層2。又，如圖3B及圖3C所示最好為，在前段緩沖層2’之最表面，至少在相鄰的柱狀晶粒與晶粒之間產(chǎn)生間隙。又，例如基板1采用藍(lán)寶石基板、前段緩沖層2’之構(gòu)成材料采用ZnO等的Zn系化合物時(shí)，以藍(lán)寶石基板的A面為主表面，而在該主表面上層疊前段緩沖層2’，藉此也可使各柱狀晶粒在層面內(nèi)的取向軸之方向一致。當(dāng)然，由于在相鄰柱狀晶粒彼此的晶粒間形成間隙，因此可抑制朝層面內(nèi)方向之結(jié)晶生長(zhǎng)。其結(jié)果，可制得位錯(cuò)及結(jié)晶缺陷被有效抑制的前段緩沖層，同時(shí)可獲得更高品質(zhì)的緩沖層。
緩沖層之形成過程也可采用以下方法來進(jìn)行。圖4A～圖4C系顯示其例。圖4A～圖4C之緩沖層2，也是在基板1的主表面上形成前段緩沖層2’，對(duì)該前段緩沖層2’實(shí)施再結(jié)晶化用的熱處理而形成。然而，圖4A～圖4C之前段緩沖層2’形成溫度，系比發(fā)光區(qū)域用的發(fā)光層部形成溫度要低。發(fā)光層部的形成溫度，如上述那樣例如在300～1000℃左右的范圍。該溫度范圍，系考慮構(gòu)成材料等所設(shè)定的范圍，以使發(fā)光層部的結(jié)晶狀態(tài)與單晶更接近(也包含單晶)。于是，藉由以比發(fā)光層部形成溫度低的溫度來形成前段緩沖層2’，可將前段緩沖層2’形成取向性比單晶層低之非晶態(tài)層、多晶層或包含這2相的層。又，在圖4A，系對(duì)前段緩沖層2’以比發(fā)光層部形成溫度更高的熱處理溫度實(shí)施熱處理，而獲得高品質(zhì)的緩沖層2。在圖4B，系對(duì)前段緩沖層2’，以位于發(fā)光層部形成溫度與前段緩沖層2’形成溫度間之第一熱處理溫度實(shí)施第1階段熱處理，之后以比發(fā)光層部形成溫度更高的第二熱處理溫度實(shí)施第2階段熱處理，而獲得高品質(zhì)的緩沖層2。又，圖4C中，系在圖4B之第1階段熱處理與第2階段熱處理之間，以前段緩沖層2’為第一層部分2’，而在其上方層疊形成第二層部分2″(其構(gòu)成材料的組成與前段緩沖層2’相同)。第二層部分2″之形成溫度也比發(fā)光層部形成溫度要低。圖4C中之緩沖層2系由第一層部分2’與第二層部分2″所組成，而能獲得比圖4B之緩沖層2更高品質(zhì)。如圖4A～圖4C所示，藉由設(shè)定前段緩沖層形成溫度、前段緩沖層實(shí)施熱處理的溫度、發(fā)光層部形成溫度三者的大小關(guān)系，也能有效且簡(jiǎn)便地提高緩沖層之品質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，在基板主表面上形成由該基板所不含之In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成之緩沖層，在該緩沖層上形成Zn系化合物所構(gòu)成之發(fā)光區(qū)域，其特征在于，在該基板之主表面上形成多晶層或非晶態(tài)層的層疊體后，在形成該發(fā)光區(qū)域前，將該層疊體實(shí)施熱處理而形成該緩沖層。
2.如權(quán)利要求1所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，該基板為單晶基板，該層疊體，系沿該單晶基板的主軸方向取向之晶粒所構(gòu)成的多晶層。
3.如權(quán)利要求2所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，該層疊體，系使從基板主表面上延伸到該層疊體最表面之柱狀晶粒，密集排列在基板的主表面上而構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，在該層疊體的最表面，使柱狀晶粒至少與相鄰接的柱狀晶粒之間形成間隙。
5.如權(quán)利要求1所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，該基板為單晶基板，該層疊體是非晶態(tài)層，將該層疊體實(shí)施熱處理而成多晶的緩沖層。
6.如權(quán)利要求1所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，將該熱處理溫度設(shè)定成比層疊體的形成溫度為高溫。
7.如權(quán)利要求1或2或5所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，該基板為藍(lán)寶石基板。
8.如權(quán)利要求1所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，該基板為玻璃基板。
9.如權(quán)利要求1所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，該緩沖層為氧化銦錫或氧化鋅所構(gòu)成。
10.一種Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，在基板主表面上，形成由該基板所不含之In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成之緩沖層，在該緩沖層上形成Zn系化合物所構(gòu)成之發(fā)光區(qū)域，其特征在于，以比發(fā)光區(qū)域形成溫度要低的溫度來形成In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成的層疊體后，在形成發(fā)光區(qū)域前，將該層疊體以比發(fā)光區(qū)域形成溫度要高的溫度來實(shí)施熱處理而形成緩沖層。
11.一種Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，在基板主表面上，形成由該基板所不含之In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成之緩沖層，在該緩沖層上形成Zn系化合物所構(gòu)成之發(fā)光區(qū)域，其特征在于，以比發(fā)光區(qū)域形成溫度要低的溫度來形成In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成的層疊體后，在形成發(fā)光區(qū)域前，將該層疊體以介于發(fā)光區(qū)域形成溫度與層疊體形成溫度間的第一熱處理溫度實(shí)施熱處理后，再以比發(fā)光區(qū)域形成溫度要高之第二熱處理溫度實(shí)施熱處理，而形成緩沖層。
12.如權(quán)利要求11所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，該緩沖層系藉以下方式來形成，亦即，將該緩沖層之第一層部分之層疊體以第一熱處理溫度實(shí)施熱處理后，在該層疊體上層疊In系化合物或Zn系化合物而形成緩沖層之第二層部分，之后以第二熱處理溫度實(shí)施熱處理而形成。
13.如權(quán)利要求10至12任一項(xiàng)所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，該緩沖層系由氧化銦錫或氧化鋅所構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求6或10或11所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，該層疊體之形成溫度系設(shè)定在400℃以下。
15.如權(quán)利要求10或11所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，該發(fā)光區(qū)域形成溫度系設(shè)定在300～1000℃。
16.如權(quán)利要求1或10或11所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，該熱處理之熱處理氣氛，系含氧氣氛。
17.如權(quán)利要求1或10或11所述的Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件的制造方法，其特征在于，該緩沖層之層厚為1μm以下。
18.一種Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件，其特征在于，至少具有層疊形成于基板主表面上之該基板所不含的In系化合物或Zn系化合物所構(gòu)成的緩沖層、及Zn系化合物所構(gòu)成的發(fā)光區(qū)域，該緩沖層，系對(duì)多晶層或非晶態(tài)層實(shí)施結(jié)晶化處理而形成。
全文摘要
在基板1的主表面上，層疊形成由該基板1所不含之In系化合物或Zn系化合物作為構(gòu)成材料之多晶層或非晶態(tài)層之前段緩沖層2’，之后，在形成發(fā)光區(qū)域前，將該前段緩沖層2實(shí)施晶化用的熱處理而形成緩沖層2。藉此，提供出能制造簡(jiǎn)便且可提高發(fā)光區(qū)域品質(zhì)之Zn系半導(dǎo)體發(fā)光元器件及其制造方法。
文檔編號(hào)H01L21/205GK1685532SQ20038010015
公開日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2003年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月31日
發(fā)明者石崎順也 申請(qǐng)人:信越半導(dǎo)體株式會(huì)社