專(zhuān)利名稱(chēng)：氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體，更具體地涉及用于提高光輸出和可靠性的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。
背景技術(shù)：
通常，GaN基氮化物半導(dǎo)體被應(yīng)用于光學(xué)器件例如藍(lán)/綠LED、以及在其應(yīng)用領(lǐng)域中具有高速轉(zhuǎn)換和高輸出特性的電子器件，例如金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MESFET)和高電子遷移率晶體管(HEMT)。具體地，藍(lán)/綠LED被大批量生產(chǎn)，且其全球銷(xiāo)售呈指數(shù)性增加。這種GaN基氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件主要是在藍(lán)寶石襯底或SiC襯底上生長(zhǎng)。另外，多晶薄膜AlyGa1-yN層在低生長(zhǎng)溫度下在藍(lán)寶石襯底或SiC襯底上生長(zhǎng)為緩沖層。然后，在高溫下在緩沖層上生長(zhǎng)未摻雜GaN層、Si摻雜n-GaN層或其組合，從而制作氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，所述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件具有用作第一電極接觸層的n-GaN層和在第一電極接觸層上形成的用作第二電極接觸層的鎂摻雜p-GaN層。而且，發(fā)光層是具有夾層結(jié)構(gòu)的PN結(jié)二極管，其中在第一電極接觸層和第二電極接觸層之間放置具有多量子阱結(jié)構(gòu)的活性層。
但是，上述構(gòu)建的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件具有缺點(diǎn)，即在襯底和緩沖層的界面產(chǎn)生約108cm3的非常高的晶體缺陷，因此，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的電特性，具體是電流泄漏在反偏置條件下增加，因而對(duì)器件的可靠性有嚴(yán)重的影響。
而且，氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件具有缺點(diǎn)，即由于低亮度而不能用于需要高亮度的大屏幕器件。因此，人們一直在研究提高發(fā)光器件的可靠性和提高亮度的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，基本避免由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)而導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，其中活性層可以具有改進(jìn)的結(jié)晶度、改進(jìn)的光輸出和可靠性。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其它的優(yōu)點(diǎn)和根據(jù)本發(fā)明的目的，如具體實(shí)施和一般描述，提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括n-型氮化物半導(dǎo)體層；在n-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的含銦超晶格結(jié)構(gòu)層；在超晶格結(jié)構(gòu)層上形成的第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的第一簇層(cluster layer)；在第一簇層上形成的第一含銦的氮化鎵層；在第一含銦的氮化鎵層上形成的第二簇層；在第二簇層上形成的用于發(fā)射光的活性層；在活性層上形成的p-型氮化物半導(dǎo)體層；和在p-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的第二電極接觸層。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的第一簇層；在第一簇層上形成的第一含銦的氮化鎵層；在第一含銦的氮化鎵層上形成的第二簇層；在第二簇層上形成的活性層；和在活性層上形成的p-型氮化物半導(dǎo)體層。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括n-型第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的第一SiNa簇層；在第一SiNa簇層上形成的第一含銦的氮化鎵層；在第一含銦的氮化鎵層上形成的第二SiNa簇層；在第二SiNa簇層上形成的用于發(fā)射光的活性層；在活性層上形成的p-型氮化鎵層；和在p-型氮化鎵層上形成的n-型第二電極接觸層。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括n-型第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的應(yīng)變控制層；在應(yīng)變控制層上形成的用于發(fā)射光的活性層，以具有InyGa1-yN阱層、原子尺度厚度的SiNa簇層和InzGa1-zN阻擋層；在活性層上形成的p-型氮化鎵層；和在p-型氮化鎵層上形成的n-型第二電極接觸層。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括n-型第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的應(yīng)變控制層；在應(yīng)變控制層上形成的活性層；在活性層上形成的SiNa簇層；在SiNa簇層上形成的p-型氮化物半導(dǎo)體層；和在p-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的n-型第二電極接觸層。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括n-型第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的應(yīng)變控制層；在應(yīng)變控制層上形成的活性層，以具有第一量子阱層、第二量子阱層和介于第一量子阱層與第二量子阱層之間的InxGa1-xN層；在活性層上形成的p-型氮化物半導(dǎo)體層；和在p-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的n-型第二電極接觸層。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括n-型第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的用于發(fā)射光的活性層；在活性層上形成的p-型氮化物半導(dǎo)體層；和在p-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的n-型第二電極接觸層，以具有InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)。
氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法優(yōu)點(diǎn)在于該氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光層可具有改善的結(jié)晶度、改善的光輸出和可靠性。


圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的層結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的層結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的電流特性的圖。
具體實(shí)施例方式
下文中，將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。
第一實(shí)施方案圖1是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的層結(jié)構(gòu)的圖。
參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件具有在襯底102上形成的緩沖層104。在此，可形成緩沖層104以具有AlInN結(jié)構(gòu)、InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)、InxGa1-xN/GaN層疊結(jié)構(gòu)、AlxInyGa1-x-yN/InzGa1-zN/GaN層疊結(jié)構(gòu)或AlInN/GaN層疊結(jié)構(gòu)。另外，在緩沖層104上形成銦摻雜GaN層106，在銦摻雜GaN層106上形成InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層108。而且，在InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層108上形成銦摻雜GaN層110，在銦摻雜GaN層110上另外形成InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層112。在此，銦摻雜GaN層和InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層還可以另外重復(fù)地和多層地形成。
另外，在InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層112上提供n-型第一電極接觸層。本發(fā)明利用Si-In共摻雜GaN層114作為第一電極接觸層。硅和銦共摻雜可以導(dǎo)致低接觸電阻，并且可根據(jù)硅摻雜量的增加而抑制結(jié)晶度的降低。
另外，在Si-In共摻雜GaN層114上形成第一SiNa簇層116(“a”表示大于0的任意值，下文中一樣)，和在第一SiNa簇層116上形成含較少摻雜銦的第一InzGa1-zN層118。
在第一InzGa1-zN層118上再形成簇層120。此時(shí)，形成具有原子尺度厚度的第一SiNa簇層116和第二SiNa簇層120。
在第二SiNa簇層120上形成活性層以發(fā)射光。在本發(fā)明中，活性層形成具有單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)，其包含InxGa1-xN阱層/InyGa1-yN阻擋層。SiNa簇層分別形成于InxGa1-xN阱層122和InyGa1-yN阻擋層126之間。
換言之，活性層可形成具有單量子阱結(jié)構(gòu)，其包含InxGa1-xN阱層/SiNa簇層/InyGa1-yN阻擋層122、124和126。另外，也可以在具有InxGa1-xN阱層/SiNa簇層/InyGa1-yN阻擋層122、124和126的量子阱結(jié)構(gòu)上形成具有InxGa1-xN阱層/SiNa簇層/InyGa1-yN阻擋層128、130和132的多量子阱結(jié)構(gòu)。阱層、簇層和阻擋層的具體組成比在每層中也可以不同。
此外，在上述構(gòu)建的活性層上形成p-GaN層136，在p-GaN層136上形成n-型第二電極接觸層。在本發(fā)明中，第二電極接觸層形成具有硅摻雜的InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層、其中銦組成變化以控制能帶隙的超漸變結(jié)構(gòu)(super grading structure)的InxGa1-xN層。而且，在活性層和p-GaN層136之間另外形成SiNa簇層134。此時(shí)，SiNa簇層134形成具有原子尺度的厚度。
上述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件具有n-/p-/n-結(jié)。該n-/p-/n-結(jié)包括用作第一電極接觸層的Si-In共摻雜GaN層114和用作第二電極接觸層的硅摻雜n-InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層138。在此，在連續(xù)的過(guò)程中分別利用第一電極接觸層和第二電極接觸層形成電極(未示出)，和通過(guò)電極施加電壓。
另外，為了改善氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的光輸出和可靠性，在生長(zhǎng)活性層之前，原子尺度的SiNa簇層116和120在低摩爾InzGa1-zN層118生長(zhǎng)為具有低銦含量(SiNa/低摩爾InxGa1-xN/SiNa)之前和之后生長(zhǎng)。上述結(jié)構(gòu)允許低摩爾InzGa1-zN層118控制活性層的應(yīng)變，并允許活性層的內(nèi)量子效率得以改善。而且，SiNa簇層116和120允許精確控制應(yīng)變。
另外，即使當(dāng)形成活性層時(shí)，SiNa簇層124和130以同樣的方式再置于InxGa1-xN阱層122和128與InyGa1-yN阻擋層126和132之間(InxGa1-xN/SiNa/InyGa1-yN)。通過(guò)插入SiNa簇層124和130，可以改善活性層的內(nèi)量子效率。
而且，為了抑制鎂從鎂摻雜p-GaN層136內(nèi)擴(kuò)散至活性層，在最后的InxGa1-xN阻擋層132生長(zhǎng)之后形成原子尺度的SiNa簇層134。因此，利用n-InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層作為第二電極接觸層可以很好地解決由于使用低鎂摻雜效率的p-GaN層136作為傳統(tǒng)的第二電極接觸層引起的高接觸電阻的缺點(diǎn)和由于在電極周?chē)a(chǎn)生電流擁擠(current crowding)而引起的可靠性的缺點(diǎn)。換言之，由于n+-層而有效實(shí)施電流擴(kuò)展從而調(diào)節(jié)工作電壓并因此有效地增加了發(fā)光器件的壽命。具體地，這種具有n-/p-/n-結(jié)的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)具有優(yōu)點(diǎn)，即它能有效地相當(dāng)于產(chǎn)生大量熱的大面積和大輸出發(fā)光器件。
為了改善內(nèi)量子效率和增加光輸出，本發(fā)明形成了具有低銦含量的低摩爾InzGa1-zN層118以控制活性層的應(yīng)變。而且，為了改善光輸出和由銦波動(dòng)而引起的反向漏電流，在低摩爾InzGa1-zN層118生長(zhǎng)之前和之后形成具有原子尺度厚度的SiNa簇層116和120。通過(guò)上述過(guò)程，生長(zhǎng)了具有SiNa簇層116/低摩爾InxGa1-xN118/SiNa簇層120的應(yīng)變控制層。
另外，在應(yīng)變控制層生長(zhǎng)之后，發(fā)射所希望波長(zhǎng)的光的活性層具有單量子阱或多量子阱，該單量子阱或多量子阱具有InxGa1-xN阱層/SiNa簇層/InyGa1-yN阻擋層作為一個(gè)單元結(jié)構(gòu)。
在此，阱層和阻擋層的每一個(gè)銦含量如下InxGa1-xN(0＜x＜0.35)/SiNa/InyGa1-yN(0＜y＜0.1)。另外，在N2、H2+N2載氣和NH3氣氛中利用TMGa，TMIn，SiH4和Si2H6源生長(zhǎng)具有量子阱結(jié)構(gòu)的活性層。
而且，低摩爾InzGa1-zN層118可具有0＜x＜0.1的銦含量。另外，形成具有10-300厚度的低摩爾InzGa1-zN層118，和在730-770℃的生長(zhǎng)溫度下形成厚度分別為10-30和50-250的阱層和阻擋層。此時(shí)，控制低摩爾InzGa1-zN層118以允許其表面形狀按螺旋方式生長(zhǎng)，和控制生長(zhǎng)的螺旋方式并連接至活性層的表面，另外，將介于阱層和阻擋層之間的SiNa簇層124和130控制在原子尺度，并可利用SiH4、Si2H6和NH3流預(yù)定時(shí)間來(lái)控制它們的特征。
在生長(zhǎng)具有SiNa簇層/低摩爾InzGa1-zN層/SiNa簇層/阱層/SiNa簇層/阻擋層/SiNa簇層結(jié)構(gòu)的活性層之后，提高生長(zhǎng)溫度以在H2、N2、H2+N2和NH3氣氣氛中生長(zhǎng)鎂摻雜p-GaN層136。
此時(shí)，用鎂摻雜p-GaN層136以具有其中鎂摻雜量順序增加的多個(gè)層。在優(yōu)選實(shí)施例中，p-GaN層136具有三層結(jié)構(gòu)，其中鎂摻雜量順序增加。p-GaN層136具有500-2500的厚度和900-1020℃的生長(zhǎng)溫度。
p-GaN層136生長(zhǎng)后，在p-GaN層136上生長(zhǎng)n-InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層138。僅過(guò)量摻雜硅至具有低銦含量的InyGa1-yN(0＜y＜0.1)層中，以減小接觸電阻，因而通過(guò)控制總厚度提供隧道效應(yīng)。因此，n-InxGa1-xN/InyGa1-yN(Si)超晶格結(jié)構(gòu)層138被用作第二電極接觸層并有效地進(jìn)行電流擴(kuò)展。在此，n-InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層138被構(gòu)建以分別且交替具有2-50的厚度和小于200的厚度直至最大。
因此，可以制造具有高亮度和卓越可靠性的n-/p-/n-結(jié)的發(fā)光器件。
在上面實(shí)施方案中，下標(biāo)例如“x”、“y”、“z”和“n”混合且用于每一層中，但是下標(biāo)的這種限制僅用于相應(yīng)的層。限制任意一層的組成比率的下標(biāo)限制其它層的獨(dú)立組成比率，這與下文中本發(fā)明的第二實(shí)施方案一樣。
第二實(shí)施方案圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的層結(jié)構(gòu)的圖。
在第二實(shí)施方案中，在包含阱層和阻擋層的一對(duì)量子阱層之間另外形成具有低摻雜銦含量的InxGa1-xN層，以便控制在InxGa1-xN層上形成的量子阱層的應(yīng)變特性，從而有效地改善反向擊穿電壓和增加光輸出，因此改善發(fā)光器件的可靠性。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件具有在襯底202上形成的緩沖層204。在此，可形成緩沖層204以具有AlInN結(jié)構(gòu)、InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)、InxGa1-xN/GaN層疊結(jié)構(gòu)或AlxInyGa1-x-yN/InzGa1-zN/GaN層疊結(jié)構(gòu)。
另外，在緩沖層204上形成銦摻雜GaN層206，在銦摻雜GaN層206上形成InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層208。此外，在InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層208上形成銦摻雜GaN層210，在銦摻雜GaN層210上另外形成InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層212。在此，銦摻雜GaN層和InxGa1-xN/InyGa1-yN層還可以另外重復(fù)地多次形成。
另外，在InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層212上提供n-型第一電極接觸層。本發(fā)明利用Si-In共摻雜GaN層214作為第一電極接觸層。
另外，在Si-In共摻雜GaN層214上形成第一SiNa簇層216，和在第一SiNa簇層216上形成含較少摻雜銦的第一InzGa1-zN層218。在第一InzGa1-zN層218上再形成第二SiNa簇層220。此時(shí)，控制低摩爾InzGa1-zN層218以允許其表面形狀按螺旋方式生長(zhǎng)，并形成具有原子尺度厚度的第一SiNa簇層216和第二SiNa簇層220。
在第二SiNa簇層220上形成第一量子阱層以具有InxGa1-xN阱層/InyGa1-yN阻擋層222和224的結(jié)構(gòu)。此外，在第一量子阱層上形成具有低摻雜銦含量的InzGa1-zN層226，和在InzGa1-zN層226上形成多量子阱層，從而具有InxGa1-xN阱層228/InyGa1-yN阻擋層230的至少一個(gè)的結(jié)構(gòu)。
在此，生長(zhǎng)厚度為300-2000的具有低摻雜銦含量的InzGa1-zN層226。發(fā)光器件控制在InzGa1-zN層226上形成的單量子阱層或多量子阱(MQW)層的應(yīng)變，從而有效地抑制光輸出和反向漏電流。此時(shí)，InzGa1-zN層226的摻雜銦含量低于阻擋層的摻雜銦含量。
圖3說(shuō)明在生長(zhǎng)具有InzGa1-zN層226的整體-InGaN(bulk-InGaN)MQW層的情況下以及在生長(zhǎng)不具有InzGa1-zN層226的多量子阱層的情況下的反向擊穿電壓的變化。
參考圖3，在形成具有InzGa1-zN層226的整體-InGaN(bulk-InGaN)MQW層的情況下，與常規(guī)的MQW層相比，改善了反向擊穿電壓從而增加發(fā)光器件的可靠性。
此外，在上述構(gòu)建的活性層上形成p-GaN層232，和在p-GaN層232上形成n-型第二電極接觸層234。形成硅摻雜InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層作為第二電極接觸層。
可以形成具有n-/p-/n-結(jié)的根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。該n-/p-/n-結(jié)包括用作第一電極接觸層的Si-In共摻雜GaN層214和用作第二電極接觸層的InxGa1-xN/InyGa1-yN(硅摻雜)超晶格結(jié)構(gòu)層234。在此，在連續(xù)的過(guò)程中分別利用第一電極接觸層和第二電極接觸層形成電極(未示出)，和通過(guò)所述電極施加電壓。
根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法類(lèi)似于參考圖1所描述的制造方法，其具體的描述被省略。
雖然本文中參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案描述和圖示了本發(fā)明，但可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)做出各種修改和變化，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明覆蓋在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的本發(fā)明的修改和變化及其等同物。
工業(yè)應(yīng)用通過(guò)增加發(fā)光器件的亮度，本發(fā)明可應(yīng)用于大屏幕顯示器。
權(quán)利要求
1.一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含n-型氮化物半導(dǎo)體層；在n-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的含銦超晶格結(jié)構(gòu)層；在超晶格結(jié)構(gòu)層上形成的第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的第一簇層；在第一簇層上形成的第一含銦氮化鎵層；在第一含銦氮化鎵層上形成的第二簇層；在第二簇層上形成的活性層；在活性層上形成的p-型氮化物半導(dǎo)體層；和在p-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的第二電極接觸層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中活性層包含具有InyGa1-yN阱層/InzGa1-zN阻擋層結(jié)構(gòu)的第一量子阱層；在第一量子阱層上形成的第二含銦氮化鎵層；和在第二含銦氮化鎵層上形成的第二量子阱層，以具有InyGa1-yN阱層/InzGa1-zN阻擋層結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，進(jìn)一步包含在n-型氮化物半導(dǎo)體層下形成的緩沖層，和在緩沖層下形成的襯底。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中n-型氮化物半導(dǎo)體層用銦(In)摻雜。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的器件，其中緩沖層具有選自下列之一的結(jié)構(gòu)AlInN結(jié)構(gòu)、AlInN/GaN層疊結(jié)構(gòu)、InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)、InxGa1-xN/GaN層疊結(jié)構(gòu)和AlxInyGa1-x-yN/InzGa1-zN/GaN層疊結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中第一電極接觸層是Si-In共摻雜氮化鎵層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中形成具有原子尺度厚度的第一簇層和/或第二簇層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述簇層由SiNa形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中第一含銦氮化鎵層具有以螺旋方式生長(zhǎng)的表面形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中第一含銦氮化鎵層具有生長(zhǎng)并連接至活性層的表面形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中活性層具有單量子阱層結(jié)構(gòu)或多量子阱層結(jié)構(gòu)，其具有InxGa1-xN阱層/InyGa1-yN阻擋層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的器件，其中InxGa1-xN阱層/InyGa1-yN阻擋層分別具有0＜x＜0.35和0＜y＜0.1的銦含量。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中第一含銦氮化鎵層表示為InxGa1-xN并且具有1＜x＜0.1的值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的器件，進(jìn)一步包含形成于活性層的InxGa1-xN阱層和InyGa1-yN阻擋層之間的具有原子尺度厚度的SiNa簇層。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，進(jìn)一步包含形成于活性層和p-氮化物半導(dǎo)體層之間的具有原子尺度厚度的SiNa簇層。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中形成具有下列結(jié)構(gòu)之一的第二電極接觸層InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)、InxGa1-xN超漸變(super grading structure)結(jié)構(gòu)和(InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格)/n-GaN層疊結(jié)構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中第二電極接觸層的InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格層分別且交替地具有2-50的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的器件，其中第二電極接觸層的InxGa1-xN/InyGa1-yN層具有小于200的總厚度。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中第二電極接觸層具有摻雜硅。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中重復(fù)形成n-型氮化物半導(dǎo)體層和在n-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的含銦超晶格結(jié)構(gòu)層。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中提供至少一個(gè)由InxGa1-xN/InyGa1-yN形成的含銦超晶格結(jié)構(gòu)層。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中形成具有鎂摻雜量順序增加的多層結(jié)構(gòu)的p-型氮化物半導(dǎo)體層。
23.根據(jù)權(quán)利要求2的器件，其中第二含銦氮化鎵層具有InxGa1-xN(0＜x＜0.1)的化學(xué)式，和具有300-2000的厚度。
24.一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的第一簇層；在第一簇層上形成的第一含銦氮化鎵層；在第一含銦氮化鎵層上形成的第二簇層；在第二簇層上形成的活性層；和在活性層上形成的p-型氮化物半導(dǎo)體層。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的器件，其中第一和/或第二簇層由SiNa形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的器件，其中活性層包含具有InyGa1-yN阱層/InzGa1-zN阻擋層結(jié)構(gòu)的第一量子阱層；在第一量子阱層上形成的第二含銦氮化鎵層；和在第二含銦氮化鎵層上形成的第二量子阱層，以具有InyGa1-yN阱層/InzGa1-zN阻擋層的至少一個(gè)的結(jié)構(gòu)。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的器件，進(jìn)一步包含在p-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的第二電極接觸層。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的器件，其中第二電極接觸層具有含銦超晶格結(jié)構(gòu)。
29.根據(jù)權(quán)利要求24的器件，進(jìn)一步包含在p-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的硅摻雜含銦超晶格結(jié)構(gòu)。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的器件，其中第一電極接觸層包含銦摻雜GaN層；在銦摻雜GaN層上形成的InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層；和在InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)層上形成的硅-銦共摻雜GaN層。
31.根據(jù)權(quán)利要求24的器件，其中活性層具有單量子阱層結(jié)構(gòu)或多量子阱層結(jié)構(gòu)，其具有InxGa1-xN阱層/InyGa1-yN阻擋層。
32.根據(jù)權(quán)利要求24的器件，其中活性層包含InxGa1-xN阱層、InyGa1-yN阻擋層和介于其間的SiNa簇層。
33.根據(jù)權(quán)利要求24的器件，進(jìn)一步包含形成于活性層和p-氮化物半導(dǎo)體層之間的SiNa簇層。
34.一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含n-型第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的第一SiNa簇層；在第一SiNa簇層上形成的第一含銦氮化鎵層；在第一含銦氮化鎵層上形成的第二SiNa簇層；在第二SiNa簇層上形成的用于發(fā)射光的活性層；在活性層上形成的p-型氮化鎵層；和在p-型氮化鎵層上形成的n-型第二電極接觸層。
35.一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含n-型第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的應(yīng)變控制層；在應(yīng)變控制層上形成的用于發(fā)射光的活性層，以具有InyGa1-yN阱層、原子尺度厚度的SiNa簇層和InzGa1-zN阻擋層；在活性層上形成的p-型氮化鎵層；和在p-型氮化鎵層上形成的n-型第二電極接觸層。
36.一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含n-型第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的應(yīng)變控制層；在應(yīng)變控制層上形成的活性層；在活性層上形成的SiNa簇層；在SiNa簇層上形成的p-型氮化物半導(dǎo)體層；和在p-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的n-型第二電極接觸層。
37.一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含n-型第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的應(yīng)變控制層；在應(yīng)變控制層上形成的活性層，以具有第一量子阱層、第二量子阱層和介于第一量子阱層與第二量子阱層之間的InxGa1-xN層；在活性層上形成的p-型氮化物半導(dǎo)體層；和在p-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的n-型第二電極接觸層。
38.一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包含n-型第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的用于發(fā)射光的活性層；在活性層上形成的p-型氮化物半導(dǎo)體層；和在p-型氮化物半導(dǎo)體層上形成的n-型第二電極接觸層，以具有InxGa1-xN/InyGa1-yN超晶格結(jié)構(gòu)。
全文摘要
提供一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。該氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件包括n－型碳化物半導(dǎo)體層；在n－型半導(dǎo)體上形成的含銦超晶格結(jié)構(gòu)層；在所述超晶格結(jié)構(gòu)層上形成的第一電極接觸層；在第一電極接觸層上形成的第一簇層(cluster layer)；在第一簇層上形成的第一含銦氮化鎵層；在第一含銦氮化鎵層上形成的第二簇層；在第二簇層上形成的用于發(fā)射光的活性層；在活性層上形成的p－型氮化物半導(dǎo)體層；和在p－型氮化物半導(dǎo)體層上形成的第二電極接觸層。
文檔編號(hào)H01L33/04GK1802757SQ200480015949
公開(kāi)日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2004年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月15日
發(fā)明者李昔憲 申請(qǐng)人:Lg伊諾特有限公司