專利名稱：制造氮化物半導(dǎo)體的裝置和方法及獲得的半導(dǎo)體激光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種制備氮化物半導(dǎo)體的裝置，其通過在襯底上從上游到下游擴(kuò)散包括III族元素的源氣體和V族元素的源氣體的氣體而結(jié)晶生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于制造氮化物半導(dǎo)體的改進(jìn)的裝置，其中使氮化物半導(dǎo)體器件的特性在平面上變得均勻。本發(fā)明也涉及一種用于制造氮化物半導(dǎo)體激光器件的改進(jìn)的方法，其中使氮化物半導(dǎo)體器件的特性在平面上變得均勻。本發(fā)明也涉及通過該方法所獲得的氮化物半導(dǎo)體激光器件。
背景技術(shù)：
以GaN、AlN、InN為代表的氮基III-V族化合物半導(dǎo)體晶體及其混合晶體作為在紫外線可見區(qū)中振蕩的半導(dǎo)體激光器件而受到關(guān)注。通過使用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)裝置，分子束外延(MBE)裝置、氫化物氣相外延(HVPE)裝置等制造用于半導(dǎo)體激光器件的氮化物半導(dǎo)體。這其中最好的是MOCVD裝置，它提供了具有極好特性的氮化物半導(dǎo)體激光器。已知通過使用MOCVD裝置制造的氮化物半導(dǎo)體激光器在30mW和60℃下估計(jì)具有持續(xù)15000小時(shí)的壽命特性(參見，例如Shin-ichi Nagahama etal，“High-Power and Long-Lifetime InGaN Multi-Quantum-Well Laser DiodeGrown on Low-Dislocation-Density GaN Substrates”，Jpn.J.Appl.Phys.，July2000，Vol.7A，Part2，pp.L647-L650)。
圖8示出了生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體的常規(guī)MOCVD裝置，MOCVD裝置301具有流動(dòng)通道302，以及在流動(dòng)通道302中具有保持襯底310的襯底座311、作為加熱源的襯托器312、加熱襯托器312的RF線圈313、以及避免氮化物半導(dǎo)體附著到襯托器312的襯托器保護(hù)氣體線路309。在襯底310的上面所形成的流動(dòng)通道302部分被隔斷而分成三層，包括從底部的源氣體NH3線路306、源氣體MO線路307以及保護(hù)氣體線路308。
通常，為了使混合氣體的濃度比例均勻，將MOCVD裝置中的流動(dòng)通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成用于層狀氣體流。層狀氣流穩(wěn)定氣流，并且實(shí)現(xiàn)具有極好再生性的半導(dǎo)體層。
然而，使用常規(guī)MOCVD裝置制造GaN、AlGaN、AlInGaN等的氮化物半導(dǎo)體激光器在以下方面存在問題。首先，作為III族元素(Ga、Al、In)的源氣體的MO氣體的粘度明顯不同于作為V族元素的源氣體的NH3氣體的粘度。這阻止了在半導(dǎo)體上的襯底平面上的III族元素源氣體的濃度比例分布的均勻性和V族元素源氣體的濃度比例分布的均勻性，在半導(dǎo)體上的襯底平面上結(jié)晶生長(zhǎng)氮化物以得到薄膜的分層結(jié)構(gòu)。因此，氮化物半導(dǎo)體激光器的特性不均勻，存在不符合要求的產(chǎn)率的問題。
特別是當(dāng)根據(jù)在其上結(jié)晶生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體而得到薄膜分層結(jié)構(gòu)的襯底的尺寸增加而增加裝置的尺寸時(shí)，在襯底平面上的混合源氣體變得更加不均勻，存在氮化物半導(dǎo)體激光器件特性的均勻性進(jìn)一步惡化的問題。而且，這引起包括激光器的激光發(fā)射波長(zhǎng)在內(nèi)的光學(xué)特性寬泛的變化，也引起不符合要求的產(chǎn)率的問題。
為了在襯底平面上均勻地混合源氣體，可提供使氣流分層的板。但是，在這種情況下，源氣體的濃度比例分布很大程度上隨著使氣流層流的板的形狀和位置而變化。因此，為了獲得需要的氮化物半導(dǎo)體，需要在每次在電流板的形狀和位置變化時(shí)優(yōu)化所供應(yīng)的源氣體的量。這存在效率非常低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在上述和其它問題中，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于制造氮化物半導(dǎo)體的改進(jìn)的裝置，其使氮化物半導(dǎo)體器件特性在整個(gè)襯底平面上變得均勻。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種MOCVD裝置，即使當(dāng)在其上結(jié)晶生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體以得到薄膜分層結(jié)構(gòu)的襯底的尺寸增加時(shí)，也可以制造使激光特性均勻的膜。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的制造氮化物半導(dǎo)體的方法，其使得氮化物半導(dǎo)體器件的特性在整個(gè)襯底平面中變得均勻。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種氮化物半導(dǎo)體激光器件，其中在整個(gè)襯底平面上激光特性變得均勻。
為了實(shí)現(xiàn)上述和其它目的，根據(jù)本發(fā)明的裝置是在襯底上通過結(jié)晶生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體制造來氮化物半導(dǎo)體的裝置，其通過在襯底上擴(kuò)散包含III族元素源氣體和V族元素源氣體的氣體，氣體的擴(kuò)散平行于襯底并且從上游到下游。裝置包括容納襯底以及用于允許氣體在流動(dòng)通道中流動(dòng)的流動(dòng)通道；以及在流動(dòng)通道內(nèi)壁上的多個(gè)突起。
在該結(jié)構(gòu)中，在流動(dòng)通道的內(nèi)壁上的突起引起氣體攪動(dòng)。因此，在結(jié)晶生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體而得到薄膜分層結(jié)構(gòu)的整個(gè)襯底平面上，III族元素源氣體的濃度比例分布和V族元素源氣體的濃度比例分布變得均勻。
優(yōu)選在流動(dòng)通道中襯底的上游側(cè)形成突起。在該結(jié)構(gòu)中，在源氣體施加到襯底之前，III族元素源氣體的濃度比例分布和V族元素源氣體的濃度比例分布變得更均勻。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，提供一種隔離物用于將III族元素源氣體和V族元素源氣體分開引入流動(dòng)通道，隔離物形成在流動(dòng)通道的上部并且沿水平方向延伸。突起形成在隔離物上表面和下表面的至少一邊，優(yōu)選在兩邊上。在該結(jié)構(gòu)中，形成在隔離物上的突起引起III族元素源氣體和V族元素源氣體的攪動(dòng)。因此，III族元素源氣體和V族元素源氣體均勻地分布。
突起是半球形、鐘狀或柱狀。如果突起是半球形，不干擾源氣體的層流，因此保持了氣流的穩(wěn)定性。
在突起是鐘狀或柱狀的情況，每個(gè)突起的底面優(yōu)選是等邊多角形或圓形。
優(yōu)選地，突起底面的中心彼此相等地間隔。其間具有相等間隔的突起底面中心的位置有效地使源氣體的濃度比例分布均勻。
優(yōu)選地，如果在三個(gè)相鄰?fù)黄鹬械拿總€(gè)底部中心相連，多個(gè)突起布置來形成等邊三角形。
如果在四相鄰?fù)黄鹬械拿總€(gè)底部中心相連，多個(gè)突起布置來形成等邊四邊形。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種通過在襯底上提供包含III族元素源氣體和V族元素源氣體的混合氣體而結(jié)晶的氮化物半導(dǎo)體制造氮化物半導(dǎo)體的方法。該方法包括攪動(dòng)III族元素源氣體和V族元素源氣體；以及在襯底上提供經(jīng)攪動(dòng)的源氣體。
根據(jù)本發(fā)明，在施加到襯底上前，攪動(dòng)彼此具有不同粘度的III族元素源氣體和V族元素源氣體，因此使整個(gè)襯底平面的源氣體濃度比例分布均勻。因此，每層氮化物半導(dǎo)體均勻地制備在整個(gè)襯底平面上。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，分別攪動(dòng)III族元素源氣體和V族元素源氣體；以及分別將攪動(dòng)的源氣體施加到襯底上。
根據(jù)本發(fā)明，分別攪動(dòng)彼此具有不同粘度的III族元素源氣體和V族元素源氣體并且施加在襯底上。當(dāng)施加在襯底上時(shí)，每種源氣體均勻地混合。
優(yōu)選地，平行于襯底并且從上游到下游擴(kuò)散III族元素源氣體和V族元素源氣體。
優(yōu)選地，通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法結(jié)晶氮化物半導(dǎo)體。
在上述方法中，襯底的尺寸是2到3英寸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的器件涉及通過上述方法制造的氮化物半導(dǎo)體激光器件。
本文所使用的襯底這一術(shù)語是用來指代優(yōu)選地由AlxGayInzN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z＝1)所組成的氮化物半導(dǎo)體襯底。在該氮化物半導(dǎo)體襯底中，組成襯底的大約在20％或更少的氮元素可以由從As、P、Sb組成的組中選擇的一種元素代替。
上述氮化物半導(dǎo)體襯底可以包含n型或p型摻雜雜質(zhì)。雜質(zhì)的例子包括Cl、O、S、Se、C、Te、Si、Ge、Zn、Cd、Mg以及Be。用于n型導(dǎo)電性的氮化物半導(dǎo)體襯底的優(yōu)選雜質(zhì)包括Si、Ge、S、Se和Te。用于p型導(dǎo)電性的氮化物半導(dǎo)體襯底的優(yōu)選雜質(zhì)包括Cd、Mg以及Be。所包含雜質(zhì)的總量?jī)?yōu)選是5×1016/cm3到5×1020/cm3。
本文所使用的在氮化物半導(dǎo)體襯底上結(jié)晶生長(zhǎng)構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體層是這一術(shù)語用于指代由AlxGayInzN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，x+y+z＝1)構(gòu)成的層。在該氮化物半導(dǎo)體層中，組成襯底的大約在20％或更少的氮元素可以從As、P、Sb組成的組中選擇的一種元素代替。
上述氮化物半導(dǎo)體層可以包含n型或p型摻雜雜質(zhì)。雜質(zhì)的例子包括Cl、O、S、Se、C、Te、Si、Ge、Zn、Cd、Mg以及Be。用于n型導(dǎo)電性的氮化物半導(dǎo)體襯底的優(yōu)選雜質(zhì)包括Si、Ge、S、Se和Te。用于p型導(dǎo)電性的氮化物半導(dǎo)體襯底的優(yōu)選雜質(zhì)包括Cd、Mg以及Be。所包含雜質(zhì)的總數(shù)量?jī)?yōu)選是5×1016/cm3到5×1020/cm3。
本文使用的活性層(active layer)這一術(shù)語是用于阱層以及由阱層和阻擋層組成的層的通用術(shù)語。例如，單個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)的活性層可以是由阱層單獨(dú)組成或由阻擋層/阱層/阻擋層組成。多量子阱結(jié)構(gòu)的活性層是由多個(gè)阱層和阻擋層組成。
在晶體學(xué)中，當(dāng)與晶面或晶向相關(guān)指數(shù)是負(fù)數(shù)時(shí)，通常在絕對(duì)值上劃一短線。然而在該說明書中，不使用該表達(dá)方式，而是通過在絕對(duì)值前直接添加負(fù)號(hào)來表示指數(shù)的負(fù)性。
通過在流動(dòng)通道的內(nèi)壁上提供多個(gè)突起，根據(jù)本發(fā)明的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置使整個(gè)襯底平面上的源氣體濃度比例分布均勻。
在整個(gè)襯底平面中，通過使用根據(jù)本發(fā)明的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置所制造的氮化物半導(dǎo)體激光器的激光發(fā)射波長(zhǎng)具有限制在1nm或更小的范圍內(nèi)的變化。而且，在整個(gè)襯底平面上的AlGaN層的混合晶體比率和AlGaN層厚度的變化限制在百分之幾。這導(dǎo)致氮化物半導(dǎo)體激光器件具有較小改變的光學(xué)特性和改善的產(chǎn)率。


圖1是根據(jù)本發(fā)明用于制造氮化物半導(dǎo)體裝置的主要部分的放大截面部分。
圖2(a)是通過圖1所示的點(diǎn)線所圍繞的放大截面部分。
圖2(b)是通過圖1所示的點(diǎn)線所圍繞部分的放大平面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件的截面示意圖。
圖4是示出根據(jù)比較實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光器件中的激光發(fā)射波長(zhǎng)倍數(shù)(％)的圖。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件中的激光發(fā)射波長(zhǎng)倍數(shù)(％)的圖。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器的第一n型AlGaN覆蓋層厚度的面內(nèi)分布(％)和根據(jù)比較實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體激光器的第一n型AlGaN覆蓋層厚度的面內(nèi)分布(％)的圖。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器的第一n型AlGaN覆蓋層Al組成的面內(nèi)分布(％)和根據(jù)比較實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體激光器的第一n型AlGaN覆蓋層Al組成的面內(nèi)分布(％)的圖表。
圖8是常規(guī)MOCVD裝置的主要部分的截面。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明不限制于這些實(shí)施例。
用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置。
圖1是根據(jù)本發(fā)明用于制造氮化物半導(dǎo)體裝置的主要部分的放大橫截面部分。圖2(a)是由圖1所示的點(diǎn)線所圍繞部分的放大截面部分。圖2(b)是通過圖1所示的點(diǎn)線所圍繞部分的上部放大視圖。用于制造本發(fā)明氮化物半導(dǎo)體的裝置是MOCVD裝置。本發(fā)明的一個(gè)特征是在MOCVD裝置的流動(dòng)通道的內(nèi)壁上具有多個(gè)突起。由此在該方面，本發(fā)明的MOCVD裝置不同于常規(guī)MOCVD裝置。
本發(fā)明的MOCVD裝置101具有流動(dòng)通道102，并且在流動(dòng)通道102中，具有襯底座111以保持襯底110，襯托器112以作為加熱源，RF線圈113來加熱襯托器112，以及襯托器保護(hù)氣體線路109以避免氮化物半導(dǎo)體附著到襯托器112。流動(dòng)通道102分成上游流動(dòng)通道114、襯底上流動(dòng)通道115、以及下游流動(dòng)通道116。在襯底110的上游側(cè)形成的上游流動(dòng)通道114具有形成在水平方向上的兩個(gè)隔離物。兩個(gè)隔離物把上游流動(dòng)通道114分成三層，這包括從底部的源氣體NH3線路106、源氣體MO線路107以及保護(hù)氣體線路108。多個(gè)突起105設(shè)置在源氣體NH3線路106和源氣體MO線路107之間的隔離物的上表面和下表面。
與常規(guī)MOCVD裝置相似，該MOCVD裝置是水平型的氣相沉積裝置，并且通過平行于襯底110表面擴(kuò)散源氣，來在體襯底110的表面上生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體層，襯底110安裝在襯托器112上表面上。在本發(fā)明中的源氣體由未示出的源氣體提供部分提供，并且通過上游流動(dòng)通道114流到襯底110的表面上。多余的源氣體流過下游流動(dòng)通道116并且從排氣道(未示出)釋放。將上游流動(dòng)通道114和下游流動(dòng)通道116的形狀設(shè)計(jì)來用于分層氣流。
出于熱穩(wěn)定的目的，流動(dòng)通道102通常由石英玻璃組成?？梢允褂锰?、碳化硅(SiC)、氮化硼(BN)以及碳化鉭(TaC)來代替石英玻璃。
如圖1所示，將襯底110通過托盤111安裝在作為加熱源的襯托器112上，襯底放置在托盤111中，并且在襯底110上結(jié)晶生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體以產(chǎn)生薄膜分層結(jié)構(gòu)。在襯托器112的附近提供加熱襯托器112的RF線圈113和提供襯托器保護(hù)氣體線路109以避免氮化物半導(dǎo)體附著到襯托器112上。
襯托器112以每分鐘5到30的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)。在襯托器112上的托盤111和襯底110以相同的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。
隔離物在圖1的實(shí)施例中，為了三層分層氣流，通過兩個(gè)隔離物分隔上游流動(dòng)通道114。如圖2所示，兩個(gè)隔離物122和123設(shè)置在上游流動(dòng)通道114的上表面120和上游流動(dòng)通道114的下表面121之間。例如，三層分層流由從底部的源氣體NH3線路106、源氣體MO線路107以及保護(hù)氣體線路108構(gòu)成。源氣體NH3線路106是用于流過NH3氣體和作為載氣的H2氣體或H2氣體和硅烷氣體(SiH4)。源氣體MO線路107是用于流過源氣體MO和作為載氣的H2氣體或N2氣體。保護(hù)氣體線路108是用于流過H2氣體或N2氣體和NH3氣體的混合氣體。在三個(gè)氣體線路中，源氣體NH3線路106和源氣體MO線路107的位置是可以互換的。即，三層分層流可以由從底部的源氣體MO線路，源氣體NH3線路以及保護(hù)氣體線路組成。
在圖2的實(shí)施例中，形成兩個(gè)隔離物122和123以便流動(dòng)通道102分成三個(gè)相等的高度，不特別限制隔離物122和123的位置。例如，形成隔離物122和123以使得保護(hù)氣體線路的高度比源氣體NH3線路和源氣體MO線路的高度更大。
在圖1的實(shí)施例中使用三層分層流，但不限于此并且可使用兩層分層流。
突起本發(fā)明的一個(gè)特征是在包括隔離物的流動(dòng)通道的內(nèi)壁上提供了多個(gè)突起。在圖1的實(shí)施例中，多個(gè)突起105設(shè)置在源氣體NH3線路106和源氣體MO線路107之間隔離物的上表面和下表面上。
突起的形狀不特別限制本發(fā)明的流動(dòng)通道的內(nèi)壁上提供的突起形狀；例如可以是半球形、鐘狀(例如三棱錐和四棱錐的錐形或圓錐的形狀)、柱狀(例如三棱柱和四棱柱或圓柱形)。棱錐或棱柱的底面不必是等邊多邊形。棱柱或圓柱的底面可以是橢圓形。鐘狀可以是這樣的，使得從形狀的上表面到下表面的垂直線從底面的中心移動(dòng)。柱狀可以是這樣的，使得從柱上表面的重心到底面的垂直線從底面的重心移動(dòng)。在鐘狀或柱狀突起的情況下，底面優(yōu)選是等邊多邊形或圓形，以容易產(chǎn)生和有效混合源氣體。在上述突起形狀中最優(yōu)選的是半球形。
突起的尺寸在本發(fā)明的流動(dòng)通道的內(nèi)壁上所提供的突起尺寸由流動(dòng)通道102的寬度方向上的內(nèi)徑的尺寸相對(duì)地決定。這出于對(duì)橫向類型的MOCVD裝置的源氣體容易分布在寬度方向這一事實(shí)而做出的考慮。然而，實(shí)際的尺寸值可以是在下面所提供的范圍內(nèi)，而與流動(dòng)通道尺寸無關(guān)。這是因?yàn)橐韵略颉Ｔ谟糜谥圃毂景l(fā)明的氮化物半導(dǎo)體的裝置中，在源氣體的層流保持為整體的同時(shí)，在層的界面處的源氣體被突起所攪動(dòng)。這使整個(gè)襯底平面上的源氣體的濃度比例分布均勻化。因此，即使是大尺寸的襯底，根據(jù)本發(fā)明突起也使得源氣體的濃度比例分布均勻變得容易。
突起的尺寸如下高度從1mm到10mm，優(yōu)選從2mm到8mm；以及寬度從1mm到10mm，優(yōu)選從2mm到8mm。在鐘狀突起的情況下，上述寬度對(duì)應(yīng)于鐘狀底面的最大直徑。如果突起的高度和寬度比上述值更大或更小，那么均勻分布III族元素源氣體和V族元素源氣體的效應(yīng)減小。在半球形突起的情況下，該半球具有“底部長(zhǎng)度≥高度”的關(guān)系。
突起的布置周期性或非周期性地布置突起。因?yàn)楦行У馗纳屏苏麄€(gè)襯底平面上的源氣體濃度比例的均勻性，所以特定圖案的周期布置是優(yōu)選的。特定圖案的周期布置這一措詞旨在表示相鄰?fù)黄鸨舜讼嗟鹊亻g隔。相鄰?fù)黄鸬南嗟乳g隔又意味著相鄰?fù)黄鸬闹匦谋舜说染唷Ｈ鐖D2(b)所示的實(shí)施例中，畫線將三個(gè)相鄰?fù)黄鸬闹行倪B接起來將得到等邊三角形。突起不一定要布置成等邊三角形圖案，而是可以布置成等邊四邊形圖案。彼此分開的突起距離可以是相鄰?fù)黄鸬牡酌嬷匦闹g的距離，例如從1mm到10mm。
突起的形成為了使源氣體均勻，優(yōu)選在襯底上游側(cè)所形成的上游流動(dòng)通道114中形成突起。根據(jù)流動(dòng)通道102的形狀和尺寸，方便地確定在流動(dòng)通道102的內(nèi)壁何處形成的突起。具體而言，在襯底110的中心和形成突起的區(qū)域之間的最短距離可以是流動(dòng)通道寬度的1/2到3倍，優(yōu)選是1到2.5倍。例如當(dāng)流動(dòng)通道是100mm寬，則最短距離是50mm到300mm，優(yōu)選是從100mm到250mm。
在流動(dòng)通道102的內(nèi)壁中，在流動(dòng)通道的上表面120的內(nèi)壁上、流動(dòng)通道下表面121的內(nèi)壁上、在保護(hù)氣體線路和III族元素源氣體線路之間的隔離物122的上表面和下表面上，或在III族元素源氣體線路和V族元素源氣體線路之間的隔離物123的上表面和下表面上可形成突起。當(dāng)在隔離物上形成突起時(shí)，突起可以形成在隔離物的上表面或下表面。優(yōu)選地將突起形成在III族元素源氣體線路和V族元素源氣體線路之間的隔離物123上。當(dāng)在III族元素源氣體線路和V族元素源氣體線路之間的隔離物123的上表面和下表面上設(shè)置突起105時(shí)，通過突起單獨(dú)地?cái)噭?dòng)III族元素源氣體和V族元素源氣體。因此，攪動(dòng)的源氣體彼此混合，其中使源氣體的密度更均勻。
根據(jù)本發(fā)明的MOCVD裝置與常規(guī)的MOCVD裝置相似，除了在流動(dòng)通道的內(nèi)壁上提供多個(gè)突起以外。而且，以下在本發(fā)明實(shí)施例中的將要描述“氮化物半導(dǎo)體層外延生長(zhǎng)”和“元件制造工藝”與常規(guī)工藝相似。由于該原因，以下的實(shí)施例包含氮化物半導(dǎo)體層的外延生長(zhǎng)和元件制造工藝常規(guī)說明。
如以上所描述的那樣，使用根據(jù)本發(fā)明的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置所制造的氮化物半導(dǎo)體的氮化物半導(dǎo)體激光器，在整個(gè)襯底上的氮化物半導(dǎo)體層具有均勻的組成和厚度，因此實(shí)現(xiàn)減小光學(xué)特性的變化和提高的產(chǎn)率。
實(shí)施例1MOCVD裝置根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MOCVD裝置如圖1所示，并具有內(nèi)部直徑寬100mm和高10mm的流動(dòng)通道102。在源氣體NH3線路106和源氣體MO線路107之間的隔離物上提供多個(gè)突起。突起105的形狀是半球形的，其底面半徑是2mm，以及其高度是2mm。在襯底中心的上游側(cè)設(shè)置有175mm到183mm的多個(gè)突起。周期性地布置突起105，使得三個(gè)相鄰?fù)黄鹬行牡膱D案彼此間隔4mm以及構(gòu)成其每邊為4mm的等邊三角形的三頂點(diǎn)。
氮化物半導(dǎo)體層的外延生長(zhǎng)接著，將描述通過在n型GaN襯底上形成氮化物半導(dǎo)體層來制備半導(dǎo)體激光器件的方法。圖3是根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器件的截面示意圖。
通過使用圖1所示的MOCVD裝置，在n型GaN襯底203上形成厚度為1μm以及襯底溫度為1100℃的n型GaN層204。使用的源氣體是作為V族元素源氣體的NH3氣體以及作為III族元素源氣體的TMGa(三甲基鎵)或TEGa(三甲基鎵)。添加硅烷(SiH4)作為摻雜劑材料。
接著，在n型GaN層204上生長(zhǎng)三層n型覆蓋層205、206和207。襯底溫度是1050℃，并且將TMAl(三甲基鋁)或TEAl(三乙基鋁)作為III族源氣體。三層n型覆蓋層包括2.3μm厚的n型Al0.05Ga0.95N作為第一層205；0.2μm厚的n型Al0.08Ga0.92N作為第二層206；以及0.1μm厚的n型Al0.05Ga0.95N作為第三層207。添加5×1017/cm3到1×1019/cm3的Si，作為n型雜質(zhì)。
接著，生長(zhǎng)0.1μm厚的n型GaN光引導(dǎo)層208(硅雜質(zhì)的濃度1×1016/cm3到1×1018/cm3)然后襯底溫度減小到800℃，以及生長(zhǎng)包括4nm厚的In0.1Ga0.9N阱層以及8nm厚的In0.01Ga0.99N阻擋層的三周期的活性層(209，多量子阱結(jié)構(gòu))。按下面的順序來生長(zhǎng)這些層阻擋層/阱層/阻擋層/阱層/阻擋層/阱層/阻擋層。當(dāng)在阱層上生長(zhǎng)阻擋層或相反時(shí)，優(yōu)選地提供1秒到180秒的生長(zhǎng)間隔時(shí)間，因?yàn)槊繉悠秸忍岣吡撕凸獾陌敫邔挏p小了。在這種情況下，不在阻擋層中或阻擋層和阱層中隨意性地添加硅烷。
當(dāng)在活性層209中加入As時(shí)，所使用的材料是AsH3(胂)或TBAs(三丁基胂)。當(dāng)將P加至活性層209中時(shí)，所使用的材料是PH3(磷化氫)或TBAs(三丁基磷化氫)。當(dāng)將Sb加入活性層209中時(shí)，使用的材料是TMSb(三甲基銻)或TESb(三乙基銻)。當(dāng)形成活性層209時(shí)，除NH3以外的N材料可以是N2H4(聯(lián)氨)、C2N2H2(二甲基肼)或包含N的有機(jī)物質(zhì)。
接著，將襯底溫度再次增加到1000℃，以及依次生長(zhǎng)20nm厚的p型Al0.2Ga0.8N載流子阻擋層210、0.02μm厚的p型GaN光引導(dǎo)層211、0.5μm厚的p型Al0.05Ga0.95N覆蓋層212、以及0.1μm厚的p型GaN接觸層213。作為p型雜質(zhì)，使用EtCP2Mg(二乙基茂基鎂)、以及加入1×1018/cm3到2×1020/cm3鎂。p型GaN接觸層213的p型雜質(zhì)濃度比例優(yōu)選在p電極216方向上增加。這減小了形成p電極216導(dǎo)致的接觸電阻。為了去除p型層中阻止p型雜質(zhì)Mg的激活的剩余氫，在p型層生長(zhǎng)期間可混合小量的氧。
在生長(zhǎng)p型GaN接觸層213后，MOCVD裝置的反應(yīng)器的氣體完全用氮載氣和NH3代替，以及反應(yīng)器的溫度以60℃/分的速率減小。當(dāng)襯底溫度變成800℃時(shí)，中斷NH3的供應(yīng)。襯底溫度保持5分鐘，然后降低到室溫。所保持的襯底溫度不限制于800℃，但是可以從650℃到900℃。等待時(shí)間優(yōu)選是從3分鐘到10分鐘。襯底溫度優(yōu)選以30℃/分的速率下降。
然后通過拉曼測(cè)量估計(jì)所制備的生長(zhǎng)膜。在把晶片移出MOCVD裝置以后，不需p型退火，生長(zhǎng)膜已經(jīng)示出了p型特性。即，確認(rèn)Mg已經(jīng)被激活。也發(fā)現(xiàn)形成p型電極所導(dǎo)致的接觸電阻減小。而且，生長(zhǎng)膜和常規(guī)p型退火的結(jié)合還進(jìn)一步改善了Mg的激活。
盡管本發(fā)明的活性層209從阻擋層開始而以阻擋層結(jié)束，但是從阱層開始而以阱層結(jié)束的活性層也給出了相似的優(yōu)選結(jié)果。阱層的數(shù)量不限制在三層。當(dāng)阱層的總數(shù)是十或更小時(shí)，閾值電流密度小，并且在室溫下的連續(xù)振蕩是可行的。在閥值電流密度小時(shí)，兩層或六層是特別優(yōu)選的?；钚詫舆€可以包含Al。
雖然在實(shí)施例中，硅并不作為雜質(zhì)加入到組成活性層209的阱層或阻擋層中時(shí)，但是在其中可以添加雜質(zhì)。添加例如硅的雜質(zhì)加強(qiáng)了光發(fā)射強(qiáng)度。所添加的雜質(zhì)的例子包括Si、O、C、Ge、Zn以及Mg?？梢詥为?dú)使用這些雜質(zhì)或使用其中的兩種或更多種的組合。所添加的雜質(zhì)的總數(shù)量?jī)?yōu)選是大約1×1017/cm3到8×1018/cm3。雜質(zhì)優(yōu)選添加在阱層和阻擋層中或在其中一層中。
P型載流子阻塞層210不一定具有Al0.2Ga0.8N的成分。例如，其中添加了In的AlGaN層是優(yōu)選的，因?yàn)樵搶有枰^低的生長(zhǎng)溫度以變成正向的，因此減輕了在結(jié)晶生長(zhǎng)期間對(duì)活性層的破壞。而且，當(dāng)載流子阻塞層210不是基本的層時(shí)，提供其使得閥值電流密度更小。這是因?yàn)檩d流子阻塞層210在活性層中具有限制載流子的作用。當(dāng)載流子阻塞層210的組成比例增加時(shí)，改善了載流子限制。在保持載流子的限制的同時(shí)減小Al的組成比時(shí)，增加載流子阻塞層中的載流子移動(dòng)以及減小電阻。
在該實(shí)施例中，使用Al0.05Ga0.95N晶體和Al0.08Ga0.92N晶體分別作為n型覆蓋層和p型覆蓋層。使用具有除了0.05和0.08以外的Al晶體組成的AlGaN晶體。當(dāng)增加Al組成比例時(shí)，能帶隙和在覆蓋層和活性層之間的折射率差增加，并且將載流子和光有效地限制在活性層中。這減小了閥值電流密度的激光振蕩。當(dāng)在減小Al組成比例時(shí)同時(shí)保持載流子和光的限制時(shí)，在覆蓋層中的移動(dòng)載流子移動(dòng)增加，并且元件的操作電壓減小。
通過使用用于n型AlGaN覆蓋層的三層結(jié)構(gòu)，使垂直/橫向模式為單峰且增加了光限制效應(yīng)，因此改善了激光器的光學(xué)特性以及減小了激光器的閥值電流密度。n型AlGaN覆蓋層不限于三層結(jié)構(gòu)；除三層結(jié)構(gòu)外，單層結(jié)構(gòu)和多層結(jié)構(gòu)具有相似的優(yōu)選效應(yīng)。
盡管在該實(shí)施例中使用三種混合的晶體AlGaN作為覆蓋層，可使用四種混合的晶體AlInGaN、AlGaNP、AlGaNAs等。
為了減小電阻，p型覆蓋層212可以是由p型AlGaN層和p型GaN層組成的超晶格結(jié)構(gòu)，由p型AlGaN層和p型AlGaN層組成的超晶格結(jié)構(gòu)，或由p型AlGaN層和p型InGaN層組成的超晶格結(jié)構(gòu)。
元件制造工藝接著，把在其上已經(jīng)形成了各種氮化物半導(dǎo)體層的n型GaN襯底所組成的外延晶片(epi-wafer)從MOCVD裝置移出，以及通過以下工藝步驟處理成氮化物半導(dǎo)體層器件芯片。
首先，形成對(duì)應(yīng)于激光引導(dǎo)區(qū)214的脊形條狀部分。特別地，向下蝕刻外延晶片到具有未蝕刻條狀部分的載流子阻擋層的中部或底部。條狀寬度是1μm到3μm，優(yōu)選是1.3μm到2μm。然后，在除了脊形條狀部分外的部分中形成絕緣膜215。作為用于絕緣膜215的材料，使用AlGaN。對(duì)于絕緣膜，可以使用硅、鈦、氧化鋯、鉭、鋁等的氧化物或氮化物。
在p型GaN接觸層213的未蝕刻和暴露部分上和在絕緣膜215上通過沉積以Pd/Mo/Au的順序形成P電極216。除Pd/Mo/Au外，用于p電極216的材料可以是Pd/Au或Ni/Au。
接著，外延晶片的其它表面(襯底一側(cè))被拋光到80μm到200μm的厚度，便于隨后的晶片的分割。以Hf/Al的順序在襯底的其它表面上通過沉積形成N型電極202。除Hf/Al外，用于n型電極202的材料可以是Hf/Al/Mo/Au、Hf/Al/Pt/Au、Hf/Al/W/Au、Hf/Au、Hf/Mo/Au，或用Ti或Zr代替上述材料中的Hf的電極。
最后，在對(duì)脊形條狀方向的垂直方向上劈開外延晶片，因此制備具有600μm長(zhǎng)度的共振器的法布里-珀羅(Fabry-Perot)共振器。共振器的長(zhǎng)度優(yōu)選是250μm到1000μm。
通過該工藝步驟，使晶片呈條狀，其中激光器件210彼此并排地布置。氮化物半導(dǎo)體激光器件的振蕩器邊緣側(cè)是氮化物半導(dǎo)體晶體<1-100>的邊緣側(cè)，其中沿著<1-100>方向形成條帶。代替在邊緣側(cè)中進(jìn)行反饋，使用內(nèi)建衍射光柵進(jìn)行反饋的DFB(反饋分布)，或使用外部建立的衍射光柵進(jìn)行反饋的DBR(分布布拉格反射器)。
在形成法布里-珀羅共振器的共振器的邊緣側(cè)之后，在邊緣側(cè)交替地沉積具有80％反射率的SiO2和TiO2的電介質(zhì)膜，形成電介質(zhì)多層反射膜。電介質(zhì)多層反射膜由不同于上述材料的電介質(zhì)材料形成。
在該工藝步驟之后，把該條分開為激光器以獲得如圖3所示的半導(dǎo)體激光器201。在激光芯片中心提供激光波導(dǎo)區(qū)，從而使激光器的橫向?qū)挾仁?00μm。
比較實(shí)施例1通過使用MOCVD裝置以相似的方式準(zhǔn)備半導(dǎo)體激光器，其中在流動(dòng)通道中不具有突起。
半導(dǎo)體激光器的特性<激光發(fā)射波長(zhǎng)>
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器實(shí)現(xiàn)了405±1nm的激光發(fā)射波長(zhǎng)、60mW的激光輸出，以及在70℃溫度氣氛下5000小時(shí)或更大的激光振蕩壽命。
另一方面，比較實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器具有405±3nm的激光發(fā)射波長(zhǎng)。
圖4是示出根據(jù)比較實(shí)施例1的半導(dǎo)體激光器件中的激光發(fā)射波長(zhǎng)的倍數(shù)(％)的圖。激光發(fā)射波長(zhǎng)的范圍在404.5±3nm。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件中的激光發(fā)射波長(zhǎng)的倍數(shù)(％)的圖。激光發(fā)射波長(zhǎng)的范圍在405±1nm。
因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過本發(fā)明制造氮化物半導(dǎo)體的裝置制造的氮化物半導(dǎo)體激光器改善了整個(gè)襯底平面上的激光發(fā)射波長(zhǎng)的均勻性。
<半導(dǎo)體層的厚度分布>
圖6是示出根據(jù)本實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器的第一n型AlGaN覆蓋層的厚度的面內(nèi)分布(％)和根據(jù)比較實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體激光器的第一n型AlGaN覆蓋層厚度的面內(nèi)分布(％)的圖。在圖6中，點(diǎn)線表示根據(jù)該實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器的第一n型AlGaN覆蓋層厚度的面內(nèi)分布(％)，實(shí)線表示根據(jù)比較實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體激光器的第一n型AlGaN覆蓋層厚度的面內(nèi)分布(％)。而且在圖中，在橫軸上的晶片位置具有對(duì)應(yīng)于襯底中心的起點(diǎn)0。第一n型AlGaN覆蓋層的設(shè)計(jì)厚度是2.3μm。
圖6中所見，根據(jù)該實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器的厚度范圍是2.28μm到2.32μm，1％或更小的厚度變化。在另一個(gè)方面，根據(jù)比較實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器的厚度范圍是2.20μm到2.47μm，8％或更小的厚度變化。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體激光器中，在整個(gè)襯底平面上的第一n型AlGaN層的厚度是均勻的。
圖7是示出根據(jù)該實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器的第一n型AlGaN覆蓋層的Al成分的面內(nèi)分布(％)和根據(jù)比較實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體激光器的第一n型AlGaN覆蓋層的Al成分的面內(nèi)分布(％)的圖表。在圖7中，點(diǎn)線表示根據(jù)該實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器的第一n型AlGaN覆蓋層的Al成分的面內(nèi)分布(％)，以及實(shí)線表示根據(jù)比較實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體激光器的第一n型AlGaN覆蓋層Al成分的面內(nèi)分布(％)。而且在圖中，橫軸上的晶片位置具有對(duì)應(yīng)于襯底中心的起點(diǎn)0。第一n型AlGaN覆蓋層的設(shè)計(jì)Al成分是0.08。
圖7中所見，根據(jù)該實(shí)施例的第一n型AlGaN覆蓋層的Al成分是0.078到0.082，3％或更小的Al成分變化。另一方面，根據(jù)該比較實(shí)施例1的第一n型AlGaN覆蓋層Al成分是0.066到0.088，18％或更小的Al成分變化。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體激光器中，在整個(gè)襯底平面上的第一n型AlGaN層的Al成分是均勻的。
實(shí)施例2通過使用MOCVD裝置以與實(shí)施例1相似的方式形成氮化物半導(dǎo)體激光器，其中MOCVD裝置具有在流動(dòng)通道的下表面的內(nèi)壁、流動(dòng)通道的下表面的內(nèi)壁、以及在保護(hù)氣體線路和III氣體線路之間的隔離物的上表面和下表面上設(shè)置的突起。該氮化物半導(dǎo)體激光器也在整個(gè)襯底平面中顯示出了激光發(fā)射波長(zhǎng)的面內(nèi)均勻性和第一n型AlGaN覆蓋層的Al成分均勻性的改善。
通過使用MOCVD裝置以與實(shí)施例1相似的方式準(zhǔn)備氮化物半導(dǎo)體激光器，其中MOCVD裝置具有不同于半球形的鐘狀(三角形、四邊形以及圓錐形)和柱狀(三棱柱、四棱柱、圓柱形)的突起。該氮化物半導(dǎo)體激光器也在整個(gè)襯底平面中顯示出了激光發(fā)射波長(zhǎng)的面內(nèi)均勻性和第一n型AlGaN覆蓋層的Al成分均勻性的改善。
使用MOCVD裝置與實(shí)施例1相似的方式準(zhǔn)備氮化物半導(dǎo)體激光器，其中突起的尺寸變成1mm到10mm的高度以及1mm到10mm的寬度。該氮化物半導(dǎo)體激光器也在整個(gè)襯底平面中顯示出了激光發(fā)射波長(zhǎng)的面內(nèi)均勻性和第一n型AlGaN覆蓋層的Al成分均勻性的改善。高度是2mm到8mm以及寬度是2mm到8mm的突起特別地好。
比較實(shí)施例2通過使用在襯底上的流動(dòng)通道115具有突起的MOCVD裝置和使用在下游的流動(dòng)通道116上具有突起的MOCVD裝置以與實(shí)施例1相似的方式準(zhǔn)備氮化物半導(dǎo)體激光器。相對(duì)于常規(guī)實(shí)施例，該氮化物半導(dǎo)體激光器未在整個(gè)襯底平面中顯示出激光發(fā)射波長(zhǎng)的面內(nèi)均勻性和第一n型AlGaN覆蓋層的Al成分均勻性的改善。
實(shí)施例3即使當(dāng)襯底的尺寸增加到2英寸到3英寸時(shí)，在整個(gè)襯底中，通過根據(jù)本發(fā)明的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置制造的氮化物半導(dǎo)體激光器的激光發(fā)射波長(zhǎng)的變化限制在1nm或更小。而且，整個(gè)襯底上的AlGaN層的混合結(jié)晶比例的變化和AlGaN層的厚度變化限制在百分之幾。這里使用的MOCVD具有內(nèi)部寬度為150mm的寬度和高度為12mm的流動(dòng)通道。突起的形狀是半球形，底面的半徑是2mm以及高度是2mm。在襯底的中心的上游側(cè)上的流動(dòng)通道提供220mm到236mm的兩個(gè)以上的突起。而且，該兩個(gè)或更多的突起周期性地布置為以下圖形三個(gè)相鄰?fù)黄鸬闹行谋舜讼嗷ラg隔4mm并且構(gòu)成每邊為4mm的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在制造氮化物半導(dǎo)體的裝置中的流動(dòng)通道的內(nèi)壁上提供多個(gè)突起。通過該結(jié)構(gòu)在整個(gè)襯底上源氣體的濃度比例分布變得均勻。這導(dǎo)致每層氮化物半導(dǎo)體層均勻地形成在平面上。
通過使用根據(jù)本發(fā)明的制造氮化物半導(dǎo)體的裝置所制造的氮化物半導(dǎo)體激光器的激光發(fā)射波長(zhǎng)在整個(gè)襯底平面中限制在1nm或更小。而且，在整個(gè)襯底的AlGaN層的混合結(jié)晶比例的變化和AlGaN層平面的厚度變化限制到百分之幾。這導(dǎo)致氮化物半導(dǎo)體激光器件具有更小變化的光學(xué)性質(zhì)和改善的產(chǎn)率。
即使在大尺寸的襯底中，根據(jù)本發(fā)明提供的突起使源氣體的濃度比例分布均勻變得容易。
即使當(dāng)襯底的尺寸從2英寸增加到3英寸時(shí)，在整個(gè)襯底上，通過根據(jù)本發(fā)明的制造氮化物半導(dǎo)體的裝置所制造的氮化物半導(dǎo)體激光器的激光發(fā)射波長(zhǎng)的變化限制在1nm或更小。而且整個(gè)襯底上的AlGaN層的混合結(jié)晶比例的變化和AlGaN層的厚度變化限制在百分之幾。
因此，即使當(dāng)其上層疊的氮化物半導(dǎo)體層的襯底尺寸增加時(shí)，氮化物半導(dǎo)體激光器的特性也得以保持均勻。
權(quán)利要求
1.一種用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置，其通過擴(kuò)散包含III族元素的源氣體和包含V族元素的源氣體在襯底上結(jié)晶生長(zhǎng)所述氮化物半導(dǎo)體，所述氣體的擴(kuò)散與所述襯底平行并且從上游到下游，所述裝置包括容納所述襯底并用于使所述氣體流到流動(dòng)通道中的流動(dòng)通道；以及形成在所述流動(dòng)通道內(nèi)壁上的多個(gè)突起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置，其中在所述流動(dòng)通道中于所述襯底的上游側(cè)形成所述突起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置，進(jìn)一步包括用于將所述III族元素的源氣體和所述V族元素的源氣體引入到所述流動(dòng)通道中的隔離物，所述隔離物形成在所述流動(dòng)通道的上游部分上并且在水平方向延伸，該裝置中至少在所述隔離物的上表面和下表面之一上形成突起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置，其中在所述隔離物的上表面和下表面上形成突起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置，其中所述突起是半球形、鐘形或柱狀的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置，其中所述突起是半球形的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置，其中所述突起是半球形或柱狀的，每個(gè)所述突起的底面因此成形為等邊多邊形或圓形。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置，其中所述突起的底面的中心彼此等距間隔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置，其中布置所述多個(gè)突起使得如果連接三個(gè)相鄰?fù)黄鸬拿總€(gè)底面的中心，那么構(gòu)成等邊三角形。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置，其中布置所述多個(gè)突起使得如果連接四個(gè)相鄰?fù)黄鸬拿總€(gè)底面的中心，那么構(gòu)成等邊四邊形。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置，其中所述襯底的尺寸是2英寸到3英寸。
12.一種用于制造氮化物半導(dǎo)體的方法，通過擴(kuò)散包含III族元素源氣體和包含V族元素源氣體的混合氣體在襯底上結(jié)晶生長(zhǎng)所述氮化物半導(dǎo)體，所述方法包括以下步驟攪動(dòng)所述III族元素的源氣體和所述V族元素的源氣體；以及將經(jīng)攪動(dòng)的源氣體供應(yīng)到所述襯底上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的用于制造氮化物半導(dǎo)體的方法，其中分開攪動(dòng)所述III族元素的源氣體和V族元素的源氣體；以及分別將已攪動(dòng)的源氣體施加在襯底上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的用于制造氮化物半導(dǎo)體的方法，其中所述III族元素的源氣體和所述V族元素的源氣體的供應(yīng)包括平行于所述襯底并且從上游到下游擴(kuò)散所述源氣體。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的用于制造氮化物半導(dǎo)體的方法，其中通過金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積的方法進(jìn)行氮化物半導(dǎo)體的結(jié)晶生長(zhǎng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的用于制造氮化物半導(dǎo)體的方法，其中所述襯底的尺寸從2英寸到3英寸。
17.一種根據(jù)權(quán)利要求12的方法所制造的氮化物半導(dǎo)體激光器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造氮化物半導(dǎo)體的裝置，其通過在襯底上擴(kuò)散包含III族元素的源氣體和V族元素的源氣體來結(jié)晶生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體。與襯底平行和從上游到下游來擴(kuò)散氣體。裝置具有容納在裝置中的襯底以及用于允許氣體流到流動(dòng)通道中的流動(dòng)通道。裝置也有在流動(dòng)通道的內(nèi)壁上提供的多個(gè)突起。在氣流的上游部分并且以水平方向提供一種用于使III族元素的源氣體和V族元素的源氣體分別引入到流動(dòng)通道中的隔離物。在隔離物的上表面和下表面上形成突起。利用該結(jié)構(gòu)，在供應(yīng)源氣體之前，使III族元素的源氣體和V族元素的源氣體更均勻地混合。
文檔編號(hào)H01S5/00GK1758419SQ200510119979
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者荒木正浩, 山田英司, 湯淺貴之, 津田有三, 阿久津仲男 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社, 大陽日酸株式會(huì)社