專利名稱：氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制備方法，并且涉及能夠提高有源層的結(jié)晶度和發(fā)光器件的光功率和工作可靠性的氮化物發(fā)光器件及其制備方法。
背景技術(shù)：
普通的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的示意性堆疊結(jié)構(gòu)現(xiàn)在將被描述。
圖1是普通氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的截面圖。
參考圖1，常規(guī)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件包括襯底101、緩沖層103、n-GaN層105、有源層107和p-GaN層109。
詳細(xì)地，為了使得由于襯底101例如藍(lán)寶石襯底和n-GaN層105的晶格常數(shù)和熱膨脹系數(shù)的不同而發(fā)生的晶體缺陷最小化，在低溫下形成具有非晶相的基于GaN的氮化物或基于AlN的氮化物的緩沖層103。在形成緩沖層103后，在高溫下形成摻雜有1018/cm3濃度的硅的n-GaN層105，用作第一電極接觸層。此后，生長溫度降低并且形成有源層107。此后，生長溫度再次升高，并且形成鎂(Mg)摻雜的p-GaN層109。
具有上述堆疊結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件形成p-/n-結(jié)結(jié)構(gòu)，其使用n-GaN層105作為第一電極接觸層并且使用p-GaN層109作為第二電極接觸層。
在第二電極接觸層上形成的第二電極材料根據(jù)第二電極接觸層的摻雜類型來限制。例如為了減少第二接觸材料和具有高電阻組分的p-GaN層109之間的接觸電阻并且提高電流鋪展，使用Ni/Au合金的薄透射性電阻材料作為第二電極材料。用作第一電極接觸層的n-GaN層105被制成單晶結(jié)構(gòu)，其比具有非晶形結(jié)晶度緩沖層103具有更高的生長溫度和厚度。具體而言，在傳統(tǒng)的p-/n-結(jié)發(fā)光器件結(jié)構(gòu)中，用作第一電極接觸層的n-GaN層105摻雜有1018/cm3～1019/cm3的Si并且厚度在5μm之內(nèi)，該厚度比包括低溫非晶形結(jié)晶度的多晶GaN或AlN緩沖層103更厚，從而控制結(jié)晶度。
用作第一電極接觸層的n-GaN層105具有電導(dǎo)率、電阻隨摻雜硅濃度的增加而線性降低、和當(dāng)施加正偏壓時(shí)工作電壓降低的特性。相反，當(dāng)施加反偏壓時(shí)，擊穿電壓(Vbr)降低，使得漏電流增加，并且隨著時(shí)間的流逝，光功率降低，這嚴(yán)重影響發(fā)光器件的壽命。
同樣，在調(diào)整摻雜濃度中，當(dāng)摻雜濃度大于2μm，1019/cm3(即重?fù)诫s)時(shí)，產(chǎn)生了極度的應(yīng)變從而使n-GaN層105破裂。隨著硅摻雜濃度升高，n-GaN層105表面的點(diǎn)缺陷增加。因此，增加的點(diǎn)缺陷嚴(yán)重影響到有源層107發(fā)光，使得當(dāng)施加正向或反向偏壓時(shí)它們起到電流通道的功能和用作增加漏電流的因素。常規(guī)的具有上述缺陷的發(fā)光器件受到可靠性的限制。
另外，傳統(tǒng)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件包括晶體缺陷，例如“穿透位錯(cuò)”、“螺旋位錯(cuò)”、“線位錯(cuò)”、“點(diǎn)缺陷”、或“混合物(mixture)”。特別地，藍(lán)寶石襯底上的“穿透位錯(cuò)”擴(kuò)展到發(fā)光器件的表面上。在擴(kuò)展過程中，“穿透位錯(cuò)”通過發(fā)光有源層。因此“穿透位錯(cuò)”隨后作為漏電流的電流通道，并且當(dāng)即刻施加高電壓例如ESD等時(shí)，有源層遭到破壞或光功率降低。以上問題提供了影響器件可靠性的根本原因。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制備方法，其能夠提高氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的有源層的結(jié)晶度以及光功率和可靠性。
另外，本發(fā)明提供了第一電極接觸層的結(jié)構(gòu)及其制備方法。
技術(shù)解決方案提供了一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括具有AlGaN/n-GaN或AlGaN/GaN/n-GaN超晶格結(jié)構(gòu)的第一氮化物半導(dǎo)體層；在第一氮化物半導(dǎo)體層上形成的用于發(fā)光的有源層；在有源層上形成的第二氮化物半導(dǎo)體層；和在第二氮化物半導(dǎo)體層上形成的第三氮化物半導(dǎo)體層。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，該方法包括形成AlGaN/n-GaN或AlGaN/GaN/n-GaN超晶格結(jié)構(gòu)的第一氮化物半導(dǎo)體層作為第一電極接觸層；在第一氮化物半導(dǎo)體層上形成發(fā)光有源層；和在有源層上形成第二氮化物半導(dǎo)體層。
有益效果根據(jù)本發(fā)明，有源層的結(jié)晶度和發(fā)光器件的光功率和可靠性可以得到提高。
同樣，通過具有超晶格結(jié)構(gòu)的第一電極接觸層，即使在相對(duì)低的硅摻雜濃度下也能得到均勻和穩(wěn)定的工作電壓，特別地，在反偏壓工作中，擊穿電壓升高并且漏電流降低，從而提高了發(fā)光器件的可靠性。


通過以下附圖，本發(fā)明的精神將更容易得到理解。在附圖中圖1是普通的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的截面圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的堆疊結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的可靠性測(cè)試結(jié)果。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的堆疊結(jié)構(gòu)的截面圖。
本發(fā)明最佳實(shí)施方式在下文中，將參照附圖更詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方案。
第一實(shí)施方案圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的堆疊結(jié)構(gòu)的截面圖。
參考圖2，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件包括襯底201、緩沖層203、In摻雜的GaN層205、AlGaN/n-GaN超晶格層207、低摩爾In摻雜的GaN層或低摩爾InGaN層209、有源層211、p-GaN層213、和n-InGaN層215。
在此將更詳細(xì)描述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)。緩沖層203在低生長溫度500～600℃下在襯底201上生長。在這里，緩沖層203形成以下一種結(jié)構(gòu)AlInN/GaN堆疊結(jié)構(gòu)、InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)、InXGa1-XN/GaN堆疊結(jié)構(gòu)和AlXInYGa1-(X+Y)N/InXGa1-XN/GaN堆疊結(jié)構(gòu)。
此后，緩沖層203在高生長溫度下再結(jié)晶，并且在相同溫度下，In摻雜的GaN層205生長為小于2μm的厚度，此后，用作第一電極接觸層的AlGaN/n-GaN超晶格層207生長到總厚度小于2μm。
AlGaN/n-GaN超晶格層形成為超晶格結(jié)構(gòu)，該超晶格結(jié)構(gòu)包括生長到厚度小于100并且具有20％的Al組分的未摻雜AlGaN和厚度小于300的硅(Si)摻雜的n-GaN層。而且，AlGaN/n-GaN超晶格層具有至少一個(gè)周期，每個(gè)周期由AlGaN層和n-GaN層組成并且形成厚度小于400，并且AlGaN/n-GaN超晶格層通過重復(fù)生長周期形成小于2μm的總厚度。
另外，形成AlGaN/n-GaN超晶格層207使得每個(gè)AlGaN層和n-GaN層的厚度小于在相對(duì)低的溫度下形成的緩沖層203的厚度，并且只有n-GaN層摻雜Si。
此外，為了增加有源層211的內(nèi)部量子效率，生長低摩爾In摻雜GaN層或低摩爾InGaN層209作為能夠控制有源層211的應(yīng)變的應(yīng)變控制層。生長低摩爾In摻雜的GaN層或低摩爾InGaN層209，使得包含的銦含量低于5％。而且，生長低摩爾In摻雜的GaN層或低摩爾InGaN層209，使得其厚度在100～300之間。當(dāng)有源層211發(fā)射具有需要波段的光時(shí)，具有由阱層/勢(shì)壘層組成的一個(gè)周期的單量子阱或多量子阱生長為InxGa1-xN(銦含量15～35％)/InYGa1-YN(銦含量小于5％)結(jié)構(gòu)。盡管在附圖中未示出，但是SiNx簇層可以進(jìn)一步在阱層和勢(shì)壘層之間以原子水平形成，以增加有源層211的發(fā)光效率。
此后，升高生長溫度以生長p-GaN層213。此后，用作第二電極接觸層的n-InGaN層215生長為超梯度結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中連續(xù)控制銦含量。
根據(jù)具有以上堆疊結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，AlGaN/n-GaN超晶格層207在邊界上形成二維電子阱層(2 DEG2維電子氣)，以在施加偏壓的情況下具有均勻的電流。因此，本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件表現(xiàn)出均勻的工作電壓(正向電壓，VF)。
同樣，本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件抑止在藍(lán)寶石襯底上形成的“穿透位錯(cuò)”，提高了結(jié)晶度。
另外，當(dāng)人體模式的ESD(靜電放電)高電壓從外部環(huán)境施加時(shí)，本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件通過二維電子阱層有效地實(shí)施電流鋪展。
同時(shí)，本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件形成n-/p-/n-結(jié)結(jié)構(gòu)。在n-InGaN層215上形成的第二電極材料由n-InGaN層215的摻雜相或能帶隙確定。然后，如上所述，由于n-InGaN層215具有超梯度結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中銦含量線性變化，使得電流鋪展效果增加，所以第二電極材料可以是透射性氧化物或透射性電阻金屬。第二電極材料的例子包括ITO、IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO)、AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO(In-GaZnO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、Ni/IrOx/Au/ITO等等。
與傳統(tǒng)的發(fā)光器件相比，具有以上結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件可以提高30～50％的光功率，并且可以提高發(fā)光器件的工作可靠性。
以下將更詳細(xì)地描述氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的制備方法的實(shí)施方案。
首先，在本發(fā)明中，在高溫下向藍(lán)寶石襯底201上僅提供H2載氣，以清潔藍(lán)寶石襯底。其后，在將生長溫度降低到540℃的步驟中，導(dǎo)入NH3源氣體以對(duì)藍(lán)寶石襯底進(jìn)行氮化作用，例如進(jìn)行7分鐘。
其后，具有1stAlInN/1stGaN/2ndAlInN/2ndGaN結(jié)構(gòu)的緩沖層203生長到約500的厚度。然后，在6分鐘內(nèi)將生長溫度升高到1060℃的溫度，低溫緩沖層203在NH3源氣體和H2載氣的混合物環(huán)境下再結(jié)晶2分鐘，并且在相同的生長溫度下，生長具有2μm厚度的銦摻雜單晶GaN層205。
隨后，生長溫度降低到1030℃，并且具有10％的Al組分的未摻雜的AlGaN層和重?fù)诫sSi的n-GaN層分別生長到50和250的厚度。此時(shí)，Al含量可以為0.05～0.3(1相當(dāng)于100％)。未摻雜的AlGaN層可以形成10～200的厚度。因此，AlGaN/n-GaN超晶格層包括40個(gè)周期，其中每個(gè)或其形成的厚度為300，并且其中的AlGaN/n-GaN超晶格層生長到1μm的總厚度并且被用作第一電極接觸層207。
據(jù)報(bào)道，具有AlGaN/n-GaN超晶格層的第一電極接觸層的空穴遷移率和濃度分別為450cm2/Vsec和2×1018/cm3，比具有相同厚度和Si摻雜濃度的n-GaN層高1.5～2倍。
同樣，為了調(diào)整有源層的應(yīng)變，具有5％銦含量(波長80nm)的低摩爾In摻雜的GaN層或低摩爾InGaN層209在750℃時(shí)生長到100-300的厚度。低摩爾In摻雜的GaN層或低摩爾InGaN層被特意控制為在藍(lán)寶石襯底上具有均勻的外形(profile)的“螺旋生長模式”。其后，在相同的生長溫度下，生長具有未摻雜InGaN/InGaN結(jié)構(gòu)的單量子阱(SQW)的有源層211，勢(shì)壘層具有小于5％的銦含量和大約200的厚度隨后，生長溫度升高到1000℃，以在NH3源氣體和H2載氣的混合氣環(huán)境下將Mg摻雜的p-GaN層213生長到1000的厚度。其后，生長溫度再次降低到800℃，并且在NH3源氣體和H2載氣的混合氣環(huán)境下，硅摻雜的n-InGaN層215生長到50的厚度。n-InGaN層215用作第二電極接觸層并且被設(shè)計(jì)成具有超梯度(SG)結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中控制銦含量，從而大體上控制能帶隙(Eg)特征。
通過MESA蝕刻將表面蝕刻6000直到AlGaN/n-GaN(Si)超晶格結(jié)構(gòu)，來制備SQW的npn-SG LED的330μm×305μm發(fā)光器件，在所述SQW的npn-SG LED中使用AlGaN/n-GaN(Si)超晶格層207作為第一電極接觸層和n-InGaN層作為第二電極接觸層，并且進(jìn)行電性能和可靠性分析例如ESD并進(jìn)行評(píng)價(jià)。
圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的可靠性測(cè)試結(jié)果，其中在與實(shí)際制備的藍(lán)LED可靠性相關(guān)的人體模式下，關(guān)于整個(gè)2英寸藍(lán)寶石襯底在晶片狀態(tài)下而不是在LED芯片狀態(tài)下測(cè)量ESD水平。
參考圖3，可以確信在“人體模式”下，ESD水平在最小(-)1000V-最大(-)4000V的范圍內(nèi)在2英寸晶片的平直表面上在圓邊緣方向上是均勻的，因此實(shí)現(xiàn)了具有均勻和優(yōu)異電性能的SQW的npn-SG LED。
為了評(píng)價(jià)ESD水平的可靠性，最小值設(shè)定為(-)1000V，然后為了準(zhǔn)確性，將最小值線性增加，從(-)1000 V到(-)2000V、(-)3000V、(-)4000V、(-)5000V。而且，通過直接施加(-)1000 V來驗(yàn)證最小ESD水平，而沒有逐步電壓增加。當(dāng)逐步電壓增加和直接施加(-)1000 V電壓時(shí)，證實(shí)實(shí)現(xiàn)了維持最小(-)1000V并且具有優(yōu)異特性的藍(lán)光發(fā)光器件。而且，在20mA正向偏壓下，工作電壓(VF)均勻維持在3.3～3.4V的范圍內(nèi)。當(dāng)Ni/Au透射性電極應(yīng)用于460nm的波長中時(shí)，光功率可以為4mW～4.5mW，并且當(dāng)應(yīng)用ITO透射性氧化物電極時(shí)，光功率可以為6.2mW～6.5mW。
本發(fā)明的特征在于，比在低溫度下形成的緩沖層更薄的AlGaNVn-GaN(Si)超晶格層生長到總厚度為1～2μm，并且被用作為第一電極接觸層。根據(jù)本發(fā)明，與常規(guī)生長方法不同，即使在相對(duì)低的摻雜濃度下，電子遷移率也可以通過二維電子阱層得到有效增加。
同樣，根據(jù)本發(fā)明的AlGaN/n-GaN(Si)超晶格層可以起到阻擋層的作用，其抑制制晶體缺陷例如“穿透位錯(cuò)”擴(kuò)展到發(fā)光器件的表面上。
第二實(shí)施方案圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的堆疊結(jié)構(gòu)的截面圖。
參考圖4，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件包括襯底201、緩沖層203、In摻雜的GaN層205、AlGaN/GaN/n-GaN超晶格層407、低摩爾In摻雜的GaN層或低摩爾InGaN層209、有源層211、p-GaN層213和n-InGaN層215。
與第一實(shí)施方案相比，以上第二實(shí)施方案的不同在于AlGaN/GaN/n-GaN超晶格層407，但是其它元件相同。因而，將僅另外描述AlGaN/GaN/n-GaN超晶格層407，而其它元件的描述將參考第一實(shí)施方案的描述。
第二實(shí)施方案的第一電極接觸層結(jié)構(gòu)的特征在于，具有10～200厚度的未摻雜GaN層以相同組成和厚度置于AlGaN層和摻雜大量硅的n-GaN層之間，用以增加在n-GaN層和AlGaN層之間界面的不連續(xù)帶隙差。更優(yōu)選，未摻雜GaN層可以形成小于100的厚度。通過這樣做，二維電子阱層的電勢(shì)可以進(jìn)一步增加。
但是，工作電壓的增加可以通過具有小于100厚度并且包含在第一電極接觸層中的未摻雜GaN層來產(chǎn)生。這是因?yàn)楣钃诫s固定n-GaN層厚度薄至250，以降低硅摻雜效率。為了解決以上問題，可以提供一種生長方法，該方法增加n-GaN層的硅摻雜濃度或在300-500范圍內(nèi)增加n-GaN層厚度。此時(shí)，n-GaN層的硅摻雜濃度可以為1×1018/cm3-5×1018/cm3。
工業(yè)適用性根據(jù)本發(fā)明提供的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制備方法，有源層的結(jié)晶度得到提高，并且光功率和工作可靠性得到提高。
詳細(xì)地，在常規(guī)氮化物發(fā)光器件中，當(dāng)用作第一電極接觸層的n-GaN層在厚度小于6μm時(shí)以大于1×1019/cm3的摻雜濃度來重?fù)诫s雜質(zhì)時(shí)，硅摻雜濃度根據(jù)摻雜源例如SiH4或Si2H6的注入流量而線性升高。因而，當(dāng)n-GaN層厚度增加超過2μm時(shí)，其遭受到巨大的應(yīng)變，使得可以在n-GaN層中產(chǎn)生裂縫。同樣，當(dāng)n-GaN層的硅濃度增加時(shí)，表面的粗糙度、形狀和應(yīng)力變得不同。因而，在n-GaN層上形成的有源層受到上述因素的影響，使得光功率降低。
然而，根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，因?yàn)锳lGaN/GaN超晶格層形成作為第一電極接觸層，甚至當(dāng)AlGaN層和GaN層的一個(gè)周期的厚度為250～500并且構(gòu)成一個(gè)周期的兩個(gè)層重復(fù)生長到1～2μm的總厚度時(shí)，可以確?？煽啃浴?br> 而且，利用相對(duì)低的摻雜濃度和二維電子阱層的效果，在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件中使用的AlGaN/GaN超晶格層可以得到低的電子遷移率和均勻的電流鋪展，并且還可以作為阻擋層，該阻擋層可以相對(duì)抑制晶體缺陷在中間路徑中(middle path)從襯底延擴(kuò)展發(fā)光器件表面以改變前進(jìn)方向。
另外，根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，可以使用透射性氧化物例如ITO，以通過優(yōu)異的電流鋪展和傳輸特性來最大化光功率，并且可以使用比ITO透射性氧化物具有更優(yōu)異的熱、結(jié)構(gòu)和電特性的基于ZnO的材料，例如IZO(In-ZnO)，GZO(Ga-ZnO)，AZO(Al-ZnO)，IGZO(In-GaZnO)，AGZO(Al-Ga ZnO)等，以進(jìn)一步提高光功率和工作可靠性。
權(quán)利要求
1.一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括具有AlGaN/n-GaN或AlGaN/GaN/n-GaN的超晶格結(jié)構(gòu)的第一氮化物半導(dǎo)體層；在所述第一氮化物半導(dǎo)體層上形成用于發(fā)光的有源層；在所述有源層上形成的第二氮化物半導(dǎo)體層；和在所述第二氮化物半導(dǎo)體層上形成的第三氮化物半導(dǎo)體層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一氮化物半導(dǎo)體層是第一電極接觸層，并且提供所述第三氮化物半導(dǎo)體層作為n-InGaN的第二電極接觸層以形成n-/p-/n-結(jié)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，還包括襯底；和在所述襯底上形成的緩沖層，其中所述襯底和所述緩沖層形成在所述第一氮化物半導(dǎo)體層下方。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，還包括在所述緩沖層上形成的銦摻雜的氮化物半導(dǎo)體層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述緩沖層具有選自AlInN/GaN堆疊結(jié)構(gòu)、InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)、InXGa1-XN/GaN堆疊結(jié)構(gòu)和AlXInYGa1-(X+Y)N/InXGa1-XN/GaN堆疊結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一氮化物半導(dǎo)體層具有比所述緩沖層生長溫度更高的生長溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中構(gòu)成所述第一氮化物半導(dǎo)體層的AlGaN/n-GaN的超晶格結(jié)構(gòu)具有250～500的一個(gè)周期厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中構(gòu)成所述第一氮化物半導(dǎo)體層的AlGaN/GaN/n-GaN的超晶格結(jié)構(gòu)具有300～550的一個(gè)周期厚度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一氮化物半導(dǎo)體層具有1～2μm的總厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中構(gòu)成所述第一氮化物半導(dǎo)體層的AlGaN層是未摻雜層并且具有0.05～0.3(1相當(dāng)于100％)的Al組分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中構(gòu)成所述第一氮化物半導(dǎo)體層的AlGaN層形成為10～200的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第二氮化物半導(dǎo)體層是p型氮化物半導(dǎo)體層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中構(gòu)成所述第一氮化物半導(dǎo)體層的GaN層是未摻雜層并且形成為10～200的厚度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中構(gòu)成所述第一氮化物半導(dǎo)體層的n-GaN層摻雜有硅、或硅和銦。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中構(gòu)成所述第一氮化物半導(dǎo)體層的n-GaN層形成為200～500的厚度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中構(gòu)成所述第一氮化物半導(dǎo)體層的n-GaN層具有1×1018/cm3～5×1018/cm3的摻雜濃度。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，還包括在所述第一氮化物半導(dǎo)體層和所述有源層之間形成并且銦含量為1～5％的低摩爾含銦氮化物層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述低摩爾含銦氮化物層具有螺旋形狀并且厚度為100～300。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述有源層形成為由阱層和勢(shì)壘層組成的單量子阱層或多量子阱層，并且在所述阱層和所述阻勢(shì)壘層之間進(jìn)一步形成SiNx簇層。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第三氮化物半導(dǎo)體層由具有銦含量逐漸變化的SG(超梯度)結(jié)構(gòu)的n-InGaN層形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，還包括在所述第三氮化物半導(dǎo)體層上形成的透明電極。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述透明電極由選自以下的一種物質(zhì)形成ITO、IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO)、AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-Ga ZnO)、IGZO(In-Ga ZnO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au和Ni/IrOx/Au/ITO。
23.一種制備氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，所述方法包括形成具有AlGaN/n-GaN或AlGaN/GaN/n-GaN的超晶格結(jié)構(gòu)的作為第一電極接觸層的第一氮化物半導(dǎo)體層；在所述第一氮化物半導(dǎo)體層上形成發(fā)光的有源層；和在所述有源層上形成第二氮化物半導(dǎo)體層。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，還包括在所述第二氮化物半導(dǎo)體層上形成第三氮化物半導(dǎo)體層，其中所述第三氮化物半導(dǎo)體層是第二電極接觸層。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，其中所述第三氮化物半導(dǎo)體層由具有銦含量逐漸變化的SG(超梯度)結(jié)構(gòu)的n-InGaN層形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述第一氮化物半導(dǎo)體層具有1～2μm的總厚度。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中構(gòu)成所述第一氮化物半導(dǎo)體層的AlGaN層是未摻雜層并形成為10～200的厚度，并且具有0.05～0.3(1相當(dāng)于100％)的Al組分。
28.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中構(gòu)成所述第一氮化物半導(dǎo)體層的GaN層是未摻雜層并且形成為10～200的厚度。
29.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中構(gòu)成所述第一氮化物半導(dǎo)體層的n-GaN層具有1×1018/cm3～5×1018/cm3的摻雜濃度。
30.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，還包括在形成在所述第一氮化物半導(dǎo)體層和所述有源層之間形成并且銦含量為1～5％的低摩爾含銦氮化物層。
31.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述有源層形成為由阱層和勢(shì)壘層組成的單量子阱層或多量子阱層，還包括在所述阱層和所述勢(shì)壘層之間形成SiNx簇層。
全文摘要
本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括具有AlGaN/n－GaN或AlGaN/GaN/n－GaN的超晶格結(jié)構(gòu)的第一氮化物半導(dǎo)體層；在第一氮化物半導(dǎo)體層上形成的用以發(fā)光的有源層；在有源層上形成的第二氮化物半導(dǎo)體層；和在第二氮化物半導(dǎo)體層上形成的第三氮化物半導(dǎo)體層。根據(jù)本發(fā)明，有源層的結(jié)晶度得到提高，并且光功率和可靠性也得到提高。
文檔編號(hào)H01L33/12GK101073159SQ200580041795
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2005年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月23日
發(fā)明者李昔憲 申請(qǐng)人:Lg伊諾特有限公司