[0038] n型接觸層27為基于氮化鎵的摻雜了n型雜質(zhì)的半導(dǎo)體層，例如，Si雜質(zhì)，并且其 可以形成例如大約3m的厚度。n型接觸層27包括AlGaN或AlInGaN層，并且可以為單層 或多層。例如，如圖所示，n型接觸層27可以包括較低的GaN層27a、中間層27b、和較高的AlGaN層27C。這里，中間層27b可以由AlInN形成，或可以通過(guò)交替重復(fù)堆疊AlInN和GaN 對(duì)來(lái)形成多層結(jié)構(gòu)（包括超晶格結(jié)構(gòu)），例如重復(fù)10次。較低的GaN層27a可以形成大約 1. 5m的厚度，且較高的AlGaN層27c可以形成大約lm的厚度。較高的AlGaN層27c可以包 含少于10%的A1，例如，大約9%的A1。
[0039] 中間層27b可以具有與較高的AlGaN層27c相比更小的厚度。例如中間層27b可 以具有大約80nm的厚度。因?yàn)橹虚g層27b在較低的GaN層27a之上形成，且較高的AlGaN 層27c在中間層27b上形成，這樣能夠提高較高的AlGaN層27c的結(jié)晶度。
[0040] 特別地，較低的GaN層27a和較高的AlGaN層27c可以以lE18/cm3或更高的高濃 度摻雜Si雜質(zhì)。中間層27b可以以與較高的AlGaN層27c相同或較低的濃度摻雜?？勺?換的，中間層27b可以不摻雜任何雜質(zhì)。另外，較高的AlGaN層27c可以形成為調(diào)制摻雜 層，通過(guò)重復(fù)摻雜和不摻雜的操作得到。因?yàn)檩^低的GaN層27a和較高的AlGaN層27c摻 雜了高濃度的雜質(zhì)，這能夠減少n型接觸層27中的耐蝕成分。接觸n型接觸層27的n-電 極49a(見(jiàn)圖4)可以鄰接較高的AlGaN層27c。特別地，當(dāng)可以通過(guò)移除基底21來(lái)制備垂 直式的光發(fā)射裝置，較低的GaN層27a和中間層27b也可以被移除。
[0041] 電子阻擋層28設(shè)置在n型接觸層27上以鄰接n型接觸層27。特別地，電子阻擋 層28設(shè)置在接觸n-電極49a的層上，例如，設(shè)置在較高的AlGaN層27c上。電子阻擋層28 比n型接觸層27包含更多的A1，并且可以為AlGaN或AlInGaN。例如，電子阻擋層28可以 包含10%到20%的A1。電子阻擋層28的厚度可以為大約lnm到大約10nm。
[0042] 因?yàn)殡娮幼钃鯇?8比n型接觸層27包含更多的A1，電子阻擋層28阻擋了從n型 接觸層27到活性區(qū)域39的電子流動(dòng)。因此，電子阻擋層28通過(guò)控制電子遷移率來(lái)提高活 性區(qū)域39的電子和空穴的復(fù)合率。
[0043] 抗靜電層30提高了在它上面形成的外延層的結(jié)晶度?？轨o電層30可以包括未摻 雜的AlGaN層29、低濃度AlGaN層31、和高濃度AlGaN層33。未摻雜的AlGaN層29由沒(méi) 有摻雜任何雜質(zhì)的AlGaN形成，并且它的厚度可以比較高的AlGaN層27C更小，例如厚度為 80nm到300nm。因?yàn)閚型接觸層27摻雜了n型雜質(zhì)，在n型接觸層27內(nèi)產(chǎn)生了殘余應(yīng)力， 通過(guò)它引起了結(jié)晶度的退化。另外，電子阻擋層28的組成中具有相對(duì)多的A1，這引起了結(jié) 晶度的進(jìn)一步退化。因而，當(dāng)其他外延層在n型接觸層27或電子阻擋層28上生長(zhǎng)時(shí)，難以 生長(zhǎng)出具有良好結(jié)晶度的外延層。然而，因?yàn)槲磽诫s的AlGaN層29沒(méi)有摻雜任何雜質(zhì)，為 摻雜的AlGaN層29作為恢復(fù)層，其恢復(fù)了n型接觸層27退化的結(jié)晶度。因而，未摻雜的 AlGaN層29可以直接在n型接觸層27上形成，以鄰接n型接觸層27,這種情況下電子阻擋 層28被省略了，或當(dāng)電子阻擋層28形成時(shí)，它可以直接形成于電子阻擋層28上以鄰接電 子阻擋層28。另外，因?yàn)槲磽诫s的AlGaN層29比n型接觸層27具有更高的比電阻，從n型 接觸層27流入活性區(qū)域39的電子在通過(guò)未摻雜的AlGaN層29時(shí)甚至可以被阻擋在n型 結(jié)合層27內(nèi)。
[0044] 低濃度AlGaN層31設(shè)置在未摻雜的GaN層29上，并且相比n型接觸層27具有更 低的n型雜質(zhì)摻雜濃度。低濃度AlGaN層31可以具有Si摻雜濃度為，例如5X1017/cm3 至lj5X1018/cm3,并且具有比未摻雜的AlGaN層29更小的厚度，例如，厚度為50nm到150nm。 另一方面，高濃度AlGaN層33設(shè)置在低濃度AlGaN層31上，并且相比低濃度AlGaN層31 具有更高的n型雜質(zhì)摻雜濃度。高濃度AlGaN層33可以具有與n型接觸層27基本相似的Si摻雜濃度。高濃度AlGaN層33可以具有比低濃度AlGaN層31更小的厚度，例如，厚度為 大約30nm。
[0045]n型接觸層27,電子阻擋層28,未摻雜的AlGaN層29、低濃度AlGaN層31和高濃 度AlGaN層33可以通過(guò)向腔室內(nèi)供給金屬氣體依次生長(zhǎng)。金屬圓氣體的原材料包括Al、Ga 和In的有機(jī)材料，例如，TMA、TMG和/或TMI。另一方面，Si的源氣體可以包括SiH4。這 些層可以在第一溫度下生長(zhǎng)，例如在1050°C到1150°C。
[0046] 電子阻擋層34設(shè)置在抗靜電層30上。特別地，電子阻擋層34設(shè)置在其上以鄰接 高濃度AlGaN層33。電子阻擋層34包含比抗靜電層30更多的A1，并且可以由AlGaN或 AlInGaN形成。例如，電子阻擋層34可以包含10%到20%的A1。電子阻擋層34的厚度可 以為大約lnm到大約10nm。
[0047] 因?yàn)殡娮幼钃鯇?4包含比抗靜電層30更多的A1，電子阻擋層34阻擋了從n型接 觸層27到活性區(qū)域39的電子流動(dòng)。因而，電子阻擋層34通過(guò)控制電子遷移率增加了活性 區(qū)域39中電子和空穴的復(fù)合率。
[0048] 超晶格層35設(shè)置于電子阻擋層34上。超晶格層35可以通過(guò)交替對(duì)鐵第一 AlInGaN層和第二AlInGaN層來(lái)形成，兩者具有不同的組成，一個(gè)在另一個(gè)之上，一共有30 對(duì)第一和第二AlInGaN層，每個(gè)的厚度為例如20A。在活性區(qū)域39內(nèi)，第一和第二AlInGaN 層比阱層39w(圖2)具有更高的帶隙。第一和第二AlInGaN層可以具有比阱層39w更少的In，但不限于此，并且第一和第二AlInGaN層中的至少一個(gè)可以比阱層39w具有更多的In。 例如，在第一和第二AlInGaN層中，具有更多的In的層可以具有大約1%的In和大約8% 的A1。超晶格層35可以形成為沒(méi)有摻雜雜質(zhì)的未摻雜層。因?yàn)槌Ц駥?5為未摻雜層， 其能夠降低光發(fā)射裝置的電流泄露。
[0049] 超晶格層35可以作為形成在其上的外延層的緩沖層，通過(guò)其提高了外延層的結(jié) 晶度。
[0050] 電子注入層37比超晶格層35具有更高的n型雜質(zhì)摻雜濃度。另外，電子注入層 37可以具有和n型接觸層27基本相同的n型雜質(zhì)摻雜濃度。例如，n型雜質(zhì)摻雜濃度的范 圍可以為2X1018/cm3到2X1019/cm3,更優(yōu)選地為lX1019/cm3到2X1019/cm3。電子注 入層37的厚度可以與高濃度摻雜層33的厚度相似或更小，例如，厚度為大約20nm。電子注 入層37可以為AlGaN。
[0051] 活性區(qū)域39設(shè)置在電子注入層37上。圖2是活性區(qū)域39的放大截面圖。
[0052] 參考圖2,活性區(qū)域39具有多重量子阱結(jié)構(gòu)，其包括交替堆疊在彼此上的勢(shì)壘層 39b和阱層39w。阱層39w可以具有能夠發(fā)射波長(zhǎng)范圍為360nm到390nm的近紫外光的祖 分。例如，阱層39w可以有GaN、InGaN或AlInGaN形成，特別地為InGaN。這種情況下，阱 層39w的In含量根據(jù)想要的近紫外光的波長(zhǎng)來(lái)確定。例如，阱層39w可以包含大約1 %或 更少的In。阱層39w的厚度可以為大約20A到大約30A。
[0053] 勢(shì)壘層39b可以由基于氮化鎵的半導(dǎo)體層形成，例如，GaN、InGaN、AlGaN或 AlInGaN，其具有比阱層更高的帶隙。特別地，勢(shì)壘層39b可以由AlInGaN形成，其中銦可以 緩解阱層39w和勢(shì)壘層39b之間的不匹配。
[0054] 另一方面，在勢(shì)壘層39bl、39b、39bn中，第一勢(shì)壘層39bl設(shè)置在最接近電子注入 層37或超晶格層35處，其可以具有比其他勢(shì)壘層更高的A1量。例如，第一勢(shì)壘層39bl可 以具有比其他勢(shì)壘層高5%或更多的A1，或者10%或更多，或者20%或更多。第一勢(shì)壘層 39bl的A1含量的范圍可以為例如，30%到50%。例如，其他勢(shì)壘層39b、39bn可以包含大 約20 %的A1，且第一勢(shì)壘層39b1可以包含大約40 %的A1。這些勢(shì)壘層39b1、39b、39bn包 含大約1 %或更少的In。
[0055] 通常，在光發(fā)射裝置中，勢(shì)壘層具有相同的組分，在該實(shí)施例中，然而，第一勢(shì)壘層 39bl具有比其他勢(shì)壘層39b更高的A1。當(dāng)?shù)谝粍?shì)壘層39bl具有比其他勢(shì)壘層39b更高的 帶隙時(shí)，第一勢(shì)壘層39bl在活性區(qū)域39內(nèi)提供了載流子的限制。進(jìn)一步地，第一勢(shì)壘層 39bl具有比超晶格層35或電子注入層37更高的A1含量，并且因此可以作為阻擋電子流動(dòng) 的電子阻擋層。
[0056] 另一方面，優(yōu)選地，第一勢(shì)壘層具有與其他勢(shì)壘層基本相同的厚度，除了設(shè)置在最 接近電子阻擋層41或p型接觸層43的最后一個(gè)勢(shì)壘層。第一勢(shì)壘層的厚度可以為例如 40A到60A，特別地，大約50A。
[0057] 活性區(qū)域39可以鄰接電子注入層37。特別地，通過(guò)鄰接電子注入層37,第一勢(shì)壘 層39bl有效地拖延了電子的流動(dòng)。另一方面，雖然為了提高活性區(qū)域的結(jié)晶度，活性區(qū)域 39的勢(shì)壘層和量子阱層可以由未摻雜層組成，但是活性區(qū)域可以部分地或全部地?fù)诫s雜質(zhì) 以減少正向電壓。
[0058] 再回到圖1，p型接觸層43可以設(shè)置在活性區(qū)域39上，并且電子阻擋層41可以 設(shè)置在活性區(qū)域39和p型接觸層43之間。電子阻擋層41可以由AlGaN或AlInGaN形成。 當(dāng)電子阻擋層41由AlInGaN形成時(shí)，電子阻擋層41和活性區(qū)域39之間的晶格不匹配會(huì)進(jìn) 一步緩解。這里，電子阻擋層可以包含大約40%的