具有經(jīng)改善的靜電放電特性的發(fā)光二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管，更具體而言，涉及一種具有經(jīng)改善的靜電放電特性的發(fā)光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，氮化鎵類半導(dǎo)體作為全色顯示器、交通信號(hào)燈、普通照明及光通信設(shè)備的光源，廣泛應(yīng)用于紫外線、藍(lán)色/綠色發(fā)光二極管(light emitting d1de)或激光二極管(laser d1de)。這種氮化鎵類發(fā)光元件包含位于η型及ρ型氮化鎵類半導(dǎo)體層之間的InGaN系的多量子阱結(jié)構(gòu)的活性層。
[0003]圖1是用于說(shuō)明以往的發(fā)光二極管的剖面圖，圖2是放大表示圖1的活性區(qū)域的剖面圖，圖3是用于說(shuō)明圖1的發(fā)光二極管的能帶隙的概略性能帶簡(jiǎn)圖。
[0004]參照?qǐng)D1及圖2，所述發(fā)光二極管包含基板(11)、緩沖層(13)、η型接觸層(15)、活性區(qū)域(17)、ρ型接觸層(19)、η-電極(21)以及ρ-電極(23)。
[0005]這種現(xiàn)有的發(fā)光二極管是在η型接觸層(15)與ρ型接觸層(19)之間包含多量子阱結(jié)構(gòu)的活性區(qū)域(17)來(lái)改善發(fā)光效率，可調(diào)節(jié)多量子阱結(jié)構(gòu)內(nèi)的InGaN阱層的In含量來(lái)發(fā)射所需波長(zhǎng)的光。
[0006]所述η型接觸層(17)通常具有I X 10ls/cm3?I X 10 1Vcm3的范圍內(nèi)的摻雜濃度，發(fā)揮供給電子的作用。另一方面，為了防止漏電而實(shí)現(xiàn)良好的結(jié)晶品質(zhì)，活性區(qū)域(17)內(nèi)的阱層(17w)及障壁層(17b)大致形成為未摻雜層。在活性區(qū)域(17)內(nèi)進(jìn)行摻雜的情況下，為了防止漏電而也以約I X 11Vcm3以下的濃度對(duì)障壁層(17b)進(jìn)行摻雜。
[0007]為了防止漏電而活性區(qū)域(17)與η型接觸層(15)之間的特定區(qū)域的摻雜濃度較低，因此空乏區(qū)域擴(kuò)大到η型接觸層(15)內(nèi)。這種空乏區(qū)域隨著ρ型接觸層(19)內(nèi)的摻雜濃度的增加而進(jìn)一步增大。所述空乏區(qū)域的擴(kuò)大使η型接觸層(15)與ρ型接觸層(19)之間的實(shí)效的距離(d)增加。另一方面，電容器的電容(C)與距離(d)成反比，因此所述空乏區(qū)域的擴(kuò)大使形成到η型接觸層(15)與ρ型接觸層(19)之間的電容器的電容(C)減少。電容(C)的減少最終使發(fā)光二極管的靜電放電特性惡化。
[0008]另一方面，為了提高發(fā)光二極管的靜電放電特性，如圖3所示，可考慮對(duì)與活性區(qū)域(17)相接的η型接觸層(15)的部分或障壁層(17b)摻雜lE19/cm3以上的高濃度的Si。但是，如上所述，因高濃度摻雜而生成的載子易于向活性區(qū)域(17)內(nèi)移動(dòng)，因此發(fā)光二極管的漏電流增加而發(fā)光二極管的電氣特性變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明欲解決的課題
[0010]本發(fā)明欲解決的課題在于提供一種不增加漏電流而改善靜電放電特性的發(fā)光二極管。
[0011]解決課題的手段
[0012]本發(fā)明的一實(shí)施例的發(fā)光二極管包含:n型接觸層；？型接觸層；活性區(qū)域，其介置在所述η型接觸層與ρ型接觸層之間，包含障壁層與阱層；及載子保留區(qū)域，其在所述η型接觸層與所述活性區(qū)域之間與所述活性區(qū)域相接定位，用于保留載子。所述載子保留區(qū)域具有能帶隙經(jīng)調(diào)節(jié)的帶隙調(diào)節(jié)層，以便防止所述載子保留區(qū)域的內(nèi)部的載子擴(kuò)散到所述活性區(qū)域內(nèi)。
[0013]可通過(guò)所述載子保留區(qū)域防止空乏區(qū)域向η型接觸層的內(nèi)部擴(kuò)大，從而可確保發(fā)光二極管的充足的電容，由此可提供具有經(jīng)改善的靜電放電特性的發(fā)光二極管。進(jìn)而，通過(guò)防止所述載子保留區(qū)域內(nèi)的載子向所述活性區(qū)域內(nèi)擴(kuò)散，可防止發(fā)光二極管漏電。
[0014]在一實(shí)施例中，所述帶隙調(diào)節(jié)層可具有寬于所述阱層的帶隙，且具有窄于所述障壁層的帶隙。另外，所述載子保留區(qū)域可包含多個(gè)所述帶隙調(diào)節(jié)層。進(jìn)而，所述帶隙調(diào)節(jié)層可具有l(wèi)E19/cm3?lE21/cm3的范圍的Si摻雜濃度。
[0015]由于所述帶隙調(diào)節(jié)層具有窄于障壁層的帶隙，因此載子可保留在帶隙調(diào)節(jié)層內(nèi)，從而可以防止漏電。
[0016]在其他實(shí)施例中，所述載子保留區(qū)域包含具有l(wèi)E19/cm3?lE21/cm3的范圍的Si摻雜濃度的高濃度摻雜層，所述帶隙調(diào)節(jié)層可位于所述高濃度摻雜層與所述活性區(qū)域之間。進(jìn)而，所述帶隙調(diào)節(jié)層可具有寬于所述障壁層的帶隙。所述高濃度摻雜層可具有與所述障壁層相同或窄于所述障壁層的帶隙。
[0017]由于所述帶隙調(diào)節(jié)層具有寬于所述障壁層的帶隙，因此可防止載子從所述高濃度摻雜層向活性區(qū)域擴(kuò)散，從而可防止發(fā)光二極管漏電。
[0018]在若干實(shí)施例中，所述阱層可由InGaN形成，所述障壁層可由GaN形成，所述帶隙調(diào)節(jié)層可由較所述阱層更少地含有In的InGaN形成。此處，所述帶隙調(diào)節(jié)層可具有1E19/cm3?lE21/cm3的范圍的Si摻雜濃度。
[0019]在其他實(shí)施例中，所述阱層可由InGaN形成，所述障壁層可由GaN形成，所述帶隙調(diào)節(jié)層可由AlGaN形成。進(jìn)而，所述載子保留區(qū)域還可包含具有l(wèi)E19/cm3?lE21/cm3的范圍的Si摻雜濃度的高濃度GaN層。另外，所述帶隙調(diào)節(jié)層可位于所述高濃度GaN層與所述活性區(qū)域之間。
[0020]發(fā)明的效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)在η型接觸層與活性區(qū)域之間配置載子保留區(qū)域，不僅可保留載子，而且可防止載子向活性區(qū)域內(nèi)擴(kuò)散，由此可提供防止漏電而可改善靜電放電特性的發(fā)光二極管。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是用于說(shuō)明現(xiàn)有的發(fā)光二極管的概略性剖面圖。
[0023]圖2是放大表示圖1的活性區(qū)域的概略性剖面圖。
[0024]圖3是用于說(shuō)明圖1的發(fā)光二極管的帶隙的概略性能帶簡(jiǎn)圖。
[0025]圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施例的發(fā)光二極管的剖面圖。
[0026]圖5是放大表示圖4的活性區(qū)域的概略性剖面圖。
[0027]圖6是用于說(shuō)明圖4的發(fā)光二極管的帶隙的概略性能帶簡(jiǎn)圖。
[0028]圖7是用于說(shuō)明本發(fā)明的又一實(shí)施例的發(fā)光二極管的概略性能帶簡(jiǎn)圖。
[0029]圖8是用于說(shuō)明本發(fā)明的又一實(shí)施例的發(fā)光二極管的概略性能帶簡(jiǎn)圖。
[0030](符號(hào)的說(shuō)明)
[0031]11基板，13緩沖層，15η型接觸層，15h高濃度摻雜層，16載子保留區(qū)域，16w帶隙調(diào)節(jié)層(高濃度摻雜層)，16b:帶隙調(diào)節(jié)層，16h:高濃度摻雜層，17活性區(qū)域，17b障壁層，17w講層，19p型接觸層，21η-電極，23ρ-電極
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下，參照附圖，詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。以下所介紹的實(shí)施例是為了充分地向本領(lǐng)域技術(shù)人員傳達(dá)本發(fā)明的思想而提供的示例。因此，本發(fā)明并不限定于以下所說(shuō)明的實(shí)施例，能夠以其他形態(tài)具體化。并且，在附圖中，方便起見(jiàn)，可夸張表示構(gòu)成要素的寬度、長(zhǎng)度、厚度等。在說(shuō)明書(shū)全文中，相同的參照符號(hào)表示相同的構(gòu)成要素。
[0033]圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施例的發(fā)光二極管的剖面圖，圖5是放大表不圖4的活性區(qū)域的概略性剖面圖，圖6是用于說(shuō)明圖4的發(fā)光二極管的帶隙的概略性能帶簡(jiǎn)圖。在圖6中，為了便于說(shuō)明，僅表示導(dǎo)帶(conduct1n band)。
[0034]參照?qǐng)D4及圖5，所述發(fā)光二極管可包含基板(11)、緩沖層(13)、n型接觸層(15)、載子保留區(qū)域(16)、活性區(qū)域(17)、p型接觸層(19)、n-電極(21)及ρ-電極(23)。另外，所述發(fā)光二極管可在所述活性區(qū)域(17)與ρ型接觸層(19)之間包含ρ型鍍層(未圖示)。
[0035]所述基板(51)作為使氮化鎵類半導(dǎo)體層成長(zhǎng)的基板，并不特別限制于藍(lán)寶石基板、SiC基板、尖晶石基板、硅基板、GaN基板等，例如可為經(jīng)圖案化的藍(lán)寶石基板(PSS)。
[0036]所述緩沖層(13)可包含低溫緩沖層及高溫緩沖層。低溫緩沖層例如可在400?600°C的低溫下由(Al，Ga)N形成，特別是，由GaN或AlN形成。高溫緩沖層是用于在基板
(11)與η型接觸層(15)之間緩和如電位的缺陷產(chǎn)生的層，在相對(duì)高溫下成長(zhǎng)。所述高溫緩沖層例如可由未摻雜GaN形成。
[0037]所述η型接觸層(15)由摻雜有η型雜質(zhì)、例如Si的氮化鎵類半導(dǎo)體層形成。所述η型接觸層可由單一的GaN層形成，但并不限定于此，也可由多層形成。摻雜到所述η型接觸層的Si摻雜濃度可處于I X 11Vcm3?I X 10 1Vcm3的范圍內(nèi)。
[0038]活性區(qū)域(17)可具有障壁層(17b)與阱層(17w)交替地積層而成的多量子阱結(jié)構(gòu)。在圖5中，表示有四個(gè)阱層(17w)，但并不限定于此，可使用更少或更