半导体结构制造技术

本发明专利技术提供一种半导体结构，包括第一型掺杂半导体层、发光层、包括多个AlxInyGa1‑x‑yN层、至少一GaN系层以及欧姆接触层的第二型掺杂半导体层。发光层配置于第一型掺杂半导体层上，且第二型掺杂半导体层配置于发光层上。多个AlxInyGa1‑x‑yN层堆叠在发光层上，其中x及y是满足0

Semiconductor structure

The invention provides a semiconductor structure, including a first type doped semiconductor layer, a light emitting layer, a plurality of AlxInyGa1 x yN layers, at least one GaN layer and a second type doped semiconductor layer of an ohmic contact layer. The light emitting layer is arranged on the first type doped semiconductor layer, and the second type doped semiconductor layer is arranged on the light emitting layer. Multiple AlxInyGa1 x yN layers are stacked on the luminous layer, where x and y satisfy 0.

【技术实现步骤摘要】
半导体结构
本专利技术涉及一种半导体结构，尤其涉及一种包括氮化镓系材料的半导体结构。
技术介绍
近年来，发光二极管(lightemittingdiodes,LED)的应用面日趋广泛，已成为日常生活中不可或缺的重要元件，且发光二极管可望取代现今的照明设备，成为未来新世代的固态照明元件，因此发展高节能、高效率及更高功率的发光二极管将会是未来趋势。氮化物LED由于具有元件体积小、无汞污染、发光效率高及寿命长等优点，已成为最新兴光电半导体材料之一，而三族氮化物之发光波长几乎涵盖了可见光的范围，更使其成为极具潜力的发光二极管材料。一般而言，氮化镓系半导体已经被广泛地应用于蓝色/绿色发光二极管。发光装置的主动层通常包括井层(welllayer)和阻障层(barrierlayer)，且发光装置包括InGaN的井层可以应用于发射近紫外光。由于在井层发射至外部的光会穿过阻障层和接触层，所以多个半导体层位于光的穿透路径上。因此，半导体层的光吸收度以及导电性需要被加以控制。
技术实现思路
本专利技术提供一种半导体结构，其具有高发光效率以及高导电性。为了达到上述实施目的，在本专利技术的一实施例的半导体结构包括第一型掺杂半导体层、发光层、包括多个AlxInyGa1-x-yN层、至少一GaN系层以及欧姆接触层的第二型掺杂半导体层。发光层配置于第一型掺杂半导体层上，而第二型掺杂半导体层配置于发光层上。多个AlxInyGa1-x-yN层堆叠在发光层上，其中x及y是满足0<x<1、0≤y<1以及0<x+y<1的数值，而GaN系层介于多个AlxInyGa1-x-yN层的其中两者之间，以及欧姆接触层配置于多个AlxInyGa1-x-yN层上。在本专利技术的一实施例中，上述的多个AlxInyGa1-x-yN层包括AlInGaN系的应力控制层，以及AlInGaN系的载子阻隔层，AlInGaN系的应力控制层配置于发光层与AlInGaN系的载子阻隔层之间。在本专利技术的一实施例中，上述的AlInGaN系的应力控制层掺杂的第二型掺质浓度高于1019cm-3。在本专利技术的一实施例中，上述的多个AlxInyGa1-x-yN层包括第一AlInGaN系层，配置于所述发光层上。第二AlInGaN系层，配置于第一AlInGaN系层上。第一AlInGaN系层掺杂碳。在本专利技术的一实施例中，上述的第一AlInGaN系层掺杂的碳浓度大于5×1017cm-3。在本专利技术的一实施例中，上述的第二AlInGaN系层掺杂的氢浓度大于1018cm-3。在本专利技术的一实施例中，上述的发光层包括浓度大于1017cm-3的第一型掺质。在本专利技术的一实施例中，上述的发光层包括多重量子井结构，多重量子井结构包括交替堆叠的多个井层以及多个阻障层，而多个AlxInyGa1-x-yN层的铟浓度小于多重量子井结构中每一井层的铟浓度。在本专利技术的一实施例中，上述的GaN系层包括具有第一浓度的第二型掺质，多个AlxInyGa1-x-yN层包括具有第二浓度的第二型掺质，且第一浓度大于第二浓度。在本专利技术的一实施例中，上述的半导体结构还包括基板。第一型掺杂半导体层配置于基板上，且介于发光层与基板之间。在本专利技术的一实施例中，上述的半导体结构还包括超晶格层，配置于发光层与第一型掺杂半导体层之间。为了达到上述实施目的，在本专利技术的一实施例的半导体结构包括第一型掺杂半导体层、发光层、包括第一AlInGaN系层、第二AlInGaN系层、至少一GaN系层以及欧姆接触层的第二型掺杂半导体层。发光层配置于第一型掺杂半导体层上，且发光层包括浓度大于1017cm-3的硅。第二型掺杂半导体层配置于发光层上。第一AlInGaN系层配置于发光层上并掺杂碳。第二AlInGaN系层，配置于第一AlInGaN系层上，而GaN系层介于第一AlInGaN系层与第二AlInGaN系层之间。欧姆接触层配置于第二AlInGaN系层上。在本专利技术的一实施例中，上述的第一AlInGaN系层掺杂的碳浓度大于5×1017cm-3。在本专利技术的一实施例中，上述的第二AlInGaN系层掺杂的氢浓度大于1018cm-3。在本专利技术的一实施例中，上述的发光层包括多重量子井结构，多重量子井结构包括交替堆叠的多个井层以及多个阻障层，而第一AlInGaN系层的铟浓度小于多重量子井结构中每一井层的铟浓度。在本专利技术的一实施例中，上述的发光层包括多重量子井结构，多重量子井结构包括交替堆叠的多个井层以及多个阻障层，而第二AlInGaN系层的铟浓度小于多重量子井结构中每一井层的铟浓度。在本专利技术的一实施例中，上述的GaN系层包括具有第一浓度的第二型掺质，多个AlxInyGa1-x-yN层包括具有第二浓度的第二型掺质，且第一浓度大于第二浓度。在本专利技术的一实施例中，上述的半导体结构更包括基板。第一型掺杂半导体层配置于基板上，且介于发光层与基板之间。在本专利技术的一实施例中，上述的半导体结构更包括超晶格层，配置于发光层与第一型掺杂半导体层之间。基于上述，依本专利技术的实施例的半导体结构至少具有以下的优点。在本专利技术的实施例中，GaN系层在半导体结构中的发光层上的多个AlxInyGa1-x-yN层的其中两者之间，且欧姆接触层配置于多个AlxInyGa1-x-yN层上。因此，当发光层发射光时，包括GaN系层与欧姆接触层的第二型掺杂半导体层的光穿透性以及导电性可以增加，以改善半导体结构的发光效率。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1为依照本专利技术第一实施例的半导体结构的剖面示意图。图2为依照本专利技术第一实施例的半导体结构中的主动层的剖面示意图。图3为依照本专利技术第二实施例的半导体结构中的主动层的剖面示意图。附图标记说明：100、200：半导体结构110、210：第一型掺杂半导体层120、220：发光层122、222：阻障层124、224：井层130、230：第二型掺杂半导体层132A、132B、232A、232B：AlxInyGa1-x-yN层134、234：GaN系层136、236：欧姆接触层140、240：基板150：第一电极160：第二电极231：载子阻隔层238：应力控制层270：超晶格层具体实施方式下文将会附加标号以对本专利技术较佳实施例进行详细描述，并以附图说明。在可能的情况下，相同或相似的构件在附图中将以相同的标号显示。在以下实施例的描述中，应当理解当指出一层(或膜)或一结构配置在另一个基板、另一层(或膜)、或另一结构“上”或“下”时，其可“直接”位于其他基板、层(或膜)、或另一结构，亦或者两者间具有一个以上的中间层以“间接”方式配置。在本专利技术的一实施例中提供一种配置发光元件的半导体结构，且此半导体结构的发光效率以及导电性皆得到改善。换句话说，此半导体结构是发光半导体结构，且发光半导体元件在例如是蓝光或近紫外光的光谱上具有良好的发光效率。图1为依照本专利技术第一实施例的半导体结构的剖面示意图。请参照图1，半导体结构100包括第一型掺杂半导体层110、发光层120以及第二型掺杂半导体层130。发光层120配置于第一型掺杂半导体层110上，而第二型掺杂半导体层130配置于发光层120上。第二型掺杂半导体层1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：第一型掺杂半导体层；发光层，配置于所述第一型掺杂半导体层上；第二型掺杂半导体层，配置于所述发光层上，所述第二型掺杂半导体层包括：多个AlxInyGa1‑x‑yN层，堆叠在所述发光层上，其中0

【技术特征摘要】
2017.06.19 US 15/627,4191.一种半导体结构，其特征在于，包括：第一型掺杂半导体层；发光层，配置于所述第一型掺杂半导体层上；第二型掺杂半导体层，配置于所述发光层上，所述第二型掺杂半导体层包括：多个AlxInyGa1-x-yN层，堆叠在所述发光层上，其中0<x<1、0≤y<1以及0<x+y<1；至少一GaN系层，介于所述多个AlxInyGa1-x-yN层的其中两者之间；以及欧姆接触层，配置于所述多个AlxInyGa1-x-yN层上，其中所述多个AlxInyGa1-x-yN层包括AlInGaN系的应力控制层及AlInGaN系的载子阻隔层，所述AlInGaN系的应力控制层配置于所述发光层与所述AlInGaN系的载子阻隔层之间。2.一种半导体结构，其特征在于，包括：第一型掺杂半导体层；发光层，配置于所述第一型掺杂半导体层上；第二型掺杂半导体层，配置于所述发光层上，所述第二型掺杂半导体层包括：多个AlxInyGa1-x-yN层，堆叠在所述发光层上，其中0<x<1、0≤y<1以及0<x+y<1；至少一GaN系层，介于所述多个AlxInyGa1-x-yN层的其中两者之间；以及欧姆接触层，配置于所述多个AlxInyGa1-x-yN层上，其中所述多个AlxInyGa1-x-yN层包括：第一AlInGaN系层，配置于所述发光层上，所述第一AlInGaN系层掺杂碳；以及第二AlInGaN系层，配置于所述第一AlInGaN系层上。3.一种半导体结构，其特征在于，包括：第一型掺杂半导体层；发光层，配置于所述第一型掺杂半导体层上；第二型掺杂半导体层，配置于所述发光层上，所述第二型掺杂半导体层包括：多个AlxInyGa1-x-yN层，堆叠在所述发光层上，其中0<x<1、0≤y<1以及0<x+y<1；至少一GaN系层，介于所述多个AlxInyGa1-x-yN层的其中两者之间；以及欧姆接触层，配置于所述多个AlxInyGa1-x-yN层上，其中所述发光层包括多重量子井结构，所述多重量子井结构包括交替堆叠的多个井层以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄吉豊，林京亮，王信介，吴俊德，李玉柱，李俊杰，
申请(专利权)人：新世纪光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71