光电元件制造技术

本发明专利技术公开一光电元件，其包含一第一半导体层具有一第一晶格常数；一第二半导体层具有一第二晶格常数，其中第二晶格常数小于第一晶格常数；及一第一缓冲层位于第一半导体层与第二半导体层之间，其中第一缓冲层于靠近第二半导体层的一侧的一晶格常数小于第二晶格常数。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一光电元件，其包含一第一半导体层具有一第一晶格常数；一第二半导体层具有一第二晶格常数，其中第二晶格常数小于第一晶格常数；及一第一缓冲层位于第一半导体层与第二半导体层之间，其中第一缓冲层于靠近第二半导体层的一侧的一晶格常数小于第二晶格常数。【专利说明】光电元件
本专利技术涉及一光电元件，尤其是涉及一具有渐变晶格常数的缓冲层的光电元件。
技术介绍
图1是现有的一光电元件1的结构剖视图，如图1所示，光电元件1包含一基板11 及多个半导体层10、12、14、16、18位于基板11上，其中多个半导体层10、12、14、16、18是依 序成长于基板11上，且由半导体层10往半导体层18的一厚度方向上，多个半导体层10、 12、14、16、18的晶格常数逐渐变小。当具有较小晶格常数的半导体层，例如半导体层12,成 长于具有较大晶格常数的半导体层上时，例如半导体层10,半导体层10与半导体层12之间 会产生一伸张应力（tensile strain)，此伸张应力不易在半导体层10与半导体层12之间 释放。接续半导体层10与半导体层12之后，当半导体层14、16、18成长于半导体层12上 时，此伸张应力会持续累积于光电元件1中，因而造成缺陷或差排产生。图2是现有的光电 元件1的SEM剖视图。当多个半导体层10、12、14、16、18依序成长于基板11上时，此伸张 应力会造成大量的缺陷或差排产生，且此缺陷或差排，如图2中标示y之处，沿着半导体层 的厚度方向，如图2中箭头标示Y的方向，持续累积。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一光电元件，包含一第一半导体层具有一第一晶格 常数；一第二半导体层具有一第二晶格常数，其中第二晶格常数小于第一晶格常数；及一 第一缓冲层位于第一半导体层与第二半导体层之间，其中第一缓冲层于靠近第二半导体层 的一侧的一晶格常数小于第二晶格常数。 【专利附图】【附图说明】 图1是现有的光电元件； 图2是现有的光电元件的SEM剖视图； 图3是本专利技术一实施例的一光电兀件； 图4是本专利技术第一实施例的一光电元件于一厚度方向上的铟含量分布情形； 图5是本专利技术第二实施例的一光电元件于一厚度方向上的铟含量分布情形； 图6是本专利技术第三实施例的一光电兀件于一厚度方向上的铟含量分布情形； 图7是本专利技术一实施例的一光电兀件的SEM剖视图。 符号说明 光电元件1、2 基板 11、20 半导体叠层21 第一半导体层10、211 第一缓冲层212 第二半导体层12、213 第二缓冲层214 第三半导体层14、215 第三缓冲层14、216 第四半导体层16、217 第五半导体层18 【具体实施方式】 为了使本专利技术的叙述更加详尽与完备，请参照下列描述并配合图3的图示。依据 本专利技术一实施例的一光电元件2的结构剖视图，如图3所示，光电元件2包含一基板20及 一半导体叠层21位于基板20上，其中半导体叠层21可以为发光二极管外延叠层及/或太 阳能电池外延叠层，基板20可用以承载及/或成长半导体叠层21。半导体叠层21包含多 个半导体层。具体而言，半导体叠层21可包含一第一半导体层211具有一第一晶格常数； 一第二半导体层213具有一第二晶格常数；一第三半导体层215具有一第三晶格常数；及 一第四半导体层217具有一第四晶格常数。半导体叠层21包含的半导体层数目并不以上 述为限制。 半导体叠层21包含一缓冲层位于两相邻的半导体层间。具体而言，半导体叠层21 包含一第一缓冲层212位于第一半导体层211与第二半导体层213之间；一第二缓冲层214 位于第二半导体层213与第三半导体层215之间；及一第三缓冲层216位于第三半导体层 215与第四半导体层217之间。各缓冲层具有一晶格常数。具体而言，第一缓冲层212具有 一第一缓冲层晶格常数，第二缓冲层214具有一第二缓冲层晶格常数，第三缓冲层216具有 一第三缓冲层晶格常数。 半导体叠层21的材料包含III - V族半导体材料，例如可包含一种以上的元素选自 砷（As)、镓（Ga)、铝（A1)、铟（In)、磷（P)、氮（N)所构成的群组。形成半导体叠层21的方 法没有特别限制，除了有机金属化学气相沉积法（M0CVD)，也可使用分子束外延（MBE)，氢 化物气相沉积法（HVPE )，蒸镀法或离子电镀方法。 光电元件2的基板20位于靠近第一半导体层211的一侧，基板20的材料包含 无机材料或III-V族半导体材料。无机材料包含碳化娃（SiC)、蓝宝石（sapphire)、错酸 锂（LiA10 2)、氧化锌（ZnO)、玻璃或石英。III - V族半导体材料包含磷化铟（InP)、磷化镓 (GaP)、氮化镓（GaN)、氮化铝（A1N)材料或锗（Ge)。 在半导体叠层21的外延成长过程中，第一半导体层211、第二半导体层213、第三 半导体层215及第四半导体层217可通过调整各半导体层211、213、215、217的III - V族半 导体材料中元素的含量，例如铟，来改变其晶格常数，但不以铟为限制，其他III A族元素，例 如铝，或是V A族元素，例如磷或砷，也可用来改变各半导体层的晶格常数。于本专利技术的一 实施例中，半导体叠层21的材料包含InxG ai_xP，各半导体层可通过调整铟的含量来改变各 半导体层的晶格常数，具体而言，铟含量越高，晶格常数越大，反之，铟含量越低，晶格常数 越小。于本专利技术的另一实施例中，半导体叠层21的材料可包含GaA SyPi_y，各半导体层可通 过调整砷的含量来改变各半导体层的晶格常数，砷含量越高，晶格常数越大，反之，砷含量 越低，晶格常数越小。相对的，各半导体层也可通过调整磷的含量来改变各半导体层的晶格 常数，磷含量越高，晶格常数越小，反之，磷含量越低，晶格常数越大。 本专利技术图4至图6是以半导体叠层21的材料包含InxGai_ xP为例来叙述本专利技术，但 不以此为限制，其他III - V族半导体材料也可应用于本专利技术。 图4是本专利技术第一实施例的光电元件2的半导体叠层21于一厚度方向上的铟含 量分布情形。第一半导体层211具有一第一铟含量，第二半导体层213具有一第二铟含量， 第三半导体层215具有一第三铟含量，及一第四半导体层217具有一第四铟含量。各半导 体层中所含的铟含量与各半导体层的晶格常数成一正比例关系。本实施例的第一半导体层 211的材料可为In Q.5GaQ.5P，第一铟含量约为50%，由第一半导体层211往第四半导体层217 的厚度方向上，铟含量逐渐减少，于靠近第四半导体层217的一侧的半导体层的材料可为 Ιηα36&α7Ρ，铟含量约为30%。从第一半导体层211往第四半导体层217的厚度方向上，各半 导体层211、213、215、217的铟含量可为一梯度变化，如图4所示，或一连续变化（图未示）。 但各半导体层211、213、215、217的铟含量并不以上述为限制。 基于上述，由第一半导体层211往第四半导体层217的厚度方向上，当各半导体层 InxGai_xP的铟含量逐渐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一光电元件，包含︰第一半导体层，具有第一晶格常数；第二半导体层，具有第二晶格常数，其中该第二晶格常数小于该第一晶格常数；及第一缓冲层，位于该第一半导体层与该第二半导体层之间，其中该第一缓冲层于靠近该第二半导体层的一侧的一晶格常数小于该第二晶格常数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林宣乐，李世昌，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71