半导体结构制造技术

本发明专利技术涉及一种半导体结构，包括一第一型半导体层、一第二型半导体层、一发光层以及一空穴提供层。发光层配置于第一型半导体层与第二型半导体层之间。空穴提供层配置于发光层与第二型半导体层之间，且空穴提供层包括一第一空穴提供层以及一第二空穴提供层。第一空穴提供层配置于发光层与第二空穴提供层之间，且第一空穴提供层的化学通式为Alx1Iny1Ga1‑x1‑y1N，其中0≤x1<0.4，且0≤y1<0.4。第二空穴提供层配置于第一空穴提供层与第二型半导体层之间，且第二空穴提供层的化学通式为Alx2Iny2Ga1‑x2‑y2N，其中0≤x2<0.4，0≤y2<0.4，且x1>x2。本发明专利技术可提高电子阻障效能，并可以避免驱动电压升高的问题产生。

Semiconductor structure

The invention relates to a semiconductor structure, comprising a first type semiconductor layer, a second type semiconductor layer, a light emitting layer and a hole providing layer. The luminescent layer is arranged between the first type semiconductor layer and the second type semiconductor layer. The hole providing layer is disposed between the light emitting layer and the second type semiconductor layer, and the hole providing layer includes a first hole providing layer and a second hole providing layer. The first layer is arranged on the light emitting layer hole provided with second holes provided between layers and the first hole, provide the chemical formula for Alx1Iny1Ga1 layer x1 y1N, of which 0 is less than or equal to x1< 0.4, 0.4 and 0 y1<. Second hole hole provides layer is disposed on the first layer and the second type semiconductor layer provided between the second, and provide the chemical formula of hole layer is Alx2Iny2Ga1 x2 y2N, of which 0 is less than or equal to x2< 0.4, 0.4, and 0 = y2< x1> x2. The invention can improve the electronic barrier performance, and can avoid the problem that the driving voltage is raised.

【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，且尤其涉及一种具有空穴提供层的半导体结构。
技术介绍
在一般的发光二极管芯片中，为了增加电子空穴结合的机率以及提高电子阻障，会在发光层与P型半导体层之间设置一高铝含量的氮化铝铟镓(AlxInyGa1-x-yN)的四元半导体层，且此半导体层中可能会添加有高浓度的镁或碳。然而，虽然高铝含量的氮化铝铟镓可有效提高电子阻障的效果，但伴随而来的是驱动电压高的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种半导体结构，其具有空穴提供层，通过调整空穴提供层中的铝含量，来提高电子阻障效能，并可以避免驱动电压升高的问题产生。本专利技术的半导体结构，其包括一第一型半导体层、一第二型半导体层、一发光层以及一空穴提供层。发光层配置于第一型半导体层与第二型半导体层之间。空穴提供层配置于发光层与第二型半导体层之间，且空穴提供层包括一第一空穴提供层以及一第二空穴提供层。第一空穴提供层配置于发光层与第二空穴提供层之间，且第一空穴提供层的化学通式为Alx1Iny1Ga1-x1-y1N，其中0≤x1<0.4，且0≤y1<0.4。第二空穴提供层配置于第一空穴提供层与第二型半导体层之间，且第二空穴提供层的化学通式为Alx2Iny2Ga1-x2-y2N，其中0≤x2<0.4，0≤y2<0.4，且x1>x2。在本专利技术的一实施例中，上述的空穴提供层还包括一第三空穴提供层，配置于第二空穴提供层与第二型半导体层之间，第三空穴提供层的化学通式为Alx3Iny3Ga1-x3-y3N，其中0≤x3<0.4，0≤y3<0.4，其中x3&gt;x2。在本专利技术的一实施例中，上述的第一空穴提供层的厚度大于等于2纳米且小于等于50纳米。在本专利技术的一实施例中，上述的第二空穴提供层的厚度大于等于2纳米且小于等于50纳米。在本专利技术的一实施例中，上述的第一空穴提供层掺杂有浓度大于等于3x1017atom/cm3的一第一掺质，而第一掺质为碳。在本专利技术的一实施例中，上述的第一空穴提供层掺杂有浓度大于等于1x1019atom/cm3的一第二掺质，而第二掺质为镁。在本专利技术的一实施例中，上述的第二空穴提供层掺杂有浓度大于等于3x1017atom/cm3的一第一掺质，而第一掺质为碳。在本专利技术的一实施例中，上述的第二空穴提供层掺杂有浓度大于等于1x1019atom/cm3的一第二掺质，而第二掺质为镁。在本专利技术的一实施例中，上述的第一空穴提供层与第二空穴提供层的化学通式中的x1值与x2值分别为一定值。在本专利技术的一实施例中，上述的第一空穴提供层与第二空穴提供层的化学通式中的x1值与x2值分别随着第一空穴提供层的厚度与第二空穴提供层的厚度呈一渐变分布。在本专利技术的一实施例中，上述的第一空穴提供层与第二空穴提供层的化学通式中的x1值与x2值分别随着第一空穴提供层的厚度与第二空穴提供层的厚度呈一阶梯式分布。在本专利技术的一实施例中，上述的第一空穴提供层与第二空穴提供层分别为一超晶格空穴提供层。在本专利技术的一实施例中，上述的第一空穴提供层包括至少一第一子空穴提供层以及至少一第二子空穴提供层。第一子空穴提供层的化学通式为Alx1aIny1aGa1-x1a-y1aN，其中0≤x1a<0.4，且0≤y1a<0.4。第二子空穴提供层的化学通式为Alx1bIny1bGa1-x1b-y1bN，其中0≤x1b<0.4，且0≤y1b<0.4。第一子空穴提供层的厚度与第二子空穴提供层的厚度分别大于1纳米且小30纳米。在本专利技术的一实施例中，上述的第二空穴提供层包括至少一第三子空穴提供层以及至少一第四子空穴提供层。第三子空穴提供层的化学通式为Alx2aIny2aGa1-x2a-y2aN，其中0≤x2a<0.4，且0≤y2a<0.4。第四子空穴提供层的化学通式为Alx2bIny2bGa1-x2b-y2bN，其中0≤x2b<0.4，且0≤y2b<0.4。第三子空穴提供层的厚度与第四子空穴提供层的厚度分别大于1纳米且小30纳米。本专利技术还提供一种半导体结构，其包括一第一型半导体层、一第二型半导体层、一发光层以及一空穴提供层。发光层配置于第一型半导体层与第二型半导体层之间。空穴提供层配置于发光层与第二型半导体层之间，且空穴提供层的化学通式为AlxInyGa1-x-yN，其中0≤x<0.4，且0≤y<0.4，且空穴提供层的化学通式中的x值在靠近发光层处大于在靠近第二型半导体层处。本专利技术还提供一种半导体结构，其包括一第一型半导体层、一第二型半导体层、一发光层、一第一氮化铝铟镓层以及一第二氮化铝铟镓层。发光层配置于第一型半导体层与第二型半导体层之间。第一氮化铝铟镓层配置于发光层与第二型半导体层之间。第二氮化铝铟镓层配置于第一氮化铝铟镓与第二型半导体层之间，其中第一氮化铝铟镓层中的铝含量大于第二氮化铝铟镓层中的铝含量。在本专利技术的一实施例中，上述的半导体结构还包括一第三氮化铝铟镓层，配置于第二氮化铝铟镓层与第二型半导体层之间，其中第三氮化铝铟镓层中的铝含量大于第二氮化铝铟镓层中的铝含量。在本专利技术的一实施例中，上述的第一空穴提供层掺杂有浓度大于等于3x1017atom/cm3的一第一掺质，而第一掺质为碳。在本专利技术的一实施例中，上述的第一空穴提供层掺杂有浓度大于等于1x1019atom/cm3的一第二掺质，而第二掺质为镁。在本专利技术的一实施例中，上述的第二空穴提供层掺杂有浓度大于等于3x1017atom/cm3的一第一掺质，而第一掺质为碳。在本专利技术的一实施例中，上述的第二空穴提供层掺杂有浓度大于等于1x1019atom/cm3的一第二掺质，而第二掺质为镁。基于上述，由于本专利技术的半导体结构具有空穴提供层，因此可提供更多的空穴进入发光层内，可增加电子空穴结合的情况。再者，本专利技术的空穴提供层的材质为氮化铝铟镓(AlxInyGa1-x-yN)，通过调整空穴提供层中铝的含量，除了可以有效地将电子空穴局限于发光层内，以有效提高电子阻障效能之外，也可有效避免电压升高的问题产生。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1A示出本专利技术的一实施例的一种半导体结构的剖面示意图。图1B至图1D示出图1A的第一空穴提供层与第二空穴提供层中铝含量与厚度的多种形态的关系示意图。图2A示出本专利技术的另一实施例的一种半导体结构的剖面示意图。图2B示出图2A的第一空穴提供层、与第二空穴提供层与第三空穴提供层中铝含量、镁含量、碳含量以及铟含量的二次离子质谱量测图。图2C至图2E示出2A的第一空穴提供层、第二空穴提供层与第三空穴提供层中铝含量与厚度的多种形态的关系示意图。图3A示出本专利技术的另一实施例的一种半导体结构的剖面示意图。图3B示出图3A中的第一空穴提供层另一种形式的示意图。图3C示出图3A中的第二空穴提供层另一种形式的示意图。图3D示出图3B与图3C的第一空穴提供层与第二空穴提供层中铝含量与厚度的关系示意图。图4A示出本专利技术的另一实施例的一种半导体结构的剖面示意图。图4B示出图4A中的第一空穴提供层另一种形式的示意图。图4C示出图4A中的第二空穴提供层另一种形式的示意图。图4D示出图4A中的第三空穴提供层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体结构，包括：一第一型半导体层；一第二型半导体层；一发光层，配置于所述第一型半导体层与所述第二型半导体层之间；以及一空穴提供层，配置于所述发光层与所述第二型半导体层之间，且所述空穴提供层包括一第一空穴提供层以及一第二空穴提供层，所述第一空穴提供层配置于所述发光层与所述第二空穴提供层之间，且所述第一空穴提供层的化学通式为Alx1Iny1Ga1‑x1‑y1N，其中0≤x1<0.4，0≤y1<0.4，而所述第二空穴提供层配置于所述第一空穴提供层与所述第二型半导体层之间，且所述第二空穴提供层的化学通式为Alx2Iny2Ga1‑x2‑y2N，其中0≤x2<0.4，0≤y2<0.4，且x1>x2。

【技术特征摘要】
2016.03.08 TW 1051069751.一种半导体结构，包括：一第一型半导体层；一第二型半导体层；一发光层，配置于所述第一型半导体层与所述第二型半导体层之间；以及一空穴提供层，配置于所述发光层与所述第二型半导体层之间，且所述空穴提供层包括一第一空穴提供层以及一第二空穴提供层，所述第一空穴提供层配置于所述发光层与所述第二空穴提供层之间，且所述第一空穴提供层的化学通式为Alx1Iny1Ga1-x1-y1N，其中0≤x1<0.4，0≤y1<0.4，而所述第二空穴提供层配置于所述第一空穴提供层与所述第二型半导体层之间，且所述第二空穴提供层的化学通式为Alx2Iny2Ga1-x2-y2N，其中0≤x2<0.4，0≤y2<0.4，且x1>x2。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述空穴提供层还包括一第三空穴提供层，配置于所述第二空穴提供层与所述第二型半导体层之间，所述第三空穴提供层的化学通式为Alx3Iny3Ga1-x3-y3N，其中0≤x3<0.4，0≤y3<0.4，其中x3>x2。3.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一空穴提供层掺杂有浓度大于等于3x1017atom/cm3的一第一掺质，而所述第一掺质为碳。4.根据权利要求3所述的半导体结构，其中所述第一空穴提供层掺杂有浓度大于等于1019atom/cm3的一第二掺质，而所述第二掺质为镁。5.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述第二空穴提供层掺杂有浓度大于等于3x1017atom/cm3的一第一掺质，而所述第一掺质为碳。6.根据权利要求5所述的半导体结构，其中所述第二空穴提供层掺杂有浓度大于等于1019atom/cm3的一第二掺质，而所述第二掺质为镁。7.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一空穴提供层与所述第二空穴提供层的化学通式中的x1值与x2值分别为一定值。8.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一空穴提供层与所述第二空穴提供层的化学通式中的x1值与x2值分别随着所述第一空穴提供层的厚度与所述第二空穴提供层的厚度呈一渐变分布。9.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一空穴提供层与所述第二空穴提供层分别为一超晶格空穴提供层。10.根据权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一空穴提供层包括至少一第一子空穴提供层以及至少一第二子空穴提供层，所述第一子空穴提供层的化学通式为Alx1aIny1aGa1-x1a-y1aN，其中0≤x1a<0.4，且0≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：林政宏，黄政杰，黄吉豊，
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