含氮半导体元件制造技术

本发明专利技术提供了一种含氮半导体元件，其包括第一型掺杂半导体层、多重量子阱层以及第二型掺杂半导体层。多重量子阱层包括多个能障层以及多个能阱层，这些能阱层与这些能障层交替排列。多重量子阱层位于第一型掺杂半导体层以及第二型掺杂半导体层之间，其中这些能阱层的其中之一与第二型掺杂半导体层连接。

Nitrogen containing semiconductor components

The invention provides a nitrogen - containing semiconductor element, which comprises a first doped semiconductor layer, a multiple quantum well layer, and a second type doped semiconductor layer. The multiple quantum well layer consists of a plurality of barrier layers and a plurality of well layers, which are alternately arranged with these barrier layers. The multi weight sub well layer is located between the first doped semiconductor layer and the second doped semiconductor layer. One of these energy well layers is connected to the second doped semiconductor layer.

【技术实现步骤摘要】
含氮半导体元件
本专利技术是有关于一种半导体元件，且特别是有关于一种含氮半导体元件。
技术介绍
在一般的半导体元件中，为了增加电子电洞结合的机率以及提高电子阻障，会在主动层与P型半导体层之间设置氮化铝铟镓(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，如何进一步增强载子浓度并提升载子在主动层之间的结合效率仍是本领域技术人员主要努力的目标之一。
技术实现思路
本专利技术提供一种含氮半导体元件，其具有良好的质量以及发光效率。本专利技术的实施例的含氮半导体元件包括第一型掺杂半导体层、多重量子阱层、第二型掺杂半导体层。多重量子阱层包括多个能障层以及多个能阱层，这些能阱层与这些能障层交替排列。多重量子阱层位于第一型掺杂半导体层以及第二型掺杂半导体层之间，其中这些能阱层的其中之一与第二型掺杂半导体层连接。在本专利技术的一实施例中，上述的第二型掺杂半导体层包括连接多重量子层的第一氮化铝铟镓层，且第一氮化铝铟镓层掺杂有第二型掺杂物。在本专利技术的一实施例中，上述的第一氮化铝铟镓层的第二型掺杂物是镁，且镁在第一氮化铝铟镓层的掺杂浓度大于1019cm-3。在本专利技术的一实施例中，上述的铝在第一氮化铝铟镓层中以相同的浓度分布。在本专利技术的一实施例中，上述的第一氮化铝铟镓层的材质为Alx1Iny1Ga1-x1-y1，0≦x1＜0.5，0≦y1＜0.3。在本专利技术的一实施例中，上述的铝在第一氮化铝铟镓层中的浓度自连接多重量子阱层的一侧往远离多重量子阱层的一侧增加。在本专利技术的一实施例中，上述的第一氮化铝铟镓层的材质自Alx1Iny1Ga1-x1-y1变化至Alx2Iny2Ga1-x2-y2，0≦x1,x2＜0.5，0≦y1,y2＜0.3，x1＜x2。在本专利技术的一实施例中，上述的第一氮化铝铟镓层的厚度落在0.1纳米至20纳米的范围。在本专利技术的一实施例中，上述的第二型掺杂半导体层还包括一第二氮化铝铟镓层，第一氮化铝铟镓层配置于多重量子阱层与第二氮化铝铟镓层之间，第二氮化铝铟镓层掺杂有第二型掺杂物，且第二氮化铝铟镓层的第二型掺杂物浓度大于第一氮化铝铟镓层的第二型掺杂物浓度。在本专利技术的一实施例中，上述的第二氮化铝铟镓层的第二型掺杂物是镁、碳或二者，镁在第二氮化铝铟镓层的掺杂浓度大于1019cm-3，碳在第二氮化铝铟镓层的掺杂浓度大于1×1017cm-3，且碳在第二氮化铝铟镓层的浓度大于碳在第一氮化铝铟镓层的浓度。在本专利技术的一实施例中，上述的铝在第二氮化铝铟镓层中以相同的浓度分布，或是以高低交错的浓度分布。在本专利技术的一实施例中，上述的铝在第二氮化铝铟镓层中的浓度自连接第一氮化铝铟镓层的一侧往远离第一氮化铝铟镓层的一侧增加或减少。在本专利技术的一实施例中，上述的第二氮化铝铟镓层的材质为Alx1Iny1Ga1-x1-y1，0≦x1＜0.5，0≦y1＜0.3。在本专利技术的一实施例中，上述的第二氮化铝铟镓层的厚度落在0.1纳米至150纳米之间。在本专利技术的一实施例中，上述的第二型掺杂半导体层还包括第三氮化铝铟镓层，第二氮化铝铟镓层配置于第一氮化铝铟镓层与第三氮化铝铟镓层之间，第三氮化铝铟镓层掺杂有第二型掺杂物。在本专利技术的一实施例中，上述的第三氮化铝铟镓层的第二型掺杂物是镁、碳或二者，镁在第三氮化铝铟镓层的掺杂浓度大于1×1019cm-3，碳在第三氮化铝铟镓层的掺杂浓度大于1×1017cm-3。在本专利技术的一实施例中，铝在上述的第三氮化铝铟镓层中以相同的浓度分布，或是以高低交错的浓度分布。在本专利技术的一实施例中，铝在上述的第三氮化铝铟镓层中的浓度自连接第二氮化铝铟镓层的一侧往远离第二氮化铝铟镓层的一侧增加或减少。在本专利技术的一实施例中，上述的第三氮化铝铟镓层的材质为Alx1Iny1Ga1-x1-y1，0≦x1＜0.5，0≦y1＜0.3。在本专利技术的一实施例中，上述的第三氮化铝铟镓层的厚度落在0.1纳米至200纳米之间。在本专利技术的一实施例中，上述的第二型掺杂半导体层还包括氮化镓层。氮化镓层掺杂有第二型掺杂物，且氮化镓层以及第一氮化铝铟镓层配置于第二型掺杂半导体层的两侧。在本专利技术的一实施例中，上述的这些能阱层为掺杂有第一型掺杂物的氮化铟镓层，这些能障层为掺杂有第一型掺杂物的氮化镓层，且这些能阱层的材质为InxGa1-xN，0.01≦x＜0.5。连接第二型掺杂半导体层的能阱层的第一型掺杂物的浓度低于其余这些能阱层的第一型掺杂物的浓度。在本专利技术的一实施例中，上述的这些能障层与这些能阱层的第一型掺杂物为硅。硅在连接第二型掺杂半导体层的能阱层的浓度大于1×1017cm-3，硅在其余多个能阱层的浓度大于3×1017cm-3，硅在多个能障层的浓度大于3×1017cm-3。在本专利技术的一实施例中，上述的多个能阱层的厚度落在1纳米至6纳米的范围，多个能障层的厚度落在1纳米至20纳米的范围。本专利技术的实施例的含氮半导体元件包括第一型掺杂半导体层、多重量子阱层以及第二型掺杂半导体层。多重量子阱层包括第一能障层、多个第二能障层以及多个能阱层。第一能障层的厚度小于这些第二能障层的厚度，且这些能阱层与第一能障层以及这些第二能障层交替排列。多重量子阱层位于第一型掺杂半导体层以及第二型掺杂半导体层之间，且第一能障层与第二型掺杂半导体层连接。在本专利技术的一实施例中，上述的第一能障层的厚度落在0.1纳米至20纳米的范围。在本专利技术的一实施例中，上述的第一能障层的材质包括氮化铝铟镓，第一能障层掺杂有第二型掺杂物。在本专利技术的一实施例中，上述的第一能障层的第二型掺杂物是镁，且镁在第一能障层的掺杂浓度大于1×1019cm-3。在本专利技术的一实施例中，铝在上述的第一能障层中以相同的浓度分布。在本专利技术的一实施例中，上述的第一能障层的材质为Alx1Iny1Ga1-x1-y1，0≦x1＜0.5，0≦y1＜0.3。在本专利技术的一实施例中，铝在上述的第一能障层中的浓度自连接多个能阱层的其中之一的一侧往远离能阱层的一侧增加。在本专利技术的一实施例中，上述的第一能障层的材质自Alx1Iny1Ga1-x1-y1变化至Alx2Iny2Ga1-x2-y2，0≦x1,x2＜0.5，0≦y1,y2＜0.3，x1＜x2。在本专利技术的一实施例中，上述的第二型掺杂半导体层还包括连接第一能障层的第一氮化铝铟镓层。第一氮化铝铟镓层掺杂有第二型掺杂物，且第一氮化铝铟镓层的第二型掺杂物浓度大于第一能障层的第二型掺杂物浓度。在本专利技术的一实施例中，上述的第一氮化铝铟镓层的第二型掺杂物是镁、碳或二者。镁在第一氮化铝铟镓层的掺杂浓度大于1019cm-3，碳在第一氮化铝铟镓层的掺杂浓度大于1017cm-3，且碳在第一氮化铝铟镓层的浓度大于碳在第一能障层的浓度。在本专利技术的一实施例中，铝在上述的第一氮化铝铟镓层中以相同的浓度分布，或是以高低交错的浓度分布。在本专利技术的一实施例中，铝在上述的第一氮化铝铟镓层中的浓度自连接第一能障层的一侧往远离多重量子阱层的一侧增加或减少。在本专利技术的一实施例中，上述的第一氮化铝铟镓层的材质为Alx1Iny1Ga1-x1-y1，0≦x1＜0.5，0≦y1＜0.3。在本专利技术的一实施例中，上述的第一氮化铝铟镓层的厚度落在0.1纳米至150纳米之间。在本专利技术的一实施例中，上述的第二型掺杂半导体层还包括一第二氮化铝铟镓层。第一氮化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氮半导体元件，包括：一第一型掺杂半导体层；一多重量子阱层，包括：多个能障层；以及多个能阱层，与所述多个能障层交替排列；以及一第二型掺杂半导体层，所述多重量子阱层位于所述第一型掺杂半导体层以及所述第二型掺杂半导体层之间，其中所述多个能阱层的其中之一与所述第二型掺杂半导体层连接。

【技术特征摘要】
2016.09.19 TW 1051301731.一种含氮半导体元件，包括：一第一型掺杂半导体层；一多重量子阱层，包括：多个能障层；以及多个能阱层，与所述多个能障层交替排列；以及一第二型掺杂半导体层，所述多重量子阱层位于所述第一型掺杂半导体层以及所述第二型掺杂半导体层之间，其中所述多个能阱层的其中之一与所述第二型掺杂半导体层连接。2.如权利要求1所述的含氮半导体元件，其特征在于，所述第二型掺杂半导体层包括一连接所述多重量子层的第一氮化铝铟镓层，所述第一氮化铝铟镓层掺杂有第二型掺杂物。3.如权利要求2所述的含氮半导体元件，其特征在于，铝在所述第一氮化铝铟镓层中的浓度自连接所述多重量子阱层的一侧往远离所述多重量子阱层的一侧增加或以相同的浓度分布。4.如权利要求2所述的含氮半导体元件，其特征在于，所述第二型掺杂半导体层还包括一第二氮化铝铟镓层，所述第一氮化铝铟镓层配置于所述多重量子阱层与所述第二氮化铝铟镓层之间，所述第二氮化铝铟镓层掺杂有第二型掺杂物，且所述第二氮化铝铟镓层的第二型掺杂物浓度大于所述第一氮化铝铟镓层的第二型掺杂物浓度。5.如权利要求4所述的含氮半导体元件，其特征在于，所述第二氮化铝铟镓层的第二型掺杂物是镁、碳或二者，镁在所述第二氮化铝铟镓层的掺杂浓度大于1×1019cm-3，碳在所述第二氮化铝铟镓层的掺杂浓度大于1×1017cm-3，且碳在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：方信乔，吕政学，林政宏，郑季豪，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