半导体元件制造技术

本发明专利技术公开一种半导体元件，其包含︰一第一半导体层；位于第一半导体层上的一第二半导体层，其包含具有第一导电类型的一第一掺杂物和具有第二导电类型的一第二掺杂物，其中第一掺杂物具有一掺杂浓度，且第一导电类型与第二导电类型不同；位于第二半导体层上的一第三半导体层，其中第三半导体层包含一第三掺杂物，第三掺杂物包含一掺杂浓度，第三掺杂物的掺杂浓度高于第一掺杂物的掺杂浓度；以及位于第一半导体层和第二半导体层之间的一活性区；其中第二半导体层包含面向活性区的一底表面，活性区包含面对第二半导体层的一顶表面，且第二半导体层的底表面与活性区的顶表面之间的距离不小于2nm。

Semiconductor components

The invention discloses a semiconductor element, which comprises: a first semiconductor layer; a second semiconductor layer located on the first semiconductor layer, which comprises a first dopant with a first conductive type and a second dopant with a second conductive type, in which the first dopant has a doping concentration and the first conductive type is different from the second conductive type; and a second semiconductor layer located on the first semiconductor layer. The third semiconductor layer consists of a third dopant, the third dopant contains a doping concentration, the third dopant contains a doping concentration higher than the first dopant, and an active region between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. The second semiconductor layer contains a bottom surface facing the active region, and the active region contains the active region. Facing a top surface of the second semiconductor layer, the distance between the bottom surface of the second semiconductor layer and the top surface of the active region is not less than 2 nm.

【技术实现步骤摘要】
半导体元件
本专利技术涉及一种半导体元件，尤其是涉及一种包含半导体层，且半导体层包含两种不同掺杂物的半导体元件。
技术介绍
发光二极管被广泛地用于固态照明光源。相较于传统的白炽灯泡和荧光灯，发光二极管具有耗电量低以及寿命长等优点，因此发光二极管已逐渐取代传统光源，并且应用于各种领域，如交通号志、背光模块、路灯照明、医疗设备等。
技术实现思路
本专利技术提供一种半导体元件。半导体元件包含一第一半导体层；位于第一半导体层上的一第二半导体层，第二半导体层包含具有第一导电类型的一第一掺杂物和具有第二导电类型的一第二掺杂物，其中第一掺杂物具有一掺杂浓度，且第一导电类型与第二导电类型不同；位于第二半导体层上的一第三半导体层，其中第三半导体层包含一第三掺杂物，第三掺杂物包含一掺杂浓度，第三掺杂物的掺杂浓度高于第一掺杂物的掺杂浓度；以及位于第一半导体层和第二半导体层之间的一活性区；其中第二半导体层包含面向活性区的一底表面，活性区包含面对第二半导体层的一顶表面，且第二半导体层的底表面与活性区的顶表面之间的距离不小于2nm。本专利技术又提供一种半导体元件。半导体元件包含一第一半导体层；位于第一半导体层上的一第二半导体层，第二半导体层包含具有第一导电类型的一第一掺杂物和具有第二导电类型的一第二掺杂物，第一导电类型与第二导电类型不同，其中第一掺杂物具有一掺杂浓度，第二掺杂物具有一掺杂浓度；以及位于第一半导体层和第二半导体层之间的一活性区；其中第二半导体层的第一掺杂物的掺杂浓度与第二掺杂物的掺杂浓度的比值不小于10。本专利技术又提供一种半导体元件。半导体元件包含一第一半导体层；位于第一半导体层上的一第二半导体层，第二半导体层包含具有第一导电类型的一第一掺杂物和具有第二导电类型的一第二掺杂物，第一导电类型与第二导电类型不同，其中第一掺杂物具有一掺杂浓度，第二掺杂物具有一掺杂浓度；位于第一半导体层和第二半导体层之间的一活性区；位于活性区和第一半导体层之间的一含铝层，其中含铝层包含具有一掺杂浓度的一掺杂物；以及位于含铝层和第一半导体层之间的一应力释放结构，其中应力释放结构包含具有一掺杂浓度的一掺杂物；其中应力释放结构的掺杂物的掺杂浓度高于含铝层的掺杂物的掺杂浓度，且含铝层的掺杂物的掺杂浓度高于第二半导体层的第二掺杂物的掺杂浓度。本专利技术又提供一种半导体元件。半导体元件包含一第一半导体层；位于第一半导体层上的一第二半导体层，第二半导体层包含具有第一导电类型的一第一掺杂物；位于第一半导体层和第二半导体层之间的一活性区；以及位于活性区和第二半导体层之间的一限制层，其中限制层包含一掺杂物，其具有一导电类型，限制层的掺杂物的导电类型与第一导电类型不同。本专利技术又提供一种半导体元件。半导体元件包含一第一半导体层；位于第一半导体层上的一第二半导体层，第二半导体层包含具有第一导电类型的一第一掺杂物；位于第一半导体层和第二半导体层之间的一活性区，活性区包含交替的多个阱层和多个阻障层，其中一阻障层包含具有掺杂浓度的一掺杂物，阻障层的掺杂物的导电类型与第一导电类型不同；以及位于活性区和第二半导体层之间的一限制层，其中限制层包含具有掺杂浓度的一掺杂物，限制层的掺杂物具有一导电类型，其与第一导电类型不同，阻障层的掺杂物的掺杂浓度不小于限制层的掺杂物的掺杂浓度。附图说明图1为本专利技术的第一实施例的半导体元件的剖视图；图2为本专利技术的第二实施例的半导体元件的剖视图；图3为本专利技术的第三实施例的半导体元件的剖视图；图4为本专利技术的第四实施例的半导体元件的剖视图；图5为本专利技术的第五实施例的半导体元件的剖视图。符号说明1、2、3、4、5：半导体元件10：基板20：第一半导体层30：第二半导体层40：活性区50：第三半导体层60：限制层70：第一电极80：第二电极90：第一含铝层100：电子阻挡结构110：第二含铝层120：应力释放结构401：顶表面301：底表面具体实施方式以下实施例将伴随着附图说明本专利技术的概念，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在附图中，元件的形状或厚度可扩大或缩小。需特别注意的是，图中未绘示或说明书未描述的元件，可以是熟悉此技术的人士所知的形式。在本专利技术中，如果没有特别的说明，通式AlGaN代表Alx1Ga(1-x1)N，其中0≤x1≤1；通式InGaN代表Inx2Ga1–x2N，其中0≤x2≤1；通式InAlGaN代表Inx3Aly1Ga1-x3-y1N，其中0≤x3≤1，0≤y1≤1。调整元素的含量可以达到不同的目的，例如但不限于，调整能阶或是当半导体元件包含一发光元件时，调整发光元件的主发光波长。在以下实施例中，用于指示方向的用语，例如“上”、“下”，“前”、“后”、“左”、和“右”，仅指在附图中的方向。因此，方向性用语是用于说明而不是限制本专利技术。本专利技术的半导体元件包含的每一层的组成以及掺杂物可用任何适合的方式分析，例如二次离子质谱仪(secondaryionmassspectrometer，SIMS)。本专利技术的半导体元件包含的每一层的厚度可用任何适合的方式分析，例如穿透式电子显微镜(transmissionelectronmicroscopy，TEM)或是穿透式电子显微镜(scanningelectronmicroscope，SEM)，用于配合例如于SIMS图谱上的各层深度位置。本专利技术的半导体元件包含一发光元件。发光元件包含一发光二极管或是一雷射。图1为本专利技术的第一实施例的半导体元件的剖视图。在本实施例中，半导体元件1包含一基板10、位于基板10上的一第一半导体层20、位于第一半导体层20上的一第二半导体层30、位于第二半导体层30和第一半导体层20之间的一活性区40、第二半导体层30上的一第三半导体层50，以及位于活性区40和第二半导体层30之间的一限制层60。半导体元件1还包含与第一半导体层20电连接的一第一电极70，以及与第三半导体层50电连接的一第二电极80。活性区40包含交替的多个阱层(图未示)和多个阻障层(图未示)。每个阻障层具有一能阶。每个阱层具有一能阶。在一实施例中，其中一阻障层的能阶不小于其中一阱层的能阶，且较佳的，高于其中一阱层的能阶。较佳的，每个阻障层的能阶不小于每个阱层的能阶，且较佳的，高于每个阱层的能阶。阱层包含III-V族半导体材料。在本实施例中，阱层包含InaGa1-aN，其中0<a≤1。在另一实施例中，阱层包含AlbGa1-bN，其中0<b≤1，且较佳的，0<b≤0.4。阻障层包含AlcGa1-cN，其中0≤c≤1。在一实施例中，0<c≤0.6。在另一实施例中，阻障层包含GaN。每个阻障层的厚度大于其中一阱层的厚度。较佳的，每个阻障层的厚度大于每个阱层的厚度。较佳的，每个阻障层的厚度不大于15nm，并且不小于3nm。每个阱层的厚度不大于5nm，且不小于1nm。单一阱层和与其相邻的单一阻障层被视为一对。阱层和阻障层的对数不小于4，且较佳的，不大于15。活性区40包含面对限制层60的一顶表面401。在一实施例中，最接近限制层60的阱层包含顶表面401。第二半导体层30包含具有第一导电类型的一第一掺杂物和具有第二导电类型的一第二掺杂物。为了提高发光效率，第一导电类型与第二导电类型不同。在本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体元件，其特征在于，包含︰第一半导体层；位于该第一半导体层上的第二半导体层，该第二半导体层包含具有第一导电类型的第一掺杂物和具有第二导电类型的第二掺杂物，其中该第一掺杂物具有掺杂浓度，且该第一导电类型与该第二导电类型不同；位于该第二半导体层上的第三半导体层，其中该第三半导体层包含第三掺杂物，该第三掺杂物包含掺杂浓度，该第三掺杂物的该掺杂浓度高于该第一掺杂物的该掺杂浓度；以及位于该第一半导体层和该第二半导体层之间的活性区；其中该第二半导体层包含面向该活性区的底表面，该活性区包含面对该第二半导体层的顶表面，且该第二半导体层的该底表面与该活性区的该顶表面之间的距离不小于2nm。

【技术特征摘要】
2017.11.22 US 62/590,040;2018.11.07 US 16/182,8491.一种半导体元件，其特征在于，包含︰第一半导体层；位于该第一半导体层上的第二半导体层，该第二半导体层包含具有第一导电类型的第一掺杂物和具有第二导电类型的第二掺杂物，其中该第一掺杂物具有掺杂浓度，且该第一导电类型与该第二导电类型不同；位于该第二半导体层上的第三半导体层，其中该第三半导体层包含第三掺杂物，该第三掺杂物包含掺杂浓度，该第三掺杂物的该掺杂浓度高于该第一掺杂物的该掺杂浓度；以及位于该第一半导体层和该第二半导体层之间的活性区；其中该第二半导体层包含面向该活性区的底表面，该活性区包含面对该第二半导体层的顶表面，且该第二半导体层的该底表面与该活性区的该顶表面之间的距离不小于2nm。2.如权利要求1所述的半导体元件，其中该第二掺杂物包含掺杂浓度，该第一掺杂物的该掺杂浓度高于该第二掺杂物的该掺杂浓度。3.如权利要求2所述的半导体元件，其中该第二半导体层的该第一掺杂物的该掺杂浓度与该第二掺杂物的该掺杂浓度的比值不小于10...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴俊杰，胡子杰，
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