Ⅲ族氮化物半导体发光器件制造技术

本发明专利技术涉及一种Ⅲ族氮化物半导体发光器件，更具体而言，本发明专利技术涉及通过在ｎ侧接触层中提供厚度超过１００＊的非掺杂ＧａＮ层从而能够促进电流扩展和改善静电放电特性的Ⅲ族氮化物半导体发光器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种m族氮化物半导体发光器件，更具体而言，本专利技术涉及通过在n侧接触层中提供厚度超过100 A的非掺杂GaN层从而促进 电流扩展和改善静电放电特性的III族氮化物半导体发光器件。所述III族氮化物半导体发光器件是指诸如包含由Al(x)Ga(y)In(Lx.y)N ((KxSl， 0<^1, OSx+^l)构成的化合物半导体层的发光二极管等发光器 件，所述m族氮化物半导体发光器件可进一步包含由其他族的元素构成 的材料(如SiC、 SiN、 SiCN和CN)以及由这些材料制成的半导体层。
技术介绍
图1是描述传统III族氮化物半导体发光器件的一个实例的视图。所 述III族氮化物半导体发光器件包括衬底100、在所述衬底100上外延生 长的缓冲层200、在所述缓冲层200上外延生长的n型氮化物半导体层 300、在所述n型氮化物半导体层300上外延生长的有源层400、在所述 有源层400上外延生长的p型氮化物半导体层500、在所述p型氮化物半 导体层500上形成的p侧电极600、在所述p侧电极600上形成的p侧焊 盘700、在通过台面刻蚀所述p型氮化物半导体层500和所述有源层400 而暴露的所述n型氮化物半导体层上形成的n侧电极800和保护膜900。在所述衬底100的情况下，GaN衬底也可用作同质衬底 (homo-substrate),而蓝宝石衬底、SiC衬底或Si衬底可用作异质衬底 (hetero-substrate)。然而，氮化物半导体层可在其上生长的任何类型的衬 底都可以使用。在使用所述SiC衬底的情况下，所述n侧电极800可形 成在所述SiC衬底侧。在所述衬底100上外延生长的所述氮化物半导体层通常通过金属有 机化学气相沉积(MOCVD)生长。所述缓冲层200用以克服在所述异质衬底100和所述氮化物半导体 层之间的晶格常数和热膨胀系数之间的差异。美国专利5,122,845公开了 在380°C 800°C，在蓝宝石衬底上生长具有100 A 500 A厚度的AIN 缓冲层的技术。此外，美国专利5,290,393公开了在200。C 900。C，在蓝 宝石衬底上生长具有10 A 5000 A厚度的AlwGa(,.x)N (0&<1)缓冲层的 技术。此外，公开号为WO/05/053042的PCT申请公开了在600°C 990°C 生长SiC缓冲层(种子层)，并在其上生长In(x)Ga(Lx)N((X^l)的技术。 优选的是，在所述AIN缓冲层、AlwGa(1-x)N (0&<1)缓冲层或 SiC/In(x)Ga(1-x)N ((Kx^l)层上提供有具有1 至数inm厚度的非掺杂GaN 层。在n型氮化物半导体层300中，至少所述n侧电极800形成区域 (n型接触层)掺杂有掺杂剂。优选的是，所述n型接触层由GaN制成 并掺杂有Si。美国专利5，733，796公开了通过调节Si和其他源材料的混 合比而以目标掺杂浓度掺杂n型接触层的技术。所述有源层400通过电子和空穴的复合产生光量子(光)。通常， 所述有源层400含有In(x)Ga(1.x)N ((Kx^)并具有单量子阱层或多量子阱 层。公开号为WO02/021121的PCT申请公开了掺杂多个量子阱层和阻挡 层的某些部分的技术。所述p型氮化物半导体层500掺杂有诸如Mg等的合适的掺杂剂， 并通过激活过程而具有p型导电性。美国专利5,247,533公开了通过电子 束辐射激活p型氮化物半导体层的技术。此外，美国专利5,306,662公开 了通过在高于40(TC退火而激活p型氮化物半导体层的技术。公开号为 WO/05/022655的PCT申请公开了通过一起使用氨和肼类源材料作为用 于生长所述p型氮化物半导体层的氮前体，无需激活过程而使p型氮化 物半导体层具有p型导电性的技术。设置所述p侧电极600以有利于向所述p型氮化物半导体层500提 供电流。美国专利5,563,422公开了与形成在所述p型氮化物半导体层500 的几乎整个表面而与所述p型氮化物半导体层500欧姆接触的由Ni和 Au组成的透光电极(light transmitting electrode)相关的技术。此外，美国专利6，515,306公开了在p型氮化物半导体层上形成n型超晶格层，并在 其上形成由ITO制成的透光电极的技术。同时，所述透光电极600可以形成为厚至不透射光线而将光线反射 向衬底100。该技术称为倒装芯片技术。美国专利6,194,743公开了与包 括厚度超过20 nm的Ag层、覆盖所述Ag层的扩散阻挡层和含有Au和 Al的覆盖所述扩散阻挡层的结合层(bonding layer)的电极结构相关的技 术。设置所述p侧焊盘700和所述n侧电极800以用于电流供应和外部 接线。美国专利5,563,422公开了用Ti和Al形成n侧电极的技术。所述保护膜900可以由Si02制成，也可以被省略。同时，所述n型氮化物半导体层300或所述p型氮化物半导体层500 能构建为单层或多层。图2是描述在美国专利5,733,796中公开的n型氮化物半导体层的掺 杂方法的说明性视图，具体为在Si源的输入量和载流子浓度(或电阻率) 成线性比例的情况下，通过调节Si源和其他源材料的混合比例在一定范 围内( 3xl018/cm3)而以目标掺杂浓度控制n型氮化物半导体层的技术。 其中指出当在约lxl019/cm3的浓度进行所述掺杂时，所述氮化物半导体 层的结晶度严重降低。图3是描述在公开号为WO/99/005728的PCT申请中公开的n型氮 化物半导体层的掺杂方法的说明性视图，具体为形成具有超晶格结构的 n型氮化物半导体层310作为n侧接触层的技术，从而回避图2的技术设 计。详细而言，通过以250个周期重复层叠具有20A的厚度以lxl019/cm3 的浓度进行掺杂的n型GaN层和具有20 A的厚度的非掺杂GaN层形成 所述n侧接触层310。此处，所述超晶格结构指其中厚度不超过100A的 层重复层叠的结构。其组成、掺杂浓度和/或厚度可不相同。图4是描述在公开号为WO/99/046822的PCT申请中公开的n型氮 化物半导体层的掺杂方法的说明性视图，具体为以3xl019/cm3的掺杂浓 度形成具有3)^im厚度的n侧接触层410，并在其上形成具有组成、掺杂 浓度和/或厚度不相同的超晶格结构或多层结构的n型氮化物半导体层420以补偿(recover)所述n侧接触层410的低结晶度的技术。具有超晶格 结构或多层结构的所述n型氮化物半导体层420以不超过"1019&1113的浓度进行掺杂。同时，未掺杂GaN层(下文中称之为"un-GaN层")用以改进静电 放电(ESD)特性。图3的发光器件采用具有100 A的厚度的im-GaN层 320，而图4的发光器件采用具有2000A的厚度的un-GaN层431，具有 300 A的厚度的以4.5xl018/cm3的浓度进行掺杂的n型GaN层432，和如 图5所示的具有50 A的厚度的un-GaN层433。然而，在现有技术中，具有超过100A的厚度的un-GaN层不能用在 所述n侧接触层310和410中来对所述n型氮化物半导体层进行掺杂或 改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ⅲ族氮化物半导体发光器件，所述Ⅲ族氮化物半导体发光器件包括：　ｎ型氮化物半导体层，所述ｎ型氮化物半导体层具有其中掺杂成ｎ型的第一氮化物半导体层和具有比所述第一氮化物半导体层的掺杂浓度低的掺杂浓度和超过１００＊的厚度的第二氮化物半导体层多次交替层叠的结构；　ｐ型氮化物半导体层；　位于所述ｎ型氮化物半导体层和所述ｐ型氮化物半导体层之间的通过电子和空穴的复合而发光的有源层；　与所述ｎ型氮化物半导体层电连接的ｎ侧电极；和　与所述ｐ型氮化物半导体层电连接的ｐ侧电极。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴恩铉，全水根，林在球，
申请(专利权)人：艾比维利股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]