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，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、掺有ｐ型掺杂剂的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并包括通过电子和空穴的复合而发光的量子阱层的有源层、和设置在所述量子阱层和所述ｐ型氮化物半导体层之间并与这两层接触的扩散阻挡层，该层的表面形成为使得与所述ｐ型氮化物半导体层的界面平滑并防止所述ｐ型掺杂剂扩散到所述量子阱层中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及III族氮化物半导体发光器件，更具体而言，涉及包括防止Mg扩散到最后的量子阱层中的扩散阻挡层的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包含由Α1ω(^ωΙη(1_Χι)Ν(0彡X彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)构成的化合物半导体层的如发光二极管等发光器件，所述III族氮化物半导体发光器件可进一步包含由其他族元素构成的材料(如SiC、SiN、SiCN和CN)以及由这些材料制成的半导体层。
技术介绍
该部分提供了与本公开有关的并不一定是现有技术的背景信息。图1是传统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上生长的缓冲层200、在所述缓冲层200上生长的η型氮化物半导体层300、在所述η型氮化物半导体层300上生长的有源层400、在所述有源层400上生长的ρ型氮化物半导体层500、在所述ρ型氮化物半导体层500上形成的P侧电极600、在所述ρ侧电极600上形成的ρ侧焊盘700和在通过台面刻蚀所述ρ型氮化物半导体层500和所述有源层400而露出的所述η型氮化物半导体层上形成的η侧电极 800。在所述衬底100的情况下，GaN衬底可用作同质衬底。蓝宝石衬底、SiC衬底或Si 衬底可用作异质衬底。不过，可以使用在其上能够生长氮化物半导体层的任何类型的衬底。 在使用所述SiC衬底的情况中，所述η侧电极800可形成在所述SiC衬底的表面上。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)来生长。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描述了在380°C 800°C在蓝宝石衬底上生长具有100 A 500 A厚度的AlN缓冲层的技术。另外，美国专利5，四0，393描述了在 200°C 900°C在蓝宝石衬底上生长具有10 A 5000 A厚度的Α1ω&ια_χ)Ν(0彡χ < 1)缓冲层的技术。此外，PCT公报W0/05/053042描述了在600°C 990°C生长SiC缓冲层(晶种层)和在其上生长In(x)Gaa_x)N(0 < χ ^ 1)的技术。特别是，在AlN缓冲层、Al(x)Ga(1_x) Ν(0^χ< 1)缓冲层或SiCAn (χ) Ga (1-x) N (0< χ彡1)层上设置了具有1微米至数微米 (μπι)的厚度的非掺杂GaN层。在η型氮化物半导体层300中，至少η侧电极800形成区域(η型接触层)掺杂有掺杂剂。在一些实施方式中，所述η型接触层由GaN制成并掺杂有Si。美国专利5，733，796 描述了通过调节Si和其他源材料的混合比而以目标掺杂浓度掺杂η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。例如，所述有源层400包含 In(x)Ga(1_x)N(0 < χ彡1)，并具有单层或多量子阱层。所述ρ型氮化物半导体层500掺杂有诸如Mg等合适的掺杂剂，并通过激活工艺而具有P型导电性。美国专利5，247, 533描述了通过电子束照射激活ρ型氮化物半导体层的技术。此外，美国专利5，306，662描述了通过在400°C以上退火而激活ρ型氮化物半导体层的技术。PCT公报W0/05/02^55描述了通过将氨和胼类源材料一起作为用于生长所述ρ 型氮化物半导体层的氮前体而在无需激活工艺的情况下使P型氮化物半导体层具有P型导电性的技术。设置P侧电极600有利于向P型氮化物半导体层500提供电流。美国专利 5，563，422描述了一种与透光电极相关的技术，所述透光电极由Ni和Au组成，形成在所述 P型氮化物半导体层500的几乎整个表面上，并与所述ρ型氮化物半导体层500欧姆接触。 另外，美国专利6，515，306描述了在ρ型氮化物半导体层上形成η型超晶格层和在其上形成由氧化铟锡(ITO)制成的透光电极的技术。同时，所述P侧电极600可以形成为厚至不透光而将光反射向衬底100。该技术称为倒装芯片技术。美国专利6，194，743描述了与下述电极结构相关的技术，该电极结构包括厚度超过20nm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。设置所述ρ侧焊盘700和所述η侧电极800以用于电流供应和外部引线焊接。美国专利5，563，422描述了用Ti和Al形成η侧电极的技术。同时，所述η型氮化物半导体层300或所述ρ型氮化物半导体层500可构建为单层或多层。通过使用激光技术或湿法刻蚀将所述衬底100与所述氮化物半导体层分离而引进了垂直式发光器件。图2是PCT公报W0/00/059046中提及的ρ型氮化物半导体层的Mg掺杂分布的一个实例的图示。P型氮化物半导体层500包括设置为毗邻于有源层400的P型镀覆层510、 低掺杂层520和ρ型接触层530。低掺杂层520由厚度为2000 A的非掺杂GaN制成，用于改善静电放电(ESD)特性。设置ρ型接触层530与ρ侧电极600接触，其由以lX102°/cm3的高浓度掺有Mg的GaN制成，厚度为1200 A。同时，P型镀覆层510由以5X1019/cm3的高浓度掺有Mg的AKiaN制成，厚度为300 A，用于降低所述发光器件的正向电压并提高发光效率。 此处，尽管低掺杂层520未掺杂，不过由于Mg从ρ型接触层530和ρ型镀覆层510向低掺杂层520扩散，因而低掺杂层520具有的掺杂浓度虽小于1 X IO1Vcm3但仍然显著。因此，当ρ型镀覆层510被掺杂时，其会影响设置为用于改善ESD特性的非掺杂 GaN层。本公开的专利技术人对当ρ型杂质或ρ型掺杂剂(例如Mg)掺杂于ρ型氮化物半导体层500上时所述物质对于有源层400的影响感兴趣。PCT公报W0/07/004768描述了用于控制包括多个量子阱层的有源层400的发光的方法。根据该方法，在所述多个量子阱层中，发光主要发生在设置为毗邻于P型氮化物半导体层500的量子阱层中。
技术实现思路
该部分提供了本公开的简要总结，而不是其全部范围或其所有特征的全面披露。本文中提供一种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含n型氮化物半导体层；掺有P型掺杂剂的P型氮化物半导体层；有源层，所述有源层设置于所述η型氮化物半导体层和所述P型氮化物半导体层之间，并包含通过电子和空穴的复合而发光的量子阱层；和扩散阻挡层，所述扩散阻挡层设置在所述量子阱层和所述P 型氮化物半导体层之间并与这两层接触，所述扩散阻挡层的表面形成为使得与所述P型氮化物半导体层的界面平滑并防止所述P型掺杂剂扩散到所述量子阱层中。此处，所述扩散阻挡层是指相对于所述有源层的最后的量子阻挡层。本文中也提供一种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含n型氮化物半导体层；掺有P型掺杂剂的P型氮化物半导体层；有源层，所述有源层设置于所述η型氮化物半导体层和所述ρ型氮化物半导体层之间，并包含通过电子和空穴的复合而发光的量子阱层；扩散阻挡层，所述扩散阻挡层设置于所述量子阱层和所述 P型氮化物半导体层之间并与这两层接触，所述扩散阻挡本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种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含：ｎ型氮化物半导体层；掺有ｐ型掺杂剂的ｐ型氮化物半导体层；有源层，所述有源层位于所述ｎ型氮化物半导体层和所述ｐ型氮化物半导体层之间，并包含通过电子和空穴的复合而发光的量子阱层；和扩散阻挡层，所述扩散阻挡层设置在所述量子阱层和所述ｐ型氮化物半导体层之间并与这两层接触，所述扩散阻挡层的表面形成为使得与所述ｐ型氮化物半导体层的界面平滑并防止所述ｐ型掺杂剂扩散到所述量子阱层中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴恩铉，
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