发明名称 氮化物半导体装置
摘要 本发明提供一种氮化物半导体发光装置,其具有多重量子井结构之活性层,其中该装置具有改良之发光强度及良好之静电耐受电压,而可广泛地应用于各种产品。活性层7系由多重含有InaGa1-aN(0≦a<1之量子井结构形成。p-覆层8形成于该含有p型杂质之活性层上。该p-覆层8系由多膜层制得,该多膜层包括含有A1之第一氮化物半导体膜及组成异于该第一氮化物半导体膜之第二氮化物半导体膜。或者,该p-覆层8系由由AlbGai-bN(0≦b≦1所制得之单层构成。于该p覆层8上生长低掺杂层9,其p型杂质浓度低于p-覆层8。于该低掺杂层9上生长p-接触层,其具有高于该p-覆层8及该低掺杂层9之p型杂质浓度。
申请公布号 TW478178 申请公布日期 2002.03.01
申请号 TW089105573 申请日期 2000.03.27
申请人 日亚化学工业股份有限公司 发明人 谷 公二
分类号 H01L33/00 主分类号 H01L33/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种氮化物半导体装置,包括:a)一基材;b)一含有InaGa1-aN(0≦a<1)之多重量子井结构的活性层;c)一n-区氮化物半导体层结构,夹置于该基材及该活性层之间;d)一p-型多层膜层,形成于该活性层上,该p-型多层膜层系包括:第一氮化物半导体膜,含有铝,第二氮化物半导体膜,具有异于该第一氮化物半导体膜之组成,该第一及第二氮化物半导体膜中至少一者含有p-型杂质;e)一p-型低掺杂之薄层,形成于该p-型多层膜层上,具有低于该p-型多层膜层之p-型杂质浓度;及f)一p-接触层,形成于该p-型低掺杂之薄层上,具有高于该p-型多层膜层之该p-型杂质浓度。2.如申请专利范围第1项之氮化物半导体装置,其中该p-型低掺杂薄层系由A1sGa1-sN(0<s<0.5)制得,而该p-型低掺杂薄层系具有低于该p-型多层膜层之铝组成比。3.如申请专利范围第1项之氮化物半导体装置,其中该p-型低掺杂层系由多层膜层结构形成,薄层系由A1sGa1-sN(0<s<0.5)制得,而该p-型低掺杂层之铝平均组成比系低于该p-型多层膜层。4.如申请专利范围第1项之氮化物半导体装置,其中该p-型多层膜层及该p-接触层内所含之杂质系扩散至该p-型低掺杂层内。5.如申请专利范围第1项之氮化物半导体装置,其中该多层膜层之p-型杂质浓度系介于51017/厘米3至11021/厘米3之范围内。6.如申请专利范围第1项之氮化物半导体装置,其中该低掺杂层之p-型杂质浓度系低于11019/厘米3。7.如申请专利范围第1项之氮化物半导体装置,其中该p-型接触层之p-型杂质浓度系介于11018/厘米3至51021/厘米3之范围内。8.如申请专利范围第1项之氮化物半导体装置,其中该n-区氮化物半导体层结构系包括一n-区多层膜层,具有由未经掺杂之氮化物半导体所制造之下层膜,一掺杂有n-型杂质之中间膜,及一由未经掺杂之氮化物半导体制造之上层膜。9.如申请专利范围第1项之氮化物半导体装置,其中该n-区氮化物半导体层结构另外包括未经掺杂之GaN层及含有n-型杂质之n-接触层,连续形成于该基材上。10.如申请专利范围第9项之氮化物半导体装置,其中该n-型第一多层膜层系形成于该n-接触层上,而该未经掺杂之GaN层、该n-接触层、及该n-型第一多层膜层之总厚度系介于2至20微米之范围内。11.一种氮化物半导体装置,其包括:a)一基材;b)一含有InaGa1-aN(0≦a<1)之多重量子井结构的活性层;c)一n-区氮化物半导体层结构,夹置于该基材及该活性层之间;d)一p-型单层薄层,形成于该活性层上,由含有p-型杂质之A1bGa1-bN(0≦b≦1)制得;e)一p-型低掺杂之薄层,形成于该p-型单层薄层上,具有低于该p-型单层薄层之p-型杂质浓度;及f)一p-接触层,形成于该p-型低掺杂之薄层上,具有高于该p-型单层薄层之p-型杂质浓度。12.如申请专利范围第11项之氮化物半导体装置,其中该p-型低掺杂层系由AlsGa1-sN(0<s<0.5)制得,而该p-型低掺杂层系具有低于该p-型单层薄层之铝组成比。13.如申请专利范围第11项之氮化物半导体装置,其中该p-型低掺杂层系由AlsGa1-sN(0<s<0.5)制得,而该p-型低掺杂层之平均铝组成比系低于该p-型单层薄层。14.如申请专利范围第11项之氮化物半导体装置,其中该p-型单层薄层及该p-接触层内所含之杂质系扩散至该p-型低掺杂层内。15.如申请专利范围第11项之氮化物半导体装置,其中该单层薄层之p-型杂质浓度系介于51017/厘米3至11021/厘米3之范围内。16.如申请专利范围第11项之氮化物半导体装置,其中该低掺杂层之p-型杂质浓度系低于11019/厘米3。17.如申请专利范围第11项之氮化物半导体装置,其中该p-接触层之p-型杂质浓度系介于11018/厘米3至51021/厘米3之范围内。18.如申请专利范围第11项之氮化物半导体装置,其中该n-区氮化物半导体层结构系包括一n-区多层膜层,具有由未经掺杂之氮化物半导体所制造之下层膜,一掺杂有n-型杂质之中间膜,及一由未经掺杂之氮化物半导体制造之上层膜。19.如申请专利范围第11项之氮化物半导体装置,其中该n-区氮化物半导体层结构另外包括未经掺杂之GaN层及含有n-型杂质之n-接触层,连续形成于该基材上。20.如申请专利范围第19项之氮化物半导体装置,其中该n-型第一多层膜层系形成于该n-接触层上,而该未经掺杂之GaN层、该n-接触层、及该n-型第一多层膜层之总厚度系介于2至20微米之范围内。21.一种氮化物半导体装置,其包括:a)一基材;b)一n-区氮化物半导体层结构,形成于该基材上;c)一多重量子井结构之活性层,形成于该n-区氮化物半导体层结构上;d)一第一p-型层,形成于该活性层上,系由p-型氮化物半导体制得;e)一p-接触层;f)一p-型低掺杂层,夹置于该活性层及该p-接触层之间,其中该p-经低度掺杂层具有经最小化至低于11019/厘米3之p-型杂质浓度,而向着该p-接触层及该第一p-型层渐增。22.如申请专利范围第21项之氮化物半导体装置,其中该p-型低掺杂层系由未经掺杂之氮化物半导体所制,而该p-接触层及该第一p-型层内所含之杂质系扩散至该p-型低掺杂层内。23.如申请专利范围第22项之氮化物半导体装置,其中该p-型低掺杂层系具有经调整以使该p-型杂质浓度之最小値低于11019/厘米3之厚度。24.如申请专利范围第21项之氮化物半导体装置,其中该活性层系由多重量子井结构制得,包括至少一由InaGa1-aN(0≦a(1)制得之薄层。25.如申请专利范围第21项之氮化物半导体装置,其中该p-型低掺杂层系藉着交替层积两种具有彼此相异之组成的薄膜而由多层膜层形成。26.如申请专利范围第21项之氮化物半导体装置,其中该第一p-型层系含有铝。27.如申请专利范围第26项之氮化物半导体装置,其中该第一p-型层系藉着层积一含有铝之第一氮化物半导体膜及一具有异于该第一氮化物半导体膜之组成之第二氮化物半导体膜而由p-型多层膜层形成,而该第一及第二氮化物半导体膜中至少一膜中含有该p-型杂质。28.如申请专利范围第26项之氮化物半导体装置,其中该p-型经低度掺杂层系由GaN制得。29.如申请专利范围第26项之氮化物半导体装置,其中该p-型低掺杂薄层系由AlsGa1-sN(0<s<0.5)制得,而该p-型低掺杂薄层系具有低于该p-型多层膜层之A1组成比。30.如申请专利范围第26项之氮化物半导体装置,其中该p-型低掺杂层系由多层膜层结构形成,薄层系由A1sGa1-sN(0<s<0.5)制得,而该p-型低掺杂层之A1平均组成比系低于该p-型多层膜层。31.如申请专利范围第30项之氮化物半导体装置,其中该p-型低掺杂层系藉着交替层积由A1sGa1-sN(0<s<0.5)所制之薄层及由GaN所制之薄层而形成。32.如申请专利范围第21项之氮化物半导体装置,其中该n-区氮化物半导体层结构系包括一n-区多层膜层,具有由未经掺杂之氮化物半导体所制造之下层膜,一掺杂有n-型杂质之中间膜,及一由未经掺杂之氮化物半导体制造之上层膜。33.如申请专利范围第21项之氮化物半导体装置,其中该n-区氮化物半导体层结构系另外包括一含有n-型杂质之n-接触层、及夹置于该基材及该n-接触层之间的未经掺杂GaN层。34.如申请专利范围第33项之氮化物半导体装置,其中该n-型第一多层膜层系型成于该n-接触层上,而该未经掺杂之GaN层、该n-接触层、及该n-型第一多层膜层之总厚度系介于2至20微米之范围内。图式简单说明:图1系为本发明具体实例之发光二极体装置的剖面图,显示其层状结构;图2系为位于本发明经低度掺杂层、经中度掺杂之p-覆层、及经高度掺杂之p-接触层内之p-型杂质浓度之分布图;且图3系为平均静电承受电压相对于该经低度掺杂层之杂质浓度的图(100个试样之平均电压)。
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