发明名称 磷化硼系半导体发光元件、其制造方法及发光二极体
摘要 本发明之磷化硼系半导体发光元件,系在导电性或高电阻之单晶基板表面上,具有由依序为以n型化合物半导体所构成之n型下部包覆层、以n型III族氮化物半导体所构成之n型发光层、以及以配设于该发光层上之p型磷化硼系半导体所构成之p型上部包覆层所构成之异种接合构造的发光部,且以接触该p型上部包覆层之方式形成p型欧姆电极,其特征为,p型上部包覆层系利用配设于其与该n型发光层之中间而由磷化硼系半导体所构成之非晶层来配设。此磷化硼系半导体发光元件之顺向电压或阈值会较低,且具有优良之耐逆向电压性。
申请公布号 TWI273724 申请公布日期 2007.02.11
申请号 TW092131575 申请日期 2003.11.11
申请人 昭和电工股份有限公司 发明人 宇田川隆;笠原明
分类号 H01L33/00(2006.01) 主分类号 H01L33/00(2006.01)
代理机构 代理人 林志刚 台北市中山区南京东路2段125号7楼
主权项 1.一种磷化硼系半导体发光元件,系在导电性或高 电阻之单晶基板表面上,具有由依序为以n型化合 物半导体所构成之n型下部包覆层、以n型III族氮 化物半导体所构成之n型发光层、以及以配设于该 发光层上之p型磷化硼系半导体所构成之p型上部 包覆层所构成之异种接合构造的发光部,且以接触 该p型上部包覆层之方式形成p型电极,其特征为: p型上部包覆层系利配设于其与该n型发光层之中 间而由磷化硼系半导体所构成之非晶层来配设。 2.如申请专利范围第1项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 非晶层系含有:连接于n型发光层之第1非晶层、及 由载体浓度高于该第1非晶层之p型磷化硼系半导 体所构成且连接于p型上部包覆层之第2非晶层的 多层构造。 3.如申请专利范围第2项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 第1非晶层系由在低于n型发光层之温度下生长之 磷化硼系半导体所构成。 4.如申请专利范围第2或3项之磷化硼系半导体发光 元件,其中 第1非晶层系由层厚为2nm以上、50nm以下之未掺杂 之磷化硼所构成。 5.如申请专利范围第2项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 第2非晶层系由在高于该第1非晶层之温度下生长 之p型磷化硼系半导体所构成。 6.如申请专利范围第2项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 第2非晶层系由室温下之受体浓度为2X1019cm-3以上 、4X1020cm-3以下、室温下之载体浓度为5X1018cm-3以 上、1X1020cm-3以下、以及层厚为2nm以上、450nm以下 之未掺杂非晶p型磷化硼所构成。 7.如申请专利范围第1项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 p型上部包覆层系由位错密度为构成该n型发光层 之III族氮化物半导体之位错密度以下之p型磷化硼 系半导体所构成。 8.如申请专利范围第1项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 p型上部包覆层系由室温下之受体浓度为2X1019cm-3 以上、4X1020cm-3以下、室温下之载体浓度为5X1018cm- 3以上、1X1020cm-3以下、以及室温下之电阻率为0.1 cm以下之未掺杂多晶p型磷化硼所构成。 9.如申请专利范围第1项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 配设于p型上部包覆层之p型电极系由:接触由形成p 型上部包覆层之p型磷化硼系半导体、及形成非欧 姆接触性之材料所构成之p型上部包覆层表面的底 面电极;及和该底面电极为电性接触且延伸接触p 型上部包覆层之表面之和p型磷化硼系半导体为欧 姆接触之p型欧姆电极;所构成。 10.如申请专利范围第9项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 p型欧姆电极系在未形成该底面电极之p型上部包 覆层表面上延伸之带状电极。 11.如申请专利范围第9项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 底面电极系由金锡(AuSn)合金或金矽(AuSi) 合金所构成。 12.如申请专利范围第9项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 底面电极系由钛(Ti)所构成。 13.如申请专利范围第9项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 p型欧姆电极系由金铍(AuBe)合金或金锌(Au,Zn )合金所构成。 14.如申请专利范围第9项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 p型欧姆电极系由镍(Ni)或其化合物所构成。 15.如申请专利范围第9项之磷化硼系半导体发光元 件,其中 p型欧姆电极及底面电极之间配设着由过渡金属所 构成之中间层。 16.如申请专利范围第15项之磷化硼系半导体发光 元件,中间层系由铂(Mo)或白金(Pt)所构成。 17.一种磷化硼系半导体发光元件之制造方法,系用 以制造磷化硼系半导体发光元件,前述磷化硼系半 导体发光元件系在导电性或高电阻之单晶基板之 表面上,具有由依序为以n型化合物半导体所构成 之n型下部包覆层、以,n型III族氮化物半导体所构 成之n型发光层、以及以配设于该发光层上之p型 之磷化硼系半导体所构成之p型上部包覆层所构成 之异种接合构造的发光部,且以接触该p型上部包 覆层之方式形成p型欧姆电极,其特征为: 在n型发光层上,以汽相育成手段,利用以汽相育成 手段配设之磷化硼系半导体所构成之非晶层,形成 由p型磷化硼系半导体层所构成之p型上部包覆层 。 18.一种磷化硼系半导体发光元件之制造方法,系用 以制造磷化硼系半导体发光元件,前述磷化硼系半 导体发光元件系在导电性或高电阻之单晶基板之 表面上,具有由依序为以n型化合物半导体所形成 之n型下部包覆层、以n型III族氮化物半导体所形 成之n型发光层、以及以配设于该发光层上之p型 磷化硼系半导体所形成之p型上部包覆层所构成之 异种接合构造的发光部,且以接触该p型上部包覆 层之方式形成p型欧姆电极,其特征为: 在n型发光层上,形成由以汽相育成手段配设之磷 化硼系半导体所构成之第1非晶层,以汽相育成手 段形成接合于第1非晶层且由载体浓度高于第1非 晶层之非晶p型磷化硼系半导体所构成之第2非晶 层,以汽相育成手段形成接合于第2非晶层且由p型 磷化硼系半导体层所构成之p型上部包覆层。 19.如申请专利范围第18项之磷化硼系半导体发光 元件之制造方法,其中 在对汽相育成区域供应之硼源的含硼化合物、及 磷源的含磷化合物之浓度比率(所谓V/III比率)为0.2 以上、50以下,且温度保持超过250℃、低于750℃之 状态下,以汽相育成手段在该n型发光层上形成第1 非晶层。 20.如申请专利范围第18项之磷化硼系半导体发光 元件之制造方法,其中 在保持1000℃以上、1200℃以下之温度的第1非晶层 上,以V/III比率大于第1非晶层之汽相育成时之V/III 比率实施第2非晶层之汽相育成。 21.如申请专利范围第17或18项之磷化硼系半导体发 光元件之制造方法,其中 在750℃以上、1200℃以下之温度、V/III比率为600以 上、2000以下实施p型上部包覆层之汽相育成。 22.如申请专利范围第18项之磷化硼系半导体发光 元件之制造方法,其中 第1非晶层、第2非晶层、以及p型上部包覆层皆由 磷化硼(BP)所构成。 23.一种发光二极体,其特征为: 由申请专利范围第1至16项之其中任一项所记载之 磷化硼系半导体发光元件所构成。 图式简单说明: 第1图系传统LED之剖面构造的模式图。 第2图系实施例1之LED之剖面构造的模式图。 第3图系实施例2之LED之剖面构造的模式图。 第4图系第3图之LED的模式平面图。 第5图系实施例3之LED之剖面构造的模式图。 第6图系第5图之LED的模式平面图。
地址 日本
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