发明名称 氮化物半导体、使用该氮化物半导体之发光元件、发光二极体、雷射元件及灯、以及其制造方法; LIGHT-EMITTING DEVICE, LIGHT-EMITTING DIODE, LASER DEVICE AND LAMP USING THE SEMICONDUCTOR; AND PRODUCTION METHODS THEREOF
摘要 本发明之目的在于提供一种既不引起逆耐压之经时劣化现象,又可维持初期良好的逆耐压之氮化物半导体。本发明之氮化物半导体,其特征在于:系为一种包括在基板上依序含有由氮化物半导体形成的n型层、发光层及p型层之氮化物半导体,而且其中发光层系含有以频带间隙能量大于井型层之障壁层包挟该井型层之量子井型构造;而该障壁层系含有在比井型层更高温下成长之障壁层C、及在比障壁层C更低温下成长之障壁层E,且障壁层C系在相对于障壁层E之基板侧的位置上。
申请公布号 TWI252595 申请公布日期 2006.04.01
申请号 TW093129991 申请日期 2004.10.01
申请人 昭和电工股份有限公司 发明人 小早川真人;友泽秀喜;奥山峰夫
分类号 H01L33/00 主分类号 H01L33/00
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼;何秋远 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 1.一种氮化物半导体,其特征在于:包括在基板上依 序含有由氮化物半导体形成的n型层、发光层及p 型层,其中发光层系含有以频带间隙能量大于井型 层之障壁层包挟该井型层之量子井型构造;而该障 壁层系含有在比井型层更高温下成长之障壁层C、 及在比障壁层C更低温下成长之障壁层E,且障壁层C 系在相对于障壁层E之基板侧的位置上。 2.如申请专利范围第1项之氮化物半导体,其中氮化 物半导体系以通式InxAlyGal-x-yN(0≦x<1;0≦y<1;0≦x+y<1 )为代表。 3.如申请专利范围第1或2项之氮化物半导体,其中 障壁层系进一步具有在比障壁层C更低温下成长之 障壁层A,且依序积层障壁层A、障壁层C、障壁层E 。 4.如申请专利范围第3项之氮化物半导体,其在障壁 层A和障壁层C间具有在比障壁层C更低温下成长之 障壁层B。 5.如申请专利范围第1项之氮化物半导体,其在障壁 层C和障壁层E间具有在比障壁层C更低温下成长之 障壁层D。 6.如申请专利范围第1项之氮化物半导体,其中障壁 层C之成长温度和井型层之成长温度间之差系为50 ℃以上。 7.如申请专利范围第1项之氮化物半导体,其中障壁 层C之成长温度和障壁层E之成长温度间之差系为50 ℃以上。 8.如申请专利范围第3项之氮化物半导体,其中障壁 层C之成长温度和障壁层A之成长温度间之差系为50 ℃以上。 9.如申请专利范围第1项之氮化物半导体,其中井型 层之成长温度间系为600℃以上1000℃以下。 10.如申请专利范围第2项之氮化物半导体,其中井 型层系由GaInN所形成。 11.如申请专利范围第2项之氮化物半导体,其中障 壁层系由GaInN或GaN所形成。 12.如申请专利范围第1项之氮化物半导体,其中含 有为n型掺杂剂之井型层及/或障壁层。 13.如申请专利范围第12项之氮化物半导体,其中n型 掺杂剂为Si。 14.如申请专利范围第12项之氮化物半导体,其中n型 掺杂剂为Ge。 15.如申请专利范围第12项之氮化物半导体,其中井 型层及/或障壁层之n型掺杂剂的浓度系周期性变 化。 16.如申请专利范围第15项之氮化物半导体,其系交 互地积层含n型掺杂剂之层和无掺杂之层而成。 17.如申请专利范围第15或16项之氮化物半导体,其 中n型掺杂剂浓度低的层之厚度系大于含n型掺杂 剂浓度高的层之厚度。 18.如申请专利范围第12项之氮化物半导体,其中存 在有n型掺杂剂之层的n型掺杂剂浓度系为11016cm-3 以上51019cm-3以下。 19.一种氮化物半导体发光元件,其在如申请专利范 围第1至18项中任一项所记载之氮化物半导体之n型 层上系设有负极,而且在p型层上设有正极。 20.一种发光二极体,其系使用如申请专利范围第1 至18项中任一项所记载之氮化物半导体。 21.一种雷射元件,其系使用如申请专利范围第1至18 项中任一项所记载之氮化物半导体。 22.一种灯,其系使用如申请专利范围第1至18项中任 一项所记载之氮化物半导体。 23.一种氮化物半导体之制造方法,其特征为:在基 板上依序积层含有由氮化物半导体形成的n型层、 量子井型构造之发光层及p型层而制造具有量子井 型构造之氮化物半导体时,量子井型构造中的障壁 层之成长系于井型层成长后昇温到比井型层更高 温下使成长后降温,并在已降温状态下进一步地进 行障壁层之成长。 24.如申请专利范围第23项之氮化物半导体之制造 方法,其系在昇温前另外地进行障壁层之成长。 25.如申请专利范围第23或24项之氮化物半导体之制 造方法,其系在昇温及降温中之任一项步骤中进一 步地成长障壁层。 26.如申请专利范围第23项之氮化物半导体之制造 方法,其中障壁层系含有n型掺杂剂。 27.一种氮化物半导体发光元件之制造方法,其系包 括除去如申请专利范围第1至18项中任一项所记载 的氮化物半导体之发光层及p型层之一部分而露出 n型层的步骤,在经露出的n型层上设置负极之步骤, 以及在p型层上设置正极之步骤。 28.一种发光二极体之制造方法,其系包括在如申请 专利范围第19项所记载之氮化物半导体发光元件 上设置导线之步骤。 29.一种雷射元件之制造方法,其系包括在如申请专 利范围第19项所记载之氮化物半导体发光元件上 设置导线之步骤。 30.一种灯之制造方法,其系包括在如申请专利范围 第19项所记载之氮化物半导体发光元件上设置具 有萤光体的覆盖层之步骤。 图式简单说明: 第1图系显示在实施例1中氮化物半导体发光层之 量子井型构造成长温度形态之曲线图。 第2图系显示在实施例2中氮化物半导体发光层之 量子井型构造成长温度形态之曲线图。 第3图系显示在比较例1中氮化物半导体发光层之 量子井型构造成长温度形态之曲线图。 第4图系显示在比较例2中氮化物半导体发光层之 量子井型构造成长温度形态之曲线图。 第5图系显示在实施例1及2中经时变化结果之曲线 图。 第6图系显示在比较例1及2中经时变化结果之曲线 图。
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