发明名称 氮化物系半导体元件
摘要 准备被掺杂p型杂质而且具有充分的导电性的p型矽基板1。于基板1上依序使由n型AlInGaN构成的缓冲范围3、由n型GaN构成的n型氮化物半导体层13、活性层14、及由p型GaN构成的p型氮化物半导体层15磊晶成长。藉由于p型矽基板1与由n型AlInGaN构成的n型缓冲范围3的异质接合的界面位准(interface state),提高矽基板1的载子的向n型缓冲范围3的输送效率、降低发光二极体的驱动电压。
申请公布号 TWI243399 申请公布日期 2005.11.11
申请号 TW093128027 申请日期 2004.09.16
申请人 三肯电气股份有限公司 发明人 大塚康二;哲次;佐藤纯治;多田善纪;吉田隆
分类号 H01L21/00 主分类号 H01L21/00
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 1.一种氮化物系半导体元件,其特征为具备:具有导电性的p型矽基板、和已形成于前述p型矽基板的一方的主面上的n型氮化物半导体范围、和为了形成已配置于前述n型氮化物半导体范围之上的半导体元件的主要部之主半导体范围、和已被连接于前述主半导体范围的第1电极、和已被连接于前述p型矽基板的他方的主面的第2电极。2.如申请专利范围第1项所述之氮化物系半导体元件,其中,前述n型氮化物半导体范围,在能形成由该n型氮化物半导体范围向前述p型矽基板的电流通路的状态,接触至前述p型矽基板。3.如申请专利范围第1项所述之氮化物系半导体元件,其中,前述n型氮化物半导体范围系在以化学式AlaInbGal-a-bN,在此,a及b系满足0≦a<1、0≦b<1的数値,所示的材料添加n型杂质。4.如申请专利范围第1项所述之氮化物系半导体元件,其中,具备:再加上配置于前述n型氮化物半导体范围与前述p型矽基板之间而且具有能得到量子力学的穿隧效应的厚度而且以具有比前述n型氮化物半导体范围大的阻抗率的材料形成的介在层。5.如申请专利范围第4项所述之氮化物系半导体元件,其中,前述介在层的材料为含有铝的氮化物半导体。6.如申请专利范围第5项所述之氮化物系半导体元件,其中,前述n型氮化物半导体范围系在以化学式AlaInbGal-a-bN,在此,a及b系满足0≦a<1、0≦b<1的数値,所示的材料添加n型杂质,而且前述介在层系在由以化学式AlxInyGal-x-yN,在此,x及y系满足0<x≦1、0≦y<1、0<x+y≦1a<x的数値,所示的材料构成。7.如申请专利范围第1项所述之氮化物系半导体元件,其中,再加上有配置于前述n型氮化物半导体范围与前述主半导体范围之间的多层构造的缓冲范围,前述多层构造的缓冲范围为,由以第1比例包含Al(铝)的氮化物半导体构成的复数的第1层、和由以不包含Al或比前述第1比例小的第2比例包含的氮化物半导体构成的复数的第2层构成,交互层叠前述第1层与前述第2层。8.如申请专利范围第1项所述之氮化物系半导体元件,其中,由以第1比例包含Al(铝)的氮化物半导体构成的复数的第1层、和由以不包含Al或比前述第1比例小的第2比例包含的氮化物半导体构成的复数的第2层构成,可作为交互层叠前述第1层与前述第2层的多层构造的缓冲范围。9.如申请专利范围第7项或第8项所述之氮化物系半导体元件,其中,前述第1层系,化学式AlxMyGal-x-yN在此,前述M为由In(铟)和B(硼)选择至少1种元素,前述x及y系由以满足0<x≦1、0≦y<1、x+y≦1的数値所示的材料构成、而且具有能得到量子力学的穿隧效应的厚度,前述第2层系,化学式AlaMbGal-a-bN在此,前述M为由In(铟)和B(硼)选择至少1种元素,前述a及b系由以使0≦a<1、0≦b≦1、a+b≦1、a<x满足的数値,所示的材料构成。10.如申请专利范围第1项所述之氮化物系半导体元件,其中,前述主半导体范围为为了形成发光二极体范围,具有至少活性层和已配置于此活性层上的p型氮化物半导体层,前述第1电极为电气的连接前述p型氮化物半导体层的阳极电极,前述第2电极为阴极电极。11.如申请专利范围第10项所述之氮化物系半导体元件,其中,前述第1电极系由,电气的连接于前述p型氮化物半导体层的具有光透过性的导电膜、和形成于前述导电膜的表面的一部之上的连接用金属层构成。12.如申请专利范围第11项所述之氮化物系半导体元件,其中,前述主半导体范围系再加上,具有已配置于前述p型氮化物半导体层上的n型氮化物半导体层。前述导电膜系连接于前述n型氮化物半导体层。13.如申请专利范围第1项所述之氮化物系半导体元件,其中,前述主半导体范围为为了构成电晶体的范围,至少具有p型基极范围和n型射极范围,前述第1电极为电气的连接于n型射极范围的射极电极,前述第2电极为集极电极,再加上,具有已电气的连接于前述p型基极范围的基极电极。14.如申请专利范围第1项所述之氮化物系半导体元件,其中,前述主半导体范围为为了构成绝缘闸型电场效果电晶体的范围,至少具有p型和相邻配置于该p型体置范围(body region)领域的n型源极范围,前述第1电极为电气的连接于前述n型源极范围的源极电极,前述第2电极为汲极电极,再加上,具有闸极电极。图式简单说明:第1图为概略的图示依照本发明的实施例1的发光二极体的剖面图。第2图为图示第1图的发光二极体及先前的发光二极体的顺方向电压与电流的关系的特性图。第3图为将第1图的发光二极体的驱动电压的减低效果与先前的发光二极体比较而图示的能带(energyband)图。第4图为概略的图示依照本发明的实施例2的发光二极体的剖面图。第5图为概略的图示依照本发明的实施例3的发光二极体的剖面图。第6图为概略的图示依照本发明的实施例4的发光二极体的剖面图。第7图为概略的图示依照本发明的实施例5的发光二极体的剖面图。第8图为概略的图示依照本发明的实施例6的电晶体的剖面图。第9图为概略的图示依照本发明的实施例7的电场效果电晶体的剖面图。
地址 日本