发明名称 形成低电阻P型氮化镓之方法
摘要 一种形成低电阻Ⅲ-Ⅴ氮化物(如GaN)p型层之方法的具体实例系在生长后之于却程序期间磊晶室中除去所有氢(一般NH3)源。在冷却程序过程中藉由氢源之消除可避免任何接收者不纯物(如Mg)在冷却过程中因氢原子所造成之额外被覆。冷却程序后,晶圆在相当低的温度下(如低于625℃)下退火以自掺有Mg层除去几近所有的氢。退火可发生在低温下,因为H在P型GaN层中的扩散系数系远高于i型GaN层中的。若p型层系用于LED中,因为低温退火无法降低 GaN层的结晶性,LED放射光之强度不因退火程序而降低。在其他具体实例中,在磊晶期间冷却前掺有Mg之GaN层系被一n型GaN层或任何n型半导体层所覆盖以阻止H在冷却期间向内扩散。然后在低温退火前除去此n型外罩。在其他具体实例中,使掺有Mg之GaN层在冷却后但退火前呈轻微p型。这可利用多种程序完成。
申请公布号 TW554550 申请公布日期 2003.09.21
申请号 TW091108687 申请日期 2002.04.26
申请人 露明光学公司 发明人 史蒂芬A 史达克门;赛君L 陆达兹;马瑞S 密沙尔
分类号 H01L33/00 主分类号 H01L33/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种用于制造一p型III-V氮化物化合物半导体之方法,其包括:-在一腔室中第一个温度下生长III-V氮化物化合物半导体层,同时将受体不纯物导入该层以形成一掺有受体层,该室包含一或多种可提供氢之气体,使该氢被覆至少部分该受体不纯物;-在冷却程序期间将该掺有受体层降低至明显低于该第一个温度之第二个温度;-该冷却程序后,造成该掺有受体层系为p型层,其具有p型导电性及介于近3x1015/厘米-3与1x1018/厘米-3之间的电洞密度;及-在低于625℃之温度下退火该p型层以自该p型层除去氢,因此增加该电洞密度并降低该p型层的电阻。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该造成该掺有受体层在退火前系为p型层包括实质上防止额外的氢在该冷却程序过程中扩散入该掺有受体层。3.如申请专利范围第2项之方法,其中该防止额外的氢扩散入该掺有受体层包括防止含有氢的气体在该冷却程序过程中进入该室并在该冷却程序过程中除去该室中的氢。4.如申请专利范围第2项之方法,其中该防止额外的氢扩散入该掺有受体层包括在该冷却程序之前形成一n型半导体层外罩于该掺有受体层上。5.如申请专利范围第1项之方法,其中该造成该掺有受体层在该退火之前系为p型层包括处理该掺有受体层一表面以增加该表面之该电洞密度使其大于3x1015/厘米-3。6.如申请专利范围第5项之方法,其中该处理该表面包括以化学方式蚀刻该表面。7.如申请专利范围第5项之方法,其中该处理该表面包括电浆蚀刻该表面。8.如申请专利范围第5项之方法,其中该处理该表面包括电浆蚀刻清洁该表面。9.如申请专利范围第5项之方法,其中该处理该表面包括以化学方式清洁该表面。10.如申请专利范围第9项之方法,其中该以化学方式清洁该表面包括在一含有KOH、NaOH及NH4OH中至少一种之溶液中清理该表面。11.如申请专利范围第5项之方法,其中该处理该表面包括以超音波方式清洁该表面。12.如申请专利范围第5项之方法,其中该处理该表面包括以一电子束照射该表面。13.如申请专利范围第5项之方法,其中该处理该表面包括暴露该表面于电磁波辐射中。14.如申请专利范围第1项之方法,其中该生长一掺有受体层造成该掺有受体层中的受体不纯物在该冷却程序之前具有大于90%被覆。15.如申请专利范围第1项之方法,该冷却程序之后,该电洞密度系大于3x1016/厘米-3。16.如申请专利范围第1项之方法,其中该导入受体不纯物包括掺入该半导体层以具有大于5x1018/厘米-3之受体不纯物密度。17.如申请专利范围第1项之方法,其中该退火系在100-625℃范围之温度下完成。18.如申请专利范围第1项之方法,其中该退火系在低于400℃之温度下完成。19.如申请专利范围第1项之方法,其中该在一室中生长一掺有受体层系在一异于退火该p型层之腔室的腔室中完成。20.如申请专利范围第1项之方法,其中该退火系在该冷却程序后任何进一步加工该p型层之前完成。21.如申请专利范围第1项之方法,其中该在一室中生长一掺有受体层另外包括生长一III-V氮化物化合物掺有n杂质之半导体层以形成一发光二极体。22.如申请专利范围第21项之方法,其中该掺有受体层系接着在该掺有n杂质之半导体层之后生长。23.如申请专利范围第1项之方法,另外包括生长额外一或多个III-V氮化物化合物掺有受体层并使该额外一或多个掺有受体层在该退火之前系为p型。24.如申请专利范围第1项之方法,其中该退火系只完成从该p型层除去该氢。25.如申请专利范围第1项之方法,其中该退火系完成从该p型层除去该氢以及退火或混合一p型欧姆接点。26.如申请专利范围第1项之方法,其中该生长该掺有受体层包括生长一包含镓及氮之III-V族化合物半导体。27.如申请专利范围第1项之方法,其中该受体不纯物包含镁。28.如申请专利范围第1项之方法,其中该退火系在含有N2之气体环境下完成。29.如申请专利范围第1项之方法,其中该p型层在该退火之前的电阻系低于5000-厘米。30.如申请专利范围第1项之方法,其中该p型层在该退火之前的电阻系低于30-厘米。图式简单说明:图1是一个具有p型GaN层形成于n型GaN层上之LED实例的截面图。图2是一种美国专利案第5,306,662 号中所描述之先前方法,其利用高温退火将绝缘掺有Mg之GaN层转变成低电阻p型GaN层。图3是一个本发明利用低温退火制造低电阻p型GaN层之具体实例的流程图。图4是一种利用低温退火步骤形成p型GaN层之替换具体实例方法,其中n型外罩系在冷却前形成于掺有p型杂质层上。图5是一种利用低温退火步骤形成p型GaN层之替换具体实例方法,其中可藉多种方法中任一种使掺有p型杂质之GaN层在退火前呈p型。
地址 美国