專利名稱：光電元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要是披露一種光電元件，更特別地是披露一種光電元件具有 五族/二族緩沖層的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
為了改善氮化鎵化合物層的結(jié)晶品質(zhì)，必需解決在藍(lán)寶石(sapphire) 與做為發(fā)光層的氮化鎵化合物層之間的晶格匹配的問題。因此，在公知技 術(shù)中，例如美國專利公告號5,122,845(如圖1所示)搜在基底100與氮化鎵 層102之間形成以氮化鋁(AlN)為主的緩沖層(buffer layer)101，且此緩沖層 101的結(jié)晶結(jié)構(gòu)是以微結(jié)晶(microcrystal)或是多結(jié)晶(polycrystal)且在非結(jié) 晶硅的狀態(tài)下混合，從而緩沖層101的結(jié)晶結(jié)構(gòu)可以改善在氮化鎵化合物 層103之間的晶格不匹配(crystalmismatching)的問題。又如美國專利公告 號5，290,393(如圖2所示)所示，其發(fā)光元件是以氮化鎵為主的化合物半導(dǎo) 體層202，例如GaxAl^N (0<x^l)。然而，在基底200上以磊晶的方式 形成化合物半導(dǎo)體層202時，在基底200上的晶格表面圖案不佳且會影響 到后續(xù)制造藍(lán)光發(fā)光元件的品質(zhì)，因此通過緩沖層201例如GaxAlx_,N來 改善基底200與化合物半導(dǎo)體202之間的晶格匹配問題。此外，請再參照 美國專利公告號5,929,466或是美國專利公告號5,909,040(如圖3所示)所 揭示，為了減少晶格不匹配的問題是以氮化鋁301做為第一緩沖層形成在 基底300上、氮化銦(InN)302做為第二緩沖層形成在第一緩沖層301上， 以改善與基底300之間的晶格不匹配的問題。然而，在上述公知技術(shù)中， 所產(chǎn)生的發(fā)光效益有其限制，因此，本發(fā)明主要披露一種在發(fā)光元件的緩 沖層中加入五族/二族的化合物層，并且搭配具有不規(guī)則且高低起伏形狀的
主動層，使得在光電元件中，增加由發(fā)光區(qū)域所產(chǎn)生的光源亮度，且可以 增加發(fā)光元件的發(fā)光效益。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種在緩沖層中加入五 族/二族的化合物層的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)及其制造方法，從而改善磊晶堆疊結(jié)構(gòu) 的品質(zhì)，使得整體的光電元件的光電效率也同時增加。
本發(fā)明的另一 目的在于提供一種在緩沖層中加入五族/二族的化合物 層并配合具有多個不規(guī)則且高低起伏的表面的多層量子井的磊晶堆疊結(jié) 構(gòu)，從而提高光電元件的發(fā)光效率。
據(jù)此，本發(fā)明首先提供一種發(fā)光元件的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)，包括緩沖層 形成在基底上，其中緩沖層包含第一含氮化合物層形成在基底上、第二 含氮化合物層、及五族/二族化合物層形成在第一含氮化合物層及第二含氮 化合物層之間；接著，第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層形成在緩沖層上；主動層是以多 層量子井(MQW)形成在第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層上;第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層形成在主 動層上，其中多個中介材料微粒散布在第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層與主動層之間， 從而，使形成的多層量子井具有多個不規(guī)則且高低起伏的形狀。
本發(fā)明接著提供一種光電元件，包含第一電極；基底形成于第一電 極上；緩沖層形成于基底上，其中該緩沖層包含第一含氮化合物層形成 在基底上、第二含氮化合物層、及五族/二族化合物層形成在第一含氮化合 物層及第二含氮化合物層之間；接著，第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層形成在緩沖層上； 主動層形成在第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層上；第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層形成在主動層上； 透明導(dǎo)電層形成于第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層上；及第二電極形成在透明導(dǎo)電層 上。
本發(fā)明再提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，包含提供基底；形成緩 沖層在基底上，其形成步驟包含形成第一含氮化合物層在基底上；形成 五族/二族化合物層，將五族/二族材料散布在的第一含氮化合物層上；及 形成第二含氮化合物層在五族/二族化合物層上；接著，以磊晶方式形成磊
晶堆疊結(jié)構(gòu)在緩沖層上，其中形成磊晶堆疊結(jié)構(gòu)的步驟包含形成第一半 導(dǎo)體導(dǎo)電層在緩沖層上；形成主動層在第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層上；以及形成第 二半導(dǎo)體導(dǎo)電層在主動層上。
有關(guān)本發(fā)明的特征與實施例，茲配合附圖作最佳實施例詳細(xì)說明如 下。(為使對本發(fā)明的目的、構(gòu)造、特征、及其功能有進(jìn)一步的了解，茲 配合實施例詳細(xì)說明如下。)


圖l為根據(jù)公知技術(shù)中所披露的技術(shù)，表示光電元件的剖面示意圖2為根據(jù)公知技術(shù)中所披露的技術(shù)，表示以磊晶成長的磊晶晶片的 剖面示意圖3為根據(jù)公知技術(shù)中所披露的技術(shù)，表示光電元件的剖面示意圖； 圖4為根據(jù)本發(fā)明所披露的技術(shù)，表示具有多層緩沖應(yīng)力層的半導(dǎo)體
結(jié)構(gòu)的剖面示意圖5為根據(jù)本發(fā)明所披露的技術(shù) 多個不規(guī)則且高低起伏形狀的多層』 剖面示意圖；及
圖6為根據(jù)本發(fā)明所披露的技術(shù) 多個不規(guī)則且高低起伏形狀的多層〗 另一具體實施例的剖面示意圖。
主要元件標(biāo)記說明 10
20 緩沖層 24 五族/二族化合物層 30 第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層
41 多個不規(guī)則且高低起伏形狀
表示以具有多層緩沖應(yīng)力層及具有 子井的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)的光電元件的
表示以具有多層緩沖應(yīng)力層及具有 子井的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)的光電元件的
22 第一含氮化合物層 26 第二含氮化合物層 40 主動層
50第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層60透明導(dǎo)電層
70第一電極80第二電極
100基底101緩沖層
102氮化鎵層103氮化鎵化合物層
200基底201緩沖層
202化合物半導(dǎo)體層300基底
301第一緩沖層302第二緩沖層
具體實施例方式
本發(fā)明在此所探討的方向為 一種光電元件及其制造方法。為了能徹底 地了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳盡的光電元件的結(jié)構(gòu)及其步驟。 顯然地，本發(fā)明的實行并未限定此光電元件的技術(shù)人員所熟知的特殊細(xì) 節(jié)，然而，對于本發(fā)明的較佳實施例，則會詳細(xì)描述如下。除了這些詳細(xì) 描述之外，本發(fā)明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發(fā)明的范圍 不受限定，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的變更與改進(jìn)， 因此本發(fā)明的專利保護(hù)范圍須視本說明書所附的權(quán)利要求為準(zhǔn)。
首先請參照圖4，表示本發(fā)明所披露的具有磊晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的
剖面示意圖。如圖4所示，此半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括基底IO，例如以藍(lán)寶石所
形成的基底10，先將其置入金屬有機(jī)汽相外延生長技術(shù)(MOVPE)的反 應(yīng)容器中，之后在此基底10上形成緩沖層(buffer layer)20，此緩沖層20 為多層應(yīng)力緩沖層結(jié)構(gòu)(multi-strain releasing layer)結(jié)構(gòu)，從而可以得到 品質(zhì)良好的氮化鎵層。在本實施例中，緩沖層20由化合物層(compoimd layer)22及五族/二族化合物(II-V group compound)層24所構(gòu)成。其中，化 合物層22形成在基底10上，主要是以氮化鎵材料為主的含氮化合物層， 例如氮化鎵鋁(AlGaN)。此外，在本發(fā)明的實施例中，其基底10的材料可 以選自于下列的群組尖晶石(MgAl204)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁(A1N)、 碳化硅(SiC)、砷化鎵(GaAs)、氮化鋁(A1N)、磷化鎵(GaP)、硅(Si)、鍺(Ge)、 氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、 LAO、 LGO及玻璃材料。
接著，在化合物層22上形成五族/二族化合物層24，其中五族/二族 化合物層24的二族(IIgroup)材料可以選自于下列群組鋅(Zn)、鈹(Be)、 鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)、鋅(Zn)、鎘(Cd)及汞(Hg);及 五族(V group)材料可以是氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)或鉍(Bi)。因此， 可以通過上述二族材料與五族材料的任意組成，而可以形成適用于本發(fā)明 中所需要的五族/二族化合物層24。
在本發(fā)明的一實施例中，形成五族/二族化合物層24的方式是以含鎂 的前馬區(qū)物(precursor)，例如，Cp2Mg(bis(cyclopentadienyl)Magnesium)或是 Bis(methylcyclopentadienyl)Magnesium在反應(yīng)容器內(nèi)導(dǎo)入氨氣(NH3)并進(jìn) 行反應(yīng)，且以金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)，形成氮化鎂(MgxNy)。 從而，可以在磊晶堆疊結(jié)構(gòu)的含氮化合物層22上形成厚度約為IO埃的氮 化鎂作為五族/二族化合物層24,且其粗糙度約小于10nm;而在本發(fā)明的 一較佳實施例中，此五族/二族化合物層24的最適粗糙度約為2nm。由于 五族/二族化合物層24的材料可以在含氮化合物層22上成長，尤其是P 型化合物材料，且其能隙能量(band-gap energy)小于傳統(tǒng)的五族/三族化合 物材料(III-Vgroup),例如，由文獻(xiàn)可知五族/二族化合物材料如，Zn3As2 的能隙能量約為0.93eV， Zn3N為3.2eV， Zn3P3為L57eV及Mg3N2為 2.8eV，而傳統(tǒng)以五族/三族化合物為主的氮化鎵，其能隙能量約為3.34eV。 因此，由能隙能量得知，五族/二族化合物層24有良好的歐姆接觸。
緊接著，在緩沖層20的上方形成磊晶堆疊結(jié)構(gòu)(epi-stackstructure)30， 其包含第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30形成在緩沖層20上、主動層40形成在第 一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30上及第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層50形成在主動層40上，其中 第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30及第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層50是由五族/三族(III-V group) 材料所構(gòu)成的化合物半導(dǎo)體導(dǎo)電層，特別是一種以氮化物為主的半導(dǎo)體 層。此外，第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30與第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層50的電性相反；例 如當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體導(dǎo)電層30為n型半導(dǎo)體導(dǎo)電層時，則第二半導(dǎo)體導(dǎo)電 層50就必須是p型半導(dǎo)體導(dǎo)電層。
接著，在本發(fā)明的另一較佳實施例中，可以選擇性地在MOVPE的反 應(yīng)容器內(nèi)隨意添加由一種或多種異質(zhì)材料所形成的多個微粒，將這些異質(zhì)
材料所形成的多個微粒隨意分布第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30之上。在此要強(qiáng)調(diào)， 本發(fā)明對此添加的異質(zhì)材料的種類及數(shù)量并不加以限制，只要是不同于第 一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30的材料均可以作為本發(fā)明所稱的異質(zhì)材料。例如，當(dāng) 第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30為氮化鎵(GaN)材料時，此異質(zhì)材料可以是周期表的 第III族，其包括硼(B)、鋁(A1)、鎵(Ga)、銦(In)或是鉈(Tl);或是周期 表的第二族(IIgroup)包括鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)或鐳 (Ra);或是周期表的第四族(IVgroup)包括碳(C)、硅(Si)、鍺(Ge)、錫(Sn) 或鉛(Pb);或是周期表的第五族(Vgroup)其包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、 銻(Sb)或鉍(Bi)或是周期表的六族(VIgroup)其包括氧(O)、硫(S)、硒(Se)、 碲(Te)或是五族/三族化合物、六族/二族化合物或是五族/二族化合物，例 如Mg3N2或是氮化硅(SiH0等。
再接著，進(jìn)行多層量子井(MQW)40的成長，由于在多層量子井成長 之前，第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30的部份位置已經(jīng)被添加的異質(zhì)材料所覆蓋， 因此在后續(xù)成長多層量子井40時，這些被異質(zhì)材料所覆蓋的地方就會阻 絕多層量子井40的成長或減慢多層量子井40的成長速率。因此，在此情 形下所成長出的多層量子井40,很明顯地會在異質(zhì)材料處自然形成凹陷 狀，因此會形成不規(guī)則形狀41，此不規(guī)則形狀41近似在海灘上所形成的 一片沙丘，而各個沙丘均具有各自的高度及寬度，且各個沙丘間并不一定 會連接在一起。而在本發(fā)明的具有多個不規(guī)則且高低起伏的多層量子井的 磊晶結(jié)構(gòu)中，此多層量子井的橫斷面(即底高)約為3:1-1:10，其粗糙度 值約為Ra=0.5~50納米之間，而較佳的粗糙度值約為Ra=30 40納米之間。
此外，上述的基底10除了以藍(lán)寶石C表面、M表面、R表面或A表 面為主面之外，其也可以是尖晶石(MgAl204)般的絕緣性基材，SiC(含有 6H、 4H、 3C)、 GaAs、 A1N、 GaN、 GaP、 Si、 ZnO、 MgO、 LAO、 LGO、 玻璃材料或是GaN等。而多個不規(guī)則且高低起伏的多層量子井40的材料 也可以是選自于下列的群組A1N、 GaN、 InN、 AlGaN、 InGaN及InAlGaN。 在此要說明的是，本發(fā)明所披露的主動層40可以是如上述的具有多個不 規(guī)則的高低起伏形狀的多層量子井，也可以是量子井(Quantum Well)或是 氮化鎵銦(InGaN)。
接著，同樣參考圖4，再在主動層40上形成一個第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層 50，以完成一個光電元件的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)。因此可以很明顯的得知，在形 成光電元件的基本結(jié)構(gòu)中，在主動層40的上下形成一個n型的半導(dǎo)體導(dǎo) 電層及P型半導(dǎo)體導(dǎo)電層，這可以使得n型半導(dǎo)體導(dǎo)電層及p型半導(dǎo)體導(dǎo) 電層中的電子及電動能夠在施加適當(dāng)?shù)钠珘褐?，能夠被?qū)動至主動層40 中，而產(chǎn)生復(fù)合(recombination)后發(fā)出光線。因此，如前所述，本發(fā)明所 披露的光電元件的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)中，并不限定第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30或第 二半導(dǎo)體導(dǎo)電層50為n型半導(dǎo)體導(dǎo)電層或是p型半導(dǎo)體導(dǎo)電層，其只要 能夠形成光電元件的基本結(jié)構(gòu)皆可。因此，在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)?shù)诙?半導(dǎo)體導(dǎo)電層50為n型半導(dǎo)體導(dǎo)電層時，則第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30就必需 是p型半導(dǎo)體導(dǎo)電層，反之亦然。同時，本發(fā)明所披露的光電元件的磊晶 堆疊結(jié)構(gòu)也可作為發(fā)光二極管(LED)、激光(Laser)、光檢測器(photodetector) 或是面射型激光(VCSEL)等元件的基本磊晶堆疊結(jié)構(gòu)。
在此要說明的是，本發(fā)明所披露的具有多個不規(guī)則且高低起伏的多層 量子井的光電元件的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)，可以隨著多層量子井所形成的主動層 40的化合物材料以及形成化合物的成份比重而發(fā)出不同的光，這些光包括 紫外光、可見光及紅外光。舉例來說，當(dāng)形成主動層40的化合物材料中 加入含磷(P)或砷(As)化物或磷砷化物的成份時，就可形成紅光、黃光或紅 外光。當(dāng)形成主動層40的化合物材料中加入氮(N)的成份時，就可以形成 藍(lán)光、綠光或紫外光。
接著，請繼續(xù)參照圖5，表示本發(fā)明所披露的具有磊晶堆疊結(jié)構(gòu)的光 電元件的剖面示意圖。在本實施例中，基底10、磊晶堆疊結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo) 體導(dǎo)電層30、主動層40及第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層50的結(jié)構(gòu)以及形成方法與上 述的實施例相同，故不再重復(fù)敘述。如圖5所述，如同前述，此發(fā)光元件 包含基底IO、緩沖層20、磊晶堆疊結(jié)構(gòu)(30,40，50)、透明導(dǎo)電層60及第 一電極70及第二電極80，其中緩沖層20形成在基底IO上、磊晶堆疊結(jié) 構(gòu)(30，40,50)形成于緩沖層20上、透明導(dǎo)電層60形成于磊晶堆疊結(jié)構(gòu) 。0，40，50)之上、第一電極70形成在基底10上，以及第二電極80形成在 透明導(dǎo)電層60上。 在此實施例中，磊晶堆疊結(jié)構(gòu)(30,40，50)由緩沖層20向上依次為第一 半導(dǎo)體導(dǎo)電層30、主動層40及第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層50所構(gòu)成。在此要強(qiáng)調(diào) 的是，在基底10上所形成緩沖層20，由第一含氮化合物層22、五族/二族 化合物層24及第二含氮化合物層26所構(gòu)成，其中第一含氮化合物層22 的材料選自于下列的群組氮化銦鎵鋁(AlInGaN)層、氮化銦鎵(InGaN)層、 氮化鋁鎵(AlGaN)層及氮化鋁銦(AlInN)層。第二含氮化合物層26的材料選 自于下列的群組氮化鋁鎵(AlGaN)層及氮化鎵(GaN)層。
另外，五族/二族化合物層24中的二族的材料選自于下列的群組鈹 (Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)、鋅(Zn)、鎘(Cd)及汞(Hg); 以及五族的材料選自于下列的群組氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)及鉍(Bi)。 因此，通過第一含氮化合物層22、五族/二族化合物層24及第二含氮化合 物層26所構(gòu)成的緩沖層20為多層應(yīng)力緩沖層結(jié)構(gòu)(multi-strain releasing layer structure),通過此多層應(yīng)力緩沖層結(jié)構(gòu)20可以做為后續(xù)利用磊晶成 長的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)(30,40, 50)的起始層。另外，此多層應(yīng)力緩沖層結(jié)構(gòu)(即 緩沖層)20與磊晶堆疊結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30之間有良好的晶格匹 配及減緩基底10與第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30間的因晶格差異所產(chǎn)生的應(yīng)力， 并且得到品質(zhì)良好的含氮化鎵的半導(dǎo)體層。
緊接著，形成透明導(dǎo)電層60的方式是在磊晶堆疊結(jié)構(gòu)(30,40, 50)形成 在緩沖層20上之后，將反應(yīng)容器溫度降低至室溫，然后由反應(yīng)容器中取 出磊晶芯片，并且在磊晶堆疊結(jié)構(gòu)(30,40, 50)的第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層50的表 面上形成某一特定形狀的光罩圖樣,然后再在反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)裝置中 進(jìn)行蝕刻。在蝕刻之后，再在整個第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層50上形成透明導(dǎo)電 層60，其厚度約為2500埃，且材料可以選自于下列的群組Ni/Au、 NiO/Au、 Ta/Au、 TiWN、 TiN、氧化銦錫、氧化鉻錫、氧化銻錫、氧化鋅 鋁及氧化鋅錫。
接著，在透明導(dǎo)電層60上形成一層厚度約為2000um的第二電極80。 在本實施例中，第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層50為p型氮化物半導(dǎo)體導(dǎo)電層，因此 第二電極80的材料可以由Au/Ge/Ni或Ti/Al或Ti/Au或Ti/Al/Ti/Au或 Cr/Au等合金所構(gòu)成。最后在基底10上形成第一電極70，此第一電極70
的材料可以是Au/Ge/Ni或Ti/Al或Ti/Au或Ti/Al/Ti/Au或Cr/Au合金或 是W/A1合金。因此，根據(jù)以上所述，即可以得到一個具體的光電元件， 在此要說明的是由于第一電極70及第二電極80在光電元件的制造工藝中 為公知技術(shù)，因此在本發(fā)明中不再進(jìn)一步的敘述。
另外，請繼續(xù)參照圖6，表示本發(fā)明所披露的具有磊晶堆疊結(jié)構(gòu)的光 電元件的另一具體實施例的剖面示意圖。在本實施例中，基底10、磊晶堆 疊結(jié)構(gòu)的第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30、主動層40及第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層50的結(jié)構(gòu) 以及形成方法與上述的實施例相同，因此不再重復(fù)敘述。如圖6所述，此 光電元件包含基底IO、緩沖層20、磊晶堆疊結(jié)構(gòu)(30,40,50)、透明導(dǎo)電 層60及第一電極70及第二電極80，其中緩沖層20形成在基底10上、磊 晶堆疊結(jié)構(gòu)(30,40，50)形成于緩沖層20上，其中磊晶堆疊結(jié)構(gòu)(30,40，50)具 有第一部份及第二部份，且第一部份遠(yuǎn)離第二部份、透明導(dǎo)電層60形成 于磊晶堆疊結(jié)構(gòu)(30,40,50)的第一部份之上、第一電極70形成在磊晶堆疊 結(jié)構(gòu)(30,40，50)的第二部份之上，以及第二電極80形成在透明導(dǎo)電層60 上。
在本實施例中，可以在完成光電元件的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)后，使用蝕刻制 造工藝，直接將光電元件的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)中的部份第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層50、 部份主動層40及部份第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30移除，并暴露出部份的第一半 導(dǎo)體導(dǎo)電層30(即第二部份)。接著，在第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層50上依次形成 透明導(dǎo)電層60及第二電極80以及在暴露的第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層30(第二部 份)上形成第一電極70，從而完成光電元件的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1. 一種光電元件的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)，包含基底；緩沖層，包含；第一含氮化合物層，形成于該基底上；及五族/二族化合物層，形成于該第一含氮化合物上；發(fā)光元件的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)，形成于該緩沖層上，該磊晶堆疊結(jié)構(gòu)包含第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層，形成于該緩沖層上；主動層，形成于該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層上，且多個中介材料微粒散布于該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層與該主動層之間，以使得該主動層具有多個不規(guī)則且高低起伏的形狀；及第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層，形成于該主動層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)，還包含多個中介材料微粒散 布于該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層與該主動層之間，以使得該主動層具有多個不規(guī) 則且高低起伏的形狀。
3. —種光電元件的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)，包含基底；緩沖層，形成于該基底之上包含-第一含氮化合物層，形成于該基底之上；及五族/二族化合物層，形成于該第一含氮化合物層之上；第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層，具有第一部份及第二部份且該第一部份遠(yuǎn)離該第 二部份，形成在該緩沖層之上；主動層，形成在該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層的該第一部份之上，且多個中介 材料微粒散布于該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層與該主動層之間，以使得該主動層具 有多個不規(guī)則且高低起伏的形狀；及 第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層，形成于該主動層之上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)，還包含多個中介材料微粒散 布于該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層與該主動層之間，以使得該主動層具有多個不規(guī) 則且高低起伏的形狀。
5. —種光電元件，包含 第一電極；基底，形成于該第一電極上；緩沖層，形成于該基底上，其中該緩沖層包含； 第一含氮化合物層，形成在該基底上；及 五族/二族化合物層，形成在該第一含氮化合物上；第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層，形成于該緩沖層上；第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層；主動層，形成于該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層與該第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層之間； 透明導(dǎo)電層，形成于該第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層上；及 第二電極，形成于該透明導(dǎo)電層上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的磊晶堆疊結(jié)構(gòu)，還包含多個中介材料微粒 散布于該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層與該主動層之間，以使得該主動層具有多個不 規(guī)則且高低起伏的形狀。
7. —種光電元件，包含 基底；緩沖層，形成于該基底之上，包含第一含氮化合物層，形成于基底之上；及五族/二族化合物層，形成于該第一含氮化合物層之上；第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層，形成于該緩沖層之上，該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層具有 第一部份及第二部份且第一部份遠(yuǎn)離該第二部份； 第一電極，形成于該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層的該第二部份；主動層，形成于該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層的該第一部份，且遠(yuǎn)離該第一電極；第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層，形成于該主動層之上； 透明導(dǎo)電層，形成于該主動層之上；及 第二電極，形成于該透明導(dǎo)電層之上。
8. —種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造方法，包含 提供基底；形成緩沖層，包含形成第一含氮化合物層在該基底上；及形成五族/二族化合物層，將該五族/二族化合物層的材料散布于該 第一含氮化合物層上；及以磊晶方式形成磊晶堆疊結(jié)構(gòu)在該緩沖層上，其中該磊晶堆疊結(jié)構(gòu)包含形成第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層在該緩沖層上； 形成第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層；及形成主動層在該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層及該第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，其特征是還包含執(zhí)行蝕刻步驟以 依次移除部份該第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層、部份該主動層及部份該第一半導(dǎo)體導(dǎo) 電層以裸露出部份該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層。
10. —種光電元件的制造方法，包含 提供基底；形成緩沖層在該基底之上，包含形成第一含氮化合物層在該基底之上；及 形成五族/二族化合物層在該第一含氮化合物層之上；形成第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層在該緩沖層之上； 形成主動層在該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層之上 形成第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層在該主動層；蝕刻部份該第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層、部份該主動層以及部份該第一半導(dǎo)體 導(dǎo)電層以裸露部份該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層 ，形成透明導(dǎo)電層在該第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層上；形成第一電極在裸露的部份該第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層上；及形成第二電極在該透明導(dǎo)電層上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光電元件，包含第一電極、基底形成于第一電極上；緩沖層形成于基底上，其中該緩沖層包含含第一含氮化合物層形成在基底上、第二含氮化合物層、及五族/二族化合物層形成在第一含氮化合物層及第二含氮化合物層之間；接著，第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層形成在緩沖層上；主動層形成在第一半導(dǎo)體導(dǎo)電層上，其中主動層為具有多個不規(guī)則且高低起伏形狀的多層量子井；第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層形成在主動層上；透明導(dǎo)電層形成于第二半導(dǎo)體導(dǎo)電層上；及第二電極形成在透明導(dǎo)電層上。
文檔編號H01L33/00GK101388425SQ20071014548
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者李玉柱, 蔡宗良 申請人:廣鎵光電股份有限公司