Iii族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法
【專利摘要】提供了一種III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，在該III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件中，抑制了穿透位錯對電子和空穴的俘獲。該發(fā)光器件包括n型半導(dǎo)體層、在n型半導(dǎo)體層上的發(fā)光層、在發(fā)光層上的p型半導(dǎo)體層。發(fā)光器件具有從n型半導(dǎo)體層延伸至p型半導(dǎo)體層的多個(gè)凹坑。n型半導(dǎo)體層包括n側(cè)防靜電擊穿層。n側(cè)防靜電擊穿層包括：n型GaN層，該n型GaN層包括凹坑的起始點(diǎn)；以及ud-GaN層，該ud-GaN層被設(shè)置成與n型GaN層相鄰并包括凹坑的一部分。n型GaN層和ud-GaN層中的至少之一具有In摻雜層。In摻雜層的In組成比大于0且不大于0.0035。
【專利說明】
I M族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及HI族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，更具體地，設(shè)及用于制造 具有凹坑(pit)的HI族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件包括:發(fā)光層，該發(fā)光層通過電子與空穴的復(fù)合來發(fā) 射光;n型半導(dǎo)體層；W及P型半導(dǎo)體層。當(dāng)制造III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件時(shí)，在襯底上外 延生長半導(dǎo)體層。在運(yùn)種情況下，由于襯底與半導(dǎo)體層之間的晶格失配，在半導(dǎo)體層中會出 現(xiàn)穿透位錯。在穿透位錯中，發(fā)生電子與空穴的非發(fā)光復(fù)合。非發(fā)光復(fù)合是指電子與空穴的 不產(chǎn)生光而產(chǎn)生熱的復(fù)合。因此，存在于穿透位錯附近的電子可W引起在穿透位錯處的非 發(fā)光復(fù)合。非發(fā)光復(fù)合發(fā)生得越頻繁，半導(dǎo)體發(fā)光器件產(chǎn)生熱就越多。產(chǎn)生的熱量使半導(dǎo)體 發(fā)光器件的發(fā)光效率降低。
[0003] 因此，已經(jīng)開發(fā)了抑制穿透位錯中的非發(fā)光復(fù)合的技術(shù)。例如，專利文件1公開了 由于n型GaN層上的穿透位錯而產(chǎn)生凹坑的技術(shù)(參考專利文件1的[0014]至[0016]段）。在 該技術(shù)中，使用AlGaN勢壘層來填充凹坑。因此，AlGaN勢壘層用作勢壘，使得電子和空穴幾 乎不到達(dá)穿透位錯(參考專利文件1的[0016]段）。因此，該半導(dǎo)體發(fā)光器件表現(xiàn)出高的發(fā)光 效率。
[0004] 專利文件1:日本公開特許公報(bào)(特開)第2002-368269號。
[0005] W運(yùn)種方式，通過研究和開發(fā)，已經(jīng)提高了半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光效率。然而，為 了提高發(fā)光效率，需要使電子和空穴不進(jìn)一步被穿透位錯俘獲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 已經(jīng)構(gòu)思了本發(fā)明W解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提 供一種其中抑制待被穿透位錯俘獲的電子和空穴的HI族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造 方法。
[0007] 在本發(fā)明技術(shù)的第一方面中，提供了一種III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其包括n 型半導(dǎo)體層、在n型半導(dǎo)體層上的發(fā)光層W及在發(fā)光層上的P型半導(dǎo)體層。III族氮化物半導(dǎo) 體發(fā)光器件具有從n型半導(dǎo)體層延伸至P型半導(dǎo)體層的多個(gè)凹坑。n型半導(dǎo)體層包括:第一半 導(dǎo)體層，該第一半導(dǎo)體層包括凹坑的起始點(diǎn)；W及第二半導(dǎo)體層，該第二半導(dǎo)體層設(shè)置成與 第一半導(dǎo)體層相鄰并包括凹坑的一部分。第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層中的至少之一具有 III族氮化物半導(dǎo)體的In滲雜層。In滲雜層的In組成比大于0且不大于0.0035。
[000引在III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件中，通過In滲雜來形成勢壘。因此，在穿透位錯附 近存在電子和空穴的可能性低。抑制了在穿透位錯中的非發(fā)光復(fù)合。此外，通過In原子的表 面活性劑效應(yīng)(surfactant effect)而改善了半導(dǎo)體層的表面平坦度。由此，獲得了表現(xiàn)優(yōu) 異發(fā)光效率的半導(dǎo)體發(fā)光器件。依賴于In滲雜區(qū)域，半導(dǎo)體發(fā)光器件的驅(qū)動電壓低。
[0009]本發(fā)明技術(shù)的第二方面設(shè)及HI族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的一個(gè)具體實(shí)施方案， 其中n型半導(dǎo)體層包括n側(cè)防靜電擊穿層。n側(cè)防靜電擊穿層具有第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo) 體層。第一半導(dǎo)體層是n型GaN層。第二半導(dǎo)體層是Ud-GaN層，即，未滲雜的GaN層。
[0010] 本發(fā)明技術(shù)的第=方面設(shè)及HI族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的一個(gè)具體實(shí)施方案， 其中第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層具有其中形成有凹坑的凹坑形成區(qū)域。該凹坑形成區(qū)域 包括通過將凹坑形成區(qū)域在厚度方向上劃分成=個(gè)相等區(qū)域而獲得的第一區(qū)域、第二區(qū)域 和第=區(qū)域。第一區(qū)域是距發(fā)光層最遠(yuǎn)的區(qū)域。第二區(qū)域是次于第一區(qū)域距發(fā)光層最遠(yuǎn)的 區(qū)域。第=區(qū)域是次于第二區(qū)域距發(fā)光層最遠(yuǎn)的區(qū)域。In滲雜層是第一區(qū)域。
[0011] 本發(fā)明技術(shù)的第四方面設(shè)及HI族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的一個(gè)具體實(shí)施方案， 其中第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層具有其中形成有凹坑的凹坑形成區(qū)域。凹坑形成區(qū)域包 括通過將凹坑形成區(qū)域在厚度方向上劃分成=個(gè)相等區(qū)域而獲得的第一區(qū)域、第二區(qū)域和 第=區(qū)域。第一區(qū)域是距發(fā)光層最遠(yuǎn)的區(qū)域。第二區(qū)域是次于第一區(qū)域距發(fā)光層最遠(yuǎn)的區(qū) 域。第=區(qū)域是次于第二區(qū)域距發(fā)光層最遠(yuǎn)的區(qū)域。In滲雜層是第二區(qū)域。
[0012] 本發(fā)明技術(shù)的第五方面設(shè)及HI族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的一個(gè)具體實(shí)施方案， 其中第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層具有其中形成有凹坑的凹坑形成區(qū)域。凹坑形成區(qū)域包 括通過將凹坑形成區(qū)域在厚度方向上劃分成=個(gè)相等區(qū)域而獲得的第一區(qū)域、第二區(qū)域和 第=區(qū)域。第一區(qū)域是距發(fā)光層最遠(yuǎn)的區(qū)域。第二區(qū)域是次于第一區(qū)域距發(fā)光層最遠(yuǎn)的區(qū) 域。第=區(qū)域是次于第二區(qū)域距發(fā)光層最遠(yuǎn)的區(qū)域。In滲雜層是第=區(qū)域。
[0013] 本發(fā)明技術(shù)的第六方面設(shè)及HI族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的一個(gè)具體實(shí)施方案， 其中In滲雜層的在厚度方向上的第一端面是包括第一半導(dǎo)體層中的凹坑的起始點(diǎn)的表面。 In滲雜層的在厚度方向上的第二端面在第二半導(dǎo)體層內(nèi)部。第二半導(dǎo)體層中的In滲雜層的 厚度為100皿至200nm。第一半導(dǎo)體層中生長凹坑的點(diǎn)的深度幾乎與起始點(diǎn)的深度相同。當(dāng) 從凹坑中的典型凹坑的角度看時(shí)，凹坑可W在厚度方向上僅偏移Onm至lOnm。包括凹坑的起 始點(diǎn)的表面可W在厚度方向上相對于觀察到的凹坑的位置僅偏移Onm至1 Onm。
[0014] 本發(fā)明技術(shù)的第屯方面設(shè)及HI族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的一個(gè)具體實(shí)施方案， 其中In滲雜層的在厚度方向上的第一端面是包括第一半導(dǎo)體層中的凹坑的起始點(diǎn)的表面。 In滲雜層的在厚度方向上的第二端面在第二半導(dǎo)體層內(nèi)部。第二半導(dǎo)體層中的In滲雜層的 厚度為200nm至300nm。
[0015] 在本發(fā)明技術(shù)的第八方面中，提供了一種用于制造 III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件 的方法，該III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件包括n型半導(dǎo)體層、在n型半導(dǎo)體層上的發(fā)光層W及 在發(fā)光層上的P型半導(dǎo)體層。在制造方法中，形成從所述n型半導(dǎo)體層延伸至所述P型半導(dǎo)體 層的多個(gè)凹坑。然后，當(dāng)生長半導(dǎo)體層時(shí)，形成第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層作為n型半導(dǎo) 體層，第一半導(dǎo)體層包括凹坑的起始點(diǎn)，第二半導(dǎo)體層設(shè)置成與第一半導(dǎo)體層相鄰并包括 凹坑的一部分。此外，形成III族氮化物半導(dǎo)體的In滲雜層作為第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體 層中的至少之一。In滲雜層的In組成比大于0且不大于0.0035。
[0016] 本說明書提供了一種其中抑制待被穿透位錯俘獲的電子和空穴的III族氮化物半 導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。
【附圖說明】
[0017] 在結(jié)合附圖考慮的情況下，參照優(yōu)選實(shí)施方案的W下詳細(xì)描述，本發(fā)明技術(shù)的各 種其他目的、特征和許多附帶優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，所W可W容易地認(rèn)識到本發(fā)明的各種 其他目的、特征W及許多附帶優(yōu)點(diǎn)，其中：
[0018] 圖1是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)的簡圖；
[0019] 圖2是示出了在根據(jù)該實(shí)施方案的發(fā)光器件中的半導(dǎo)體層的層狀結(jié)構(gòu)的簡圖；
[0020] 圖3是用于描述在根據(jù)該實(shí)施方案的發(fā)光器件中形成的凹坑的簡圖；
[0021] 圖4是用于描述制造根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的發(fā)光器件的方法的簡圖（1號）；
[0022] 圖5是用于描述制造根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的發(fā)光器件的方法的簡圖（2號）；
[0023] 圖6是示出了 In滲雜區(qū)域與總福射通量化之間的關(guān)系的圖；
[0024] 圖7是示出了 In滲雜區(qū)域與驅(qū)動電壓Vf之間的關(guān)系的圖；
[0025] 圖8是示出了 In滲雜量與總福射通量化的增長率之間的關(guān)系的圖；
[0026] 圖9是示出了 In滲雜區(qū)域與針對ES的式驗(yàn)的良品率之間的關(guān)系的圖；
[0027] 圖10是示出了當(dāng)從凹坑kl的起始點(diǎn)Jl向上層進(jìn)行In滲雜時(shí)的膜厚度與總福射通 量Po的增長率之間的關(guān)系的圖；W及
[0028] 圖11是示出了當(dāng)從凹坑kl的起始點(diǎn)Jl向上層進(jìn)行In滲雜時(shí)的厚度與驅(qū)動電壓Vf 的減小率之間的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 接下來將參考附圖詳細(xì)地描述作為實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方 法的具體實(shí)施方案。然而，該實(shí)施方案不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明技術(shù)。僅為了說明目的，給 出了下文所描述的半導(dǎo)體發(fā)光器件的層的沉積結(jié)構(gòu)和電極結(jié)構(gòu)，并且還可W采用與所述沉 積結(jié)構(gòu)不同的其他沉積結(jié)構(gòu)。附圖中所示的各個(gè)層的厚度不是實(shí)際值，而是概念值。在附圖 中示出了比實(shí)際尺寸大的隨后描述的凹坑尺寸。
[0030] 1.半導(dǎo)體發(fā)光器件
[0031] 圖1是示出了根據(jù)本實(shí)施方案的發(fā)光器件100的結(jié)構(gòu)的簡圖。圖2是示出了在發(fā)光 器件100中的半導(dǎo)體層的層狀結(jié)構(gòu)的簡圖。發(fā)光器件100是面朝上型半導(dǎo)體發(fā)光器件。發(fā)光 器件100具有多個(gè)HI族氮化物半導(dǎo)體層。
[0032] 如圖1所示，發(fā)光器件100包括襯底110、低溫緩沖層120、n型接觸層130、n側(cè)防靜電 擊穿層140、n側(cè)超晶格層150、發(fā)光層160、p型覆層170、p型接觸層180、透明電極190、n電極 化^及9電極?1。低溫緩沖層120、11型接觸層130、11側(cè)防靜電擊穿層140、11側(cè)超晶格層150、發(fā) 光層160、p型覆層170W及P型接觸層180為半導(dǎo)體層EpUn型接觸層130、n側(cè)防靜電擊穿層 140 W及n側(cè)超晶格層150為n型半導(dǎo)體層。P型覆層170和P型接觸層180為P型半導(dǎo)體層。此 外，n型半導(dǎo)體層可W包括未滲雜有施主的Ud-GaN層。P型半導(dǎo)體層可W包括未滲雜有受主 的 Iid-GaN層。
[0033] 在襯底110的主表面上，按照W下順序形成有半導(dǎo)體層化1:低溫緩沖層120、n型接 觸層130、n側(cè)防靜電擊穿層140、n側(cè)超晶格層150、發(fā)光層160、p型覆層170W及P型接觸層 180。在n型接觸層130上形成有n電極Nl。在透明電極190上形成有P電極Pl。
[0034] 襯底110是生長襯底。在襯底的主表面上，通過MOCVD來形成上述半導(dǎo)體層?？蒞使 襯底的主表面變粗糖。襯底110由藍(lán)寶石制成。除藍(lán)寶石之外，還可W采用諸如SiCJnCKSi 和GaN的材料。
[0035] 低溫緩沖層120承接(take over)襯底110的結(jié)晶度，并且被設(shè)置成在低溫緩沖層 120上形成上層。因此，低溫緩沖層120設(shè)置在襯底110的主表面上。低溫緩沖層120由例如 AlN或feiN制成。
[0036] n型接觸層130被設(shè)置成與n電極Nl建立歐姆接觸。n型接觸層130設(shè)置在低溫緩沖 層120上。在n型接觸層130上，設(shè)置有n電極NUn型接觸層130由n型GaN形成，并且n型接觸層 130的Si濃度為IX IQis/cm3或更高?？商娲兀瑸榱嗽鰪?qiáng)與n電極Nl的歐姆接觸，n型接觸層 130可W由具有不同載流子濃度的多個(gè)層形成。n型接觸層130的厚度為例如1000 nm且不大 于lOOOOnm。不必說，可W使用其他厚度值。
[0037] n側(cè)防靜電擊穿層140用作用于防止半導(dǎo)體層靜電擊穿的防靜電擊穿層。n側(cè)防靜 電擊穿層140形成在n型接觸層130上。如圖2所示，n側(cè)防靜電擊穿層140包括n型GaN層141、n 型GaN 層 142、ud-GaN層14巧Pn型GaN層144。n型GaN層141的Si濃度為2.5X10"/cm3，n型GaN 層 142的Si濃度為2 X IQis/cm3至1.3 X l〇i9/cm3 ,Ud-GaN層143是未有意滲雜的GaN層(Ud-GaN 是未有意滲雜的GaN的縮寫）Diid-GaN的施主例如Si的濃度為5 X 10"/cm3或更低。在n型接觸 層130上形成n型GaN層141。在n型GaN層141上形成n型GaN層142。在n型GaN層142上形成Ud- GaN層143。在Ud-GaN層143上形成n型GaN層144。11型GaN層141的厚度為例如SOOnm至lOOOnm。 n型GaN層142的厚度為例如IOnm至IOOnmeiid-GaN層143的厚度為例如IOOnm至lOOOnm。!!型 GaN層144的厚度為例如IOnm至lOOnm。運(yùn)些厚度值僅是示例。因此，可W使用其他值。
[0038] n側(cè)超晶格層150是用于使施加至發(fā)光層160的應(yīng)力釋放的應(yīng)變弛豫層。更具體地， n側(cè)超晶格層150具有超晶格結(jié)構(gòu)。n側(cè)超晶格層150設(shè)置在n側(cè)防靜電擊穿層140上。如圖2所 示，通過重復(fù)地沉積層單元來形成n側(cè)超晶格層150,通過沉積InGaN層151、GaN層152和n型 GaN層153來形成各個(gè)層單元。重復(fù)的數(shù)目為10至20。重復(fù)的數(shù)目可W是任意其他數(shù)目。 InGaN層151的厚度為例如0.3nm至IOOnmeGaN層152的厚度為例如0.3nm至10加1。11型GaN層 153的厚度為例如0.3nm至lOOnm。運(yùn)些厚度值僅是示例。因此，可W使用其他值。
[0039] 發(fā)光層160通過電子與空穴的復(fù)合來發(fā)射光。發(fā)光層160形成在n側(cè)超晶格層150 上。如圖2所示，通過重復(fù)地沉積層單元來形成發(fā)光層160,通過沉積阱層161、蓋層162W及 勢壘層163來形成各個(gè)層單元。也就是說，發(fā)光層160具有多量子阱結(jié)構(gòu)(MQW結(jié)構(gòu)）。蓋層162 用作保護(hù)阱層161不受熱影響的保護(hù)層。具體地，保護(hù)層防止阱層161中的In升華。
[0040] 重復(fù)的數(shù)目為例如5至20。然而，不必說，重復(fù)的數(shù)目可W是任意其他數(shù)目。阱層 161為例如InGaN層。蓋層162為例如GaN層。勢壘層163為例如GaN層或AlGaN層。運(yùn)些僅是示 例。
[0041] 阱層161的厚度為例如Inm至5皿。蓋層162的厚度為例如0.2皿至1.8皿。勢壘層163 的厚度為例如Inm至lOnm。運(yùn)些厚度值作為實(shí)施例給出，并且可W采用落在該范圍之外的 值。發(fā)光層160的總厚度為500nm至lOOOnm。不必說，可W使用任意其他的總厚度。
[0042] 在發(fā)光層160上形成有P型覆層170。如圖2所示，通過重復(fù)地沉積P型InGaN層171和 P型AlGaN層172來形成P型覆層170。重復(fù)的數(shù)目為例如5至20。然而，不必說，重復(fù)的數(shù)目可 W是任意其他數(shù)目。P型InGaN層171的In組成比為0.05至0.30沖型InGaN層171的厚度為 0.2nm至5皿沖型AlGaN層172的Al組成比為0.10至0.4沖型AlGaN層172的厚度為Inm至5nm。 運(yùn)些值作為實(shí)例給出，并且可W采用落在該范圍之外的值。此外，P型覆層170的結(jié)構(gòu)可W與 上文所述的結(jié)構(gòu)不同。
[0043] 在P型覆層170上形成有P型接觸層180dP型接觸層180的厚度為10皿至lOOnnup型 接觸層180WlX10l9/cm3至lX 1022/cm3的濃度滲雜有Mg。
[0044] 在P型接觸層180上設(shè)置有透明電極190。透明電極190的材料優(yōu)選地為IT0、IZ0、 10)、211〇、1'1〇2、抓1'1〇2、1'曰1'1〇2和511〇2中的任意之一。
[0045] 在透明電極190上設(shè)置有P電極PIdP電極Pl由在透明電極190上順序沉積的Ni層和 Au層形成。不必說，可W使用任意其他結(jié)構(gòu)。
[0046] 在n型接觸層130上設(shè)置有n電極NUn電極Nl由在n型接觸層130上順序沉積的V層 和Al層形成。可替代地，可W W相同的方式來順序地沉積Ti層和Al層。不必說，可W使用任 意其他結(jié)構(gòu)。
[0047] 發(fā)光器件100可W包括用于保護(hù)半導(dǎo)體層化1的保護(hù)膜。
[004引 2.凹坑形狀
[0049] 圖3是示出了發(fā)光器件100的凹坑Kl的簡圖。發(fā)光器件100具有從n型半導(dǎo)體層延伸 至P型半導(dǎo)體層的多個(gè)凹坑Kl。圖3僅示出了n型半導(dǎo)體層的選取部分(extracted pad)。在 形成發(fā)光器件100的半導(dǎo)體層化1期間，凹坑Kl形成在穿透位錯Ql處。凹坑Kl從n側(cè)防靜電擊 穿層140的n型GaN層142生長。也就是說，在襯底110上向上生長的穿透位錯側(cè)向地（即，在垂 直于n側(cè)防靜電擊穿層140內(nèi)部的穿透位錯的生長方向的方向上)延伸而形成凹坑Kl。凹坑 Kl生長直到凹坑Kl到達(dá)P型接觸層180為止。
[0050] 凹坑Kl從穿透位錯Ql中的起始點(diǎn)Jl開始生長。半導(dǎo)體層實(shí)際具有多個(gè)凹坑K1。運(yùn) 些凹坑Kl的起始點(diǎn)Jl位于n型GaN層142中的幾乎相同的深度處。起始點(diǎn)Jl位于進(jìn)入n型GaN 層142側(cè)的距n型GaN層142與Ud-GaN層143之間的界面大約5皿至30皿的深度的位置處。起始 點(diǎn)Jl的位置通過生長條件例如生長溫度、壓力或生長速率控制。特別是，起始點(diǎn)Jl的位置通 過從n型GaN層141的生長溫度降低n型GaN層142的生長溫度來控制。
[0051] 凹坑Kl的直徑隨著n側(cè)防靜電擊穿層140的厚度和n側(cè)防靜電擊穿層140的生長溫 度而變化。隨著n側(cè)防靜電擊穿層140的厚度的增大，在層140的上表面處的凹坑直徑增大。 相反地，隨著n側(cè)防靜電擊穿層140的厚度的減小，凹坑直徑減小。隨著n側(cè)防靜電擊穿層140 的生長溫度的增加，凹坑直徑減小。相反地，隨著n側(cè)防靜電擊穿層140的生長溫度的降低， 凹坑直徑增大。
[0052] 3.對n側(cè)防靜電擊穿層進(jìn)行In滲雜
[0053] 在本實(shí)施方案中，使用In來對在凹坑Kl的早期生成階段中形成的半導(dǎo)體層進(jìn)行滲 雜。也就是說，n側(cè)防靜電擊穿層140具有In滲雜層。n側(cè)防靜電擊穿層140滲雜有In的區(qū)域具 有一些變化。
[0化4] 3-1.凹坑形成區(qū)域
[0化日]如圖3所示，n側(cè)防靜電擊穿層140的n型GaN層142和Ud-GaN層143具有凹坑形成區(qū) 域VI，凹坑形成區(qū)域Vl是形成的多個(gè)凹坑Kl中的任意之一。凹坑Kl實(shí)際上形成為從n型半導(dǎo) 體層至P型半導(dǎo)體層。然而，本實(shí)施方案的凹坑形成區(qū)域Vl指代n型GaN層142和Ud-GaN層143 的形成有凹坑Kl的區(qū)域。也就是說，凹坑形成區(qū)域Vl包括在生成凹坑Kl的初始階段形成的 層。在本實(shí)施方案中，In滲雜層存在于凹坑形成區(qū)域Vl的內(nèi)部。
[0056] n側(cè)防靜電擊穿層140的凹坑形成區(qū)域Vl實(shí)質(zhì)上在厚度方向上被劃分為=個(gè)相等 區(qū)域。從凹坑Kl的起始點(diǎn)Jl到Ud-GaN層143與n型GaN層144之間的界面J4的區(qū)域被劃分為S 個(gè)相等的區(qū)域。Ud-GaN層的厚度為315nm。起始點(diǎn)Jl被假定成設(shè)置在距n型GaN層142與Ud- GaN層143之間的界面(在下文中，稱為"IF" )15nm的位置處。因此，每個(gè)被劃分的區(qū)域的厚度 為110皿。由此，凹坑形成區(qū)域Vl包括通過將凹坑形成區(qū)域Vl劃分為S個(gè)相等區(qū)域而獲得的 第一區(qū)域RU第二區(qū)域R2和第=區(qū)域R3。第一區(qū)域Rl是距凹坑形成區(qū)域Vl的發(fā)光層160最遠(yuǎn) 的區(qū)域。第二區(qū)域R2是次于第一區(qū)域Rl距凹坑形成區(qū)域Vl的發(fā)光層160最遠(yuǎn)的區(qū)域。第=區(qū) 域R3是次于第二區(qū)域R2距凹坑形成區(qū)域Vl的發(fā)光層160最遠(yuǎn)的區(qū)域。也就是說，第=區(qū)域R3 最接近凹坑形成區(qū)域Vl的發(fā)光層160。
[0化7] 3-2.第一方法(第一區(qū)域）
[005引在第一方法中，In滲雜層為第一區(qū)域Rl。第一區(qū)域Rl包括n型GaN層142的一部分W 及Ud-GaN層143的一部分。第一區(qū)域Rl的頂表面J2設(shè)置在距n型GaN層142與Ud-GaN層143之 間的界面IF 95nm的位置處。因此，第一區(qū)域Rl是從凹坑Kl的起始點(diǎn)Jl到頂表面J2的區(qū)域。 從起始點(diǎn)Jl滲雜In。然而，可W從n型GaN層142中起始點(diǎn)Jl之下的區(qū)域滲雜In。束一區(qū)域Rl 的In組成比X優(yōu)選地為0<X含0.0035，并且更優(yōu)選地為0.0 Ol含X含0.003。
[0化9] 3-3.第二方法(第二區(qū)域）
[0060]在第二方法中，In滲雜層為第二區(qū)域R2。第二區(qū)域R2包括Ud-GaN層143的一部分。 第二區(qū)域R2的頂表面J3設(shè)置在距n型GaN層142與Ud-GaN層143之間的界面IF 205皿的位置 處。因此，第二區(qū)域R2是從第一區(qū)域Rl的頂表面J2到第二區(qū)域R2的頂表面J3的厚度為IlOnm 的區(qū)域。第二區(qū)域R2的In組成比X優(yōu)選地為0<X< 0.0035，并且更優(yōu)選地為0.001 <X< 0.003。
[0061 ] 3-4.第=方法(第=區(qū)域）
[0062]在第S方法中，In滲雜層為第S區(qū)域R3。第S區(qū)域R3包括Ud-GaN層143的一部分。 第S區(qū)域R3的頂表面J4為Ud-GaN層143與n型GaN層144之間的界面。因此，第S區(qū)域R3是從 第二區(qū)域R2的頂表面J3的厚度為IlOnm的區(qū)域。第S區(qū)域R3的In組成比X優(yōu)選地為0<X< 0.0035,并且更優(yōu)選地為0.001含X含0.003。
[0063 ] 3-5.第四方法(從凹坑的起始點(diǎn)向上層進(jìn)行In滲雜）
[0064] 在第四方法中，從凹坑Kl的起始點(diǎn)Jl向上層W恒定厚度進(jìn)行In滲雜。In滲雜開始 的點(diǎn)是凹坑Kl的起始點(diǎn)Jl Jn滲雜結(jié)束的點(diǎn)在Ud-GaN層143內(nèi)部。因此，在In滲雜層的厚度 方向上的第一端面是包括n型GaN層142中的凹坑Kl的起始點(diǎn)Jl的表面。在In滲雜層的厚度 方向上的第二端面在Ud-GaN層143內(nèi)部。在Ud-GaN層143中的In滲雜層的厚度為IOOnm至 200nm。因此，第二端面設(shè)置在第一區(qū)域Rl或第二區(qū)域R2中。In組成比X優(yōu)選地為0<X< 0.0035,并且更優(yōu)選地為0.001含X含0.003。
[0065] 3-6.第五方法(從凹坑的起始點(diǎn)向上層的In滲雜）
[0066] 在第五方法中，與第四方法類似，從凹坑Kl的起始點(diǎn)Jl向上層進(jìn)行比第四方法的 厚度大的恒定厚度的In滲雜。In滲雜開始的點(diǎn)是凹坑Kl的起始點(diǎn)Jl Jn滲雜結(jié)束的點(diǎn)在Ud- GaN層143內(nèi)部。因此，在In滲雜層的厚度方向上的第一端面是包括n型GaN層142中的凹坑Kl 的起始點(diǎn)Jl的表面。在In滲雜層的厚度方向上的第二端面在Ud-GaN層143的內(nèi)部。在Ud-GaN 層143中的In滲雜層的厚度為200nm至300nm。因此，第二端面設(shè)置在第二區(qū)域R2或第=區(qū)域 R3中。In組成比X優(yōu)選地為0<X含0.0035，并且更優(yōu)選地為0.0 Ol含X含0.003。
[0067] 3-7.本實(shí)施方案中的In滲雜方法
[0068]在運(yùn)個(gè)方法中，在本實(shí)施方案中，n型半導(dǎo)體層的n側(cè)防靜電擊穿層140包括n型GaN 層142(第一半導(dǎo)體層)和Ud-GaN層143(第二半導(dǎo)體層），n型GaN層142包括凹坑Kl的起始點(diǎn) Jl ,Ud-GaN層143被設(shè)置成與n型GaN層142相鄰并且包括凹坑Kl的一部分。n型GaN層142(第 一半導(dǎo)體層)和Ud-GaN層143(第二半導(dǎo)體層）中的至少之一具有In滲雜層。In滲雜層的In組 成比X大于0且不大于0.0035。
[0069 ] 3-8.對n側(cè)防靜電擊穿層的In滲雜的效果
[0070] 如上所述，使用In來對在凹坑Kl的早期生成階段中形成的n側(cè)防靜電擊穿層140進(jìn) 行滲雜，由此在凹坑Kl附近形成了勢壘。因此，在凹坑Kl附近幾乎不存在載流子。也就是說， 載流子存在于遠(yuǎn)離穿透位錯Ql的位置。穿透位錯Ql在非發(fā)光復(fù)合中起重要作用。可W通過 In滲雜來抑制非發(fā)光復(fù)合。因此，提高了發(fā)光器件100的發(fā)光效率。
[0071] 通過In滲雜來實(shí)現(xiàn)表面活性劑效應(yīng)。運(yùn)使n側(cè)防靜電擊穿層140的每個(gè)層的頂表面 平坦。因此，可W形成平坦的半導(dǎo)體層。提高了發(fā)光器件100的發(fā)光效率。然而，在一些情況 下，由于表面活性劑效應(yīng)，凹坑Kl的直徑會減小。當(dāng)凹坑Kl的直徑減小時(shí)，驅(qū)動電壓Vf因此 會增大。
[0072] 4.用于制造半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法
[0073] 接下來將給出對用于制造根據(jù)本實(shí)施方案的發(fā)光器件100的方法的描述，通過使 用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的外延生長來形成構(gòu)成半導(dǎo)體層的晶體。使用的載氣 是氨氣化2)、氮?dú)?化)或者氨氣與氮?dú)獾臍怏w混合物化2+N2)。氨氣(NH3)用作氮源。立甲基嫁 (Ga(C曲）3)用作Ga源。S甲基銅（In(C曲）3)用作In源。S甲基侶(A1(C曲）3)用作Al源。硅烷 (SiH4)用作n型滲雜劑氣體。雙(環(huán)戊二締基)儀(Mg(Cs曲)2)用作P型滲雜劑氣體?？蒞使用 除W上之外的任意氣體。
[0074] 4-1 .n型接觸層形成步驟
[0075] 首先，在襯底110的主表面上形成低溫緩沖層120。在緩沖層120上形成n型接觸層 130。在運(yùn)一過程中襯底的溫度為1080°C至114(TC。
[0076] 4-2. n側(cè)防靜電擊穿層形成步驟
[0077] 接下來，在n型接觸層130上形成n側(cè)防靜電擊穿層140。首先，通過供給硅烷(SiH4) 來形成n型GaN層141。然后，通過供給硅烷(S i此)來形成n型GaN層142。停止供給硅烷(S i此） 而形成Ud-GaN層143。然后，通過再次供給硅烷(SiH4)來形成n型GaN層144。在生長n型GaN層 141的過程中襯底的溫度為1080°C至114(TC的范圍內(nèi)的任意溫度，該溫度與n型接觸層130 的生長溫度相同。在生長n型GaN層142、ud-GaN層143和n型GaN層144的過程中襯底的溫度為 750°C至950°C。在運(yùn)一過程中，如圖4所示，形成凹坑K2。伴隨著半導(dǎo)體層的后續(xù)生長，凹坑 K2生長，形成凹坑K1。在運(yùn)一方法中，形成凹坑K2的同時(shí)，形成n側(cè)防靜電擊穿層140。當(dāng)形成 n側(cè)防靜電擊穿層140的凹坑形成區(qū)域Vl時(shí)，將S甲基銅（In(C曲)3)供給至特定區(qū)域。由此， 凹坑形成區(qū)域Vl的特定區(qū)域滲雜有In。
[0078] 4-3. n側(cè)超晶格層形成步驟
[0079] 接下來，形成n側(cè)超晶格層150。首先，在n側(cè)防靜電擊穿層140的n型GaN層144上形 成InGaN層151。然后，在InGaN層151上形成GaN層152。在GaN層152上形成n型GaN層153。W運(yùn) 種方式，重復(fù)地沉積InGaN層151、GaN層152和n型GaN層153的層單元。
[0080] 4-4.發(fā)光層形成步驟
[0081] 接下來，在n側(cè)超晶格層150上形成發(fā)光層160。為此，重復(fù)沉積W阱層161、蓋層162 和勢壘層163的順序沉積的層單元。也就是說，發(fā)光層形成步驟包括:形成阱層161的阱層形 成步驟;在阱層161上形成蓋層162的蓋層形成步驟；W及在蓋層162上形成勢壘層163的勢 壘層形成步驟。重復(fù)地進(jìn)行運(yùn)些步驟。因此，再次在勢壘層163上形成阱層161。在生長阱層 161的過程中，襯底的溫度被設(shè)定為730°C至850°C。
[0082] 4-5. P型覆層形成步驟
[0083] 接下來，在發(fā)光層160上形成P型覆層170。在此，重復(fù)地沉積P型AlGaN層171和P型 InGaNjl 172O
[0084] 4-6. P型接觸層形成步驟
[0085] 接下來，在P型覆層170上形成P型接觸層180。在運(yùn)一過程中襯底的溫度被設(shè)定為 900°C至1050°C。由此，如圖5所示，在襯底110上沉積半導(dǎo)體層。凹坑K1形成為從n側(cè)防靜電 擊穿層140延伸至P型接觸層180。
[00化]4-7.透明電極形成步驟
[0087] 接下來，在P型接觸層180上形成透明電極190。
[0088] 4-8.電極形成步驟
[0089] 接下來，在透明電極190上形成P電極P1。然后，使用激光或者通過蝕刻來從P型接 觸層180側(cè)去除半導(dǎo)體層的一部分，W使n型接觸層130露出。然后在n型接觸層130的露出的 部分上形成n電極N1?？蒞在形成n電極Nl的步驟之前進(jìn)行形成P電極Pl的步驟，或者可W在 形成P電極Pl的步驟之前進(jìn)行形成n電極Nl的步驟。
[0090] 4-9.其他步驟
[0091] 除上述步驟之外，可W進(jìn)行其他步驟，例如熱處理步驟和絕緣膜形成步驟。通過上 述步驟，制造了圖1所示的發(fā)光器件100。
[0092] 5.實(shí)驗(yàn)
[0093] 5-1.比較第一區(qū)域至第S區(qū)域
[0094] 接下來將描述在第一區(qū)域Rl至第S區(qū)域R3中的僅一個(gè)區(qū)域滲雜有In的情況下的 總福射通量化和驅(qū)動電壓Vf。例如，在第一區(qū)域Rl滲雜有In的情況下，第二區(qū)域R2和第S區(qū) 域R3不滲雜In。
[00%]圖6是示出了In滲雜區(qū)域與總福射通量化的增長率之間的關(guān)系的圖。圖6的縱軸表 示總福射通量化，即，在該區(qū)域未滲雜有In的情況下偏差(增加量)與總福射通量的比率。圖 6左側(cè)的第一條(Rl)是在第一區(qū)域Rl滲雜有In的情況下的總福射通量化的增長率。圖6左側(cè) 的第二條(R2)是在第二區(qū)域R2滲雜有In的情況下的總福射通量化的增長率。圖6左側(cè)的第 =條(R3)是在第=區(qū)域R3滲雜有In的情況下的總福射通量化的增長率。在上述=種情況下 In 組成比為0.003(0.3%)。
[0096] 如圖6所示，在第一區(qū)域Rl滲雜有In的情況下，總福射通量Po增加（即，改善） 0.1 %。在第二區(qū)域R2滲雜有In的情況下，總福射通量化增加1.8%。在第=區(qū)域R3滲雜有In 的情況下，總福射通量化增加0.8 %。W運(yùn)種方式，在第二區(qū)域R2滲雜有In的情況下，總福射 通量化增加（即，改善)最多。
[0097] 圖7是示出了In滲雜區(qū)域與驅(qū)動電壓Vf的減小率之間的關(guān)系的圖。圖7的縱軸表示 驅(qū)動電壓Vf的減小率，即，在該區(qū)域未滲雜有In的情況下偏差(減小量)與驅(qū)動電壓Vf的比 率。圖7左側(cè)的第一條(Rl)是在第一區(qū)域Rl滲雜有In的情況下的驅(qū)動電壓Vf的減小率。圖7 中左側(cè)的第二條(R2)是在第二區(qū)域R2滲雜有In的情況下的驅(qū)動電壓Vf的減小率。圖7中左 偵化勺第立條(R3)是在第立區(qū)域R3滲雜有In的情況下的驅(qū)動電壓Vf的減小率。因此，當(dāng)驅(qū)動 電壓Vf的減小率是正值時(shí)，意指驅(qū)動電壓減小（即，改善）。在上述S種情況下In組成比為 0.003(0.3%)。
[009引如圖7所示，在第一區(qū)域Rl滲雜有In的情況下，驅(qū)動電壓Vf減小了 0.05 %。在第二 區(qū)域R2滲雜有In的情況下，驅(qū)動電壓Vf增加了 0.13%。在第立區(qū)域R3滲雜有In的情況下，驅(qū) 動電壓Vf增加了 0.20%。W運(yùn)種方式，在第一區(qū)域Rl滲雜有In的情況下，驅(qū)動電壓Vf減小 (即，改善)最多。
[0099] 為了改善總福射通量Po和驅(qū)動電壓Vf兩者，第一區(qū)域Rl優(yōu)選地滲雜有In。另一方 面，為了改善總福射通量化，即使會稍微犧牲驅(qū)動電壓Vf,第二區(qū)域R2也優(yōu)選地滲雜有In。 在第=區(qū)域R3滲雜有In的情況下，總福射通量化在一定程度上得到了改善。然而，驅(qū)動電壓 Vf增加得最大。
[0100] 5-2. In滲雜量
[0101] 圖8是示出了 In滲雜量與總福射通量化的增長率之間的關(guān)系的圖。圖8的縱軸表示 總福射通量Po,即，在該區(qū)域未滲雜有In的情況下偏差(增加量)與總福射通量的比率。圖8 的橫軸表示In滲雜的n側(cè)防靜電擊穿層（即，In滲雜區(qū)域)的In組成比。滲雜有In的區(qū)域是覆 蓋第一區(qū)域Rl至第=區(qū)域R3的區(qū)域。如圖8所示，在In組成比X為0<X含0.0035的情況下，增 加（即，改善）了總福射通量化。因此，In組成比X為0<X含0.0035。在In組成比X為0.0 Ol < X < 0.003的情況下，總福射通量化增加（即，改善）了0.2%或更多。In組成比X優(yōu)選地為0.0 Ol < X< 0.003。
[0102] 5-3.對第四區(qū)域的In滲雜
[0103] 圖9是示出了In滲雜區(qū)域與良品率之間的關(guān)系的圖，良品率是在靜電放電化SD)試 驗(yàn)中未損壞的器件的比率。圖9的橫軸表示In滲雜區(qū)域。圖9的縱軸表示針對ESD試驗(yàn)的良品 率。第一區(qū)域R1、第二區(qū)域R2、第S區(qū)域R3和第四區(qū)域R4分別滲雜有In。第四區(qū)域34是11型 GaN層144。第四區(qū)域R4與Ud-GaN層143相比更靠近發(fā)光層160。
[0104] 如圖9所示，在第一區(qū)域RU第二區(qū)域R2和第=區(qū)域R3中的每一個(gè)區(qū)域滲雜有In的 情況下，針對ESD試驗(yàn)的良品率為幾乎100%。在僅第四區(qū)域R4(即，n型GaN層144)滲雜有In 的情況下，針對ES的式驗(yàn)的良品率為大約76%。減小了針對ES的式驗(yàn)的良品率。因此，第四區(qū) 域R4優(yōu)選地不滲雜有In。
[0105] 5-4.對從凹坑的起始點(diǎn)向上層的In滲雜
[0106] 圖10是示出了在對從凹坑Kl的起始點(diǎn)Jl向上層連續(xù)地進(jìn)行In滲雜的情況下的厚 度與總福射通量化的增長率之間的關(guān)系的圖。在圖10中，從n型GaN層142的凹坑K1的起始點(diǎn) J巧Ijud-GaN層143連續(xù)地進(jìn)行In滲雜。圖10的橫軸表示Ud-GaN層143中In滲雜的厚度，即，從 界面IF的厚度。也就是說，當(dāng)如圖10的橫軸的厚度為:〇 A時(shí)，n型GaN層142的凹坑形成區(qū)域 Vl滲雜有In,而Ud-GaN層143未滲雜有In。
[0107] 如圖10所示，在對距在n型GaN層142與ud-GaN層143之間的界面IF最高達(dá)17化m的 Ud-GaN層143連續(xù)地進(jìn)行In滲雜的情況下，總福射通量化的增長率為0.21 %。此時(shí)，第二區(qū) 域R2的一部分和第一區(qū)域Rl滲雜有In。在對距界面IF最高達(dá)250皿的Ud-GaN層143連續(xù)地進(jìn) 行In滲雜的情況下，總福射通量化的增長率為0.75 %。此時(shí)，第=區(qū)域R3的一部分、第一區(qū) 域Rl和第二區(qū)域R2滲雜有In。因此，對距界面IF最高達(dá)250nm的Ud-GaN層143優(yōu)選地進(jìn)行In 滲雜。
[0108] 圖11是示出了在從凹坑Kl的起始點(diǎn)Jl向上層連續(xù)地進(jìn)行In滲雜的情況下的厚度 與驅(qū)動電壓Vf的減小率之間的關(guān)系的圖。圖11的橫軸與圖10的橫軸相同。
[0109] 如圖11所示，在對距界面IF最高達(dá)17化m的Ud-GaN層143連續(xù)地進(jìn)行In滲雜的情況 下，驅(qū)動電壓Vf的減小率為0.20%。在對距界面IF最高達(dá)250皿的Ud-GaN層143連續(xù)地進(jìn)行 In滲雜的情況下，驅(qū)動電壓的減小率為-0.15%。也就是說，驅(qū)動電壓的增長率為0.15%。因 此，就驅(qū)動電壓Vf而言，對距界面IF最高達(dá)179nm的Ud-GaN層143優(yōu)選地進(jìn)行In滲雜。
[0110] 為了改善總福射通量化和驅(qū)動電壓Vf兩者，距界面IF最高達(dá)179皿的Ud-GaN層143 優(yōu)選地進(jìn)行In滲雜，也就是說，對具有n型GaN層142的凹坑Kl的區(qū)域W及距界面IF 100皿至 200nm的Iid-GaN層143的區(qū)域優(yōu)選地進(jìn)行In滲雜。
[0111] 為了改善總福射通量Po,即使稍微犧牲驅(qū)動電壓Vf,也對距界面IF優(yōu)選最高達(dá) 250皿的Ud-GaN層143連續(xù)地進(jìn)行In滲雜。也就是說，對具有n型GaN層142的凹坑Kl的區(qū)域W 及距界面IF 200nm至300nm的Iid-GaN層143的區(qū)域優(yōu)選地進(jìn)行In滲雜。
[0112] 如上所述，總福射通量化和驅(qū)動電壓Vf根據(jù)哪個(gè)區(qū)域滲雜有In而復(fù)雜地變化。運(yùn) 被認(rèn)為是由W下復(fù)雜糾纏的因素造成的：（1)通過In的勢壘而抑制了非發(fā)光復(fù)合；W及(2) 通過In的表面活性劑效應(yīng)而改善了半導(dǎo)體層的平坦度。
[011引 6.變化方案
[0114] 6-1.凹坑中的填充
[0115] 在本實(shí)施方案中，凹坑Kl從n側(cè)防靜電擊穿層140延伸至P型接觸層180。然而，當(dāng)凹 坑Kl到達(dá)P型覆層170時(shí)，可W對凹坑進(jìn)行填充。凹坑Kl仍形成為從n型半導(dǎo)體層延伸至P型 半導(dǎo)體層。因此，在P型半導(dǎo)體層的中部處可W對凹坑Kl進(jìn)行填充。
[om] 6-2.發(fā)光層
[0117]在本實(shí)施方案中，通過對順次沉積的阱層161、蓋層162和勢壘層163的層單元進(jìn)行 重復(fù)地沉積來形成發(fā)光層160。然而，可W省略蓋層162。在運(yùn)種情況下，重復(fù)地沉積阱層161 和勢壘層163的層單元。
[011引 6-3.倒裝忍片
[0119] 在本實(shí)施方案中，發(fā)光器件100是面朝上型。然而，本實(shí)施方案的技術(shù)可應(yīng)用于倒 裝忍片型發(fā)光器件。
[0120] 6-4. n側(cè)防靜電擊穿層
[0121] 在本實(shí)施方案中，n側(cè)防靜電擊穿層140具有四層結(jié)構(gòu)。然而，可W采用其他結(jié)構(gòu)。n 側(cè)防靜電擊穿層140可W包括包含凹坑Kl的起始點(diǎn)Jl的第一半導(dǎo)體層W及隨后的第二半導(dǎo) 體層。
[0122] 7.本實(shí)施方案的概要
[0123] 如上所詳細(xì)描述的，在本實(shí)施方案的發(fā)光器件100中，n側(cè)防靜電擊穿層140滲雜有 In Jn組成比X為0<X含0.0035。由此，通過In的勢壘而抑制了穿透位錯Ql中電子與空穴的復(fù) 合。提高了發(fā)光器件100的總福射通量。此外，通過In的表面活性劑效應(yīng)而改善了 n側(cè)防靜電 擊穿層140之上的半導(dǎo)體層的平坦度。提高了發(fā)光器件100的總福射通量。
[0124]上文所述的實(shí)施方案僅是實(shí)例。因此，不必說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)的范圍的情況 下，可W W各種方式對實(shí)施方案進(jìn)行改善或修改。層狀體的沉積結(jié)構(gòu)不必限于上文所示的 結(jié)構(gòu)?？蒞自由地選擇沉積結(jié)構(gòu)、層的重復(fù)數(shù)目等。氣相沉積方法不限于金屬有機(jī)物化學(xué)氣 相沉積(MOCVD)?？蒞使用任意其他的氣相沉積方法，只要該氣相沉積方法使用載氣來生長 晶體即可?？蒞通過例如液相外延或分子束外延的另外的外延生長方法來形成半導(dǎo)體層。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，包括η型半導(dǎo)體層、在所述η型半導(dǎo)體層上的發(fā)光 層、在所述發(fā)光層上的Ρ型半導(dǎo)體層， 其中存在從所述η型半導(dǎo)體層延伸至所述ρ型半導(dǎo)體層的多個(gè)凹坑； 所述η型半導(dǎo)體層包括:第一半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層包括所述凹坑的起始點(diǎn)；以 及第二半導(dǎo)體層，所述第二半導(dǎo)體層設(shè)置成與所述第一半導(dǎo)體層相鄰并且包括所述凹坑的 一部分； 所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層中的至少之一具有III族氮化物半導(dǎo)體的In摻 雜層;并且 所述In摻雜層的In組成比大于0且不大于0.0035。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述η型半導(dǎo)體層包括η側(cè) 防靜電擊穿層； 所述η側(cè)防靜電擊穿層包括所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層； 所述第一半導(dǎo)體層是η型GaN層；以及 所述第二半導(dǎo)體層是ud-GaN層。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述第一半導(dǎo)體層摻雜有 Si，所述第二半導(dǎo)體層未摻雜有Si。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述In摻雜層的In組成比 大于0.001且不大于0.003。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述In摻雜層起始于在所 述第一半導(dǎo)體層與所述第二半導(dǎo)體層之間的界面下方5nm至50nm的點(diǎn)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件， 其中所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層具有其中形成有所述凹坑的凹坑形成區(qū) 域； 所述凹坑形成區(qū)域包括通過將所述凹坑形成區(qū)域在厚度方向上劃分成三個(gè)相等區(qū)域 而獲得的第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域； 所述第一區(qū)域是距所述發(fā)光層最遠(yuǎn)的區(qū)域； 所述第二區(qū)域是次于所述第一區(qū)域距所述發(fā)光層最遠(yuǎn)的區(qū)域； 所述第三區(qū)域是次于所述第二區(qū)域距所述發(fā)光層最遠(yuǎn)的區(qū)域；以及 其中所述In摻雜層是選自所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域中的僅一個(gè)區(qū) 域。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述In摻 雜層在厚度方向上的第一端面是包括所述第一半導(dǎo)體層中的所述凹坑的所述起始點(diǎn)的表 面； 所述In摻雜層在厚度方向上的第二端面在所述第二半導(dǎo)體層內(nèi)部；以及 所述第二半導(dǎo)體層中的In摻雜層的厚度為100nm至200nm。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述In摻 雜層在厚度方向上的第一端面是包括所述第一半導(dǎo)體層中的所述凹坑的所述起始點(diǎn)的表 面； 所述In摻雜層在厚度方向上的第二端面在所述第二半導(dǎo)體層內(nèi)部；以及 所述第二半導(dǎo)體層中的In摻雜層的厚度為200nm至300nm。9. 一種用于制造 III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法，所述III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器 件包括η型半導(dǎo)體層、在所述η型半導(dǎo)體層上的發(fā)光層、在所述發(fā)光層上的p型半導(dǎo)體層； 其中形成從所述η型半導(dǎo)體層延伸至所述ρ型半導(dǎo)體層的多個(gè)凹坑； 形成第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層作為所述η型半導(dǎo)體層，所述第一半導(dǎo)體層包括所 述凹坑的起始點(diǎn)，所述第二半導(dǎo)體層設(shè)置成與所述第一半導(dǎo)體層相鄰并包括所述凹坑的一 部分； 所述第一半導(dǎo)體層和所述第二半導(dǎo)體層中的至少之一形成為III族氮化物半導(dǎo)體的In 慘雜層;并且 所述In摻雜層的In組成比大于0且不大于0.0035。
【文檔編號】H01L33/14GK105938863SQ201610121617
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】齋藤義樹, 坊山美鄉(xiāng)
【申請人】豐田合成株式會社