lGaN層29之前,會(huì)被均勻的分散在η型 接觸層27內(nèi)。
[0119] 低濃度AlGaN層31位于未滲雜AlGaN層29上,并且具有滲雜濃度小于η型接觸 層27的η型雜質(zhì)。低濃度AlGaN層31的Si滲雜濃度可W在例如5X10"/cm3到5X10 1S/ cm3的范圍,并且可W形成為小于未滲雜AlGaN層29的厚度,例如厚度為50-150nm。同時(shí), 高濃度AlGaN層33位于低濃度AlGaN層31上,并且具有高于低濃度AlGaN層31的η型雜 質(zhì)滲雜濃度。高濃度AlGaN層33的Si滲雜濃度可W基本與η型接觸層27相似。高濃度 AlGaN層33可W形成小于低濃度AlGaN層31的厚度,例如大約30皿的厚度。
[0120]η型接觸層27,電子阻擋層28,未滲雜AlGaN層29,低濃度AlGaN層31和高濃度 AlGaN層22可W通過(guò)在腔室內(nèi)注入金屬氣體源相繼生長(zhǎng)。作為金屬氣體源,侶(A1)、嫁(Ga) 和/或銅(In)的有機(jī)源,例如Ξ甲基侶燈ΜΑ),Ξ甲基嫁燈MG)和/或Ξ甲基銅燈MI)被 使用。同時(shí),作為Si的氣體源,可W使用SiH4。運(yùn)些層在第一溫度下生長(zhǎng),例如,1050°C到 115(TC。 陽(yáng)121] 電子阻擋層34位于靜電放電阻擋層30上。特別地,電子阻擋層34與高濃度AlGaN 層33接觸。電子阻擋層34具有高于靜電放電阻擋層30的A1含量,并且可W由AlGaN或AlInGaN制成。例如,電子阻擋層34的A1含量的范圍可W從10%到20%。電子阻擋層34 可W形成為大約1-lOnm的厚度。
[0122] 因?yàn)殡娮幼钃鯇?4具有高于靜電放電阻擋層30的A1含量,它用于阻擋電子從η 型接觸層27向有源層39遷移。因此,電子阻擋層34的作用是控制電子的流動(dòng)性,通過(guò)此 提高了有源區(qū)39內(nèi)電子和空穴重新結(jié)合的速度。 陽(yáng)123] 超晶格層35位于電子阻擋層34上。超晶格層35可通過(guò)例如沉積大約30個(gè)交替 的第一AlInGaN層和第二AlInGaN層來(lái)制備,它們具有不同的組成,運(yùn)種形式下每一層具有2?)Λ的厚度。第一AlInGaN層和第二AlInGaN層的帶隙大于有源區(qū)39內(nèi)的阱層39w(見(jiàn) 圖6)。第一AlInGaN層和第二AlInGaN層的每一層的銅(In)含量可W低于阱層39w的銅 (In)含量,但是不限于此,并且第一AlInGaN層和第二AlInGaN層中的至少一個(gè)的In含量 高于阱層39w的In含量。例如,在第一AlInGaN層和第二AlInGaN層中的具有較高In含 量的層可W具有大約1 %的In含量和大約8%的A1含量。超晶格層35可W由未滲雜層形 成,其有意地未滲雜任何雜質(zhì)。因?yàn)槌Ц駥?5由未滲雜層形成,它可W減少紫外發(fā)光二 極管忍片的泄露電流。
[0124] 超晶格層35可W作為形成在其上的外延層的緩沖層,并且由此提高外延層的結(jié) 晶質(zhì)量。
[01巧]電子注入層37的η型雜質(zhì)滲雜濃度高于超晶格層35。另外,電子注入層37可W具有基本等于η型接觸層27的η型雜質(zhì)滲雜濃度。例如,η型雜質(zhì)滲雜濃度的范圍可W從 2Χl〇is/cm3到 2Χ10i9/cm3,并且優(yōu)選從 1Xl〇i9/cm3到 2Χ10i9/cm3。電子注入層 37 可W形 成為厚度類(lèi)似于或小于高濃度滲雜層33的厚度,例如,厚度為大約20nm。電子注入層37可W由例如AlGaN形成。 陽(yáng)1%] 在電子注入層37上,設(shè)置了有源區(qū)39。圖6是有源區(qū)39的放大截面圖。
[0127] 參考圖6,有源區(qū)39具有多量子阱結(jié)構(gòu),包括與阱層39w交替沉積的勢(shì)壘層39b。 阱層39w可W具有運(yùn)樣的組成,其發(fā)射近紫外光,波長(zhǎng)范圍為從335nm到395nm。例如,阱 層39w可W由GaN、InGaN或AlInGaN形成。特別地,它可W由InGaN形成。運(yùn)里,阱層39w 的銅(In)含量根據(jù)需要的近紫外光的波長(zhǎng)來(lái)確定。例如,阱層39w的In含量可W為大約 7%W下,且阱層39w的A1含量可W為大約12%W下。如果阱層具有5%W下的A1含量和 1-12%的In含量,紫外發(fā)光二極管忍片的波長(zhǎng)峰值為370-395nm。如果阱層具有5 %W下的 A1含量和5 %W下的In含量時(shí),紫外發(fā)光二極管忍片的波長(zhǎng)峰值為360-370nm。如果阱層具 有1-7 %的A1含量和5 %W下的In含量時(shí),紫外發(fā)光二極管忍片的波長(zhǎng)峰值為335-360nm。 阱層可W形成為大約20-30A的厚度。
[0128] 勢(shì)壘層39b可W有氮化嫁基半導(dǎo)體層形成,例如GaN、InGaN、AlGaN或AlInGaN,其 具有大于阱層的帶隙。特別地,勢(shì)壘層可W有包含In的AlInGaN制成,并且由此阱層39w 和勢(shì)壘層39b之間的晶格失配能夠得到降低。
[0129] 同時(shí),在勢(shì)壘層39bl、39b和39bn中,第一勢(shì)壘層39bl位于緊鄰電子注入層37或 超晶格層35處,其可W具有高于其他勢(shì)壘層的A1含量。例如,第一勢(shì)壘層39bl的A1含量 可W高于那些其他勢(shì)壘層39b至少5%,至少10%或至少20%。第一勢(shì)壘層39bl的A1含 量可W例如為從30 %到50%。例如,其他勢(shì)壘層39b和39bn可W具有大約20 %的A1含 量,并且第一勢(shì)壘層39bl可W具有大約40%的A1含量。運(yùn)些勢(shì)壘層39bl、39b和39bn的 In含量為大約1 %W下。
[0130] 通常,紫外發(fā)光二極管忍片中的勢(shì)壘層形成為具有相同組成。然而,在該實(shí)施例 中,第一勢(shì)壘層39bl具有比其他勢(shì)壘層39b高的A1含量。因?yàn)榈谝粍?shì)壘層39bl形成為相 比其他勢(shì)壘層39b具有較高的帶隙,第一勢(shì)壘層39bl可W用于俘獲有源區(qū)39內(nèi)的載流子。 另外,第一勢(shì)壘層39bl具有高于超晶格層35或電子注入層37的A1含量,且因此可用作電 子阻擋層,用來(lái)阻擋電子流。 陽(yáng)131] 同時(shí),第一勢(shì)壘層優(yōu)選地具有基本上等于不同于最后一個(gè)勢(shì)壘層的其他勢(shì)壘層的 厚度,最后一個(gè)勢(shì)壘層離電子阻擋層41或P型接觸層43最近。第一勢(shì)壘層可W具有例如 40-激)裘的厚度,優(yōu)選地為大約59或,
[0132] 有源區(qū)39可W與電子注入層37接觸。特別地,第一勢(shì)壘層39bl與電子注入層37 接觸,運(yùn)樣能有效地拖延電子流動(dòng)。同時(shí),有源區(qū)39的勢(shì)壘層和量子阱層可W由未滲雜層 制成,其沒(méi)有滲雜任何雜質(zhì),W提高有源區(qū)的結(jié)晶質(zhì)量,但是有源區(qū)的一部分或全部也可W 滲雜雜質(zhì)W降低正向電壓。
[0133] 再次參考圖5,P型接觸層43可W位于有源區(qū)39上,并且電子阻擋層41可W位于 有源區(qū)39和P型接觸層43之間。電子阻擋層41可W由AlGaN或AlInGaN制成。如果電 子阻擋層41由AlInGaN制成,它的晶格與有源區(qū)的39的失配會(huì)進(jìn)一步降低。運(yùn)里,電子阻 擋層41可W具有例如大約40%的A1含量。電子阻擋層41可W滲雜P型雜質(zhì),例如Mg,但 是可W不有意地滲雜任何雜質(zhì)。電子阻擋層41可W形成為大約15nm的厚度。
[0134] P型接觸層43可W由Mg滲雜的AlGaN層或AlInGaN層形成,并且可W,例如具有 大約8%的A1含量和100皿的厚度。P型接觸層43可W由單層形成,但是不限于此,并且 可W如附圖所示的,可W包括較低的高濃度滲雜層43曰,低濃度滲雜層43b和較高的高濃度 滲雜層43c。低濃度滲雜層43b具有低于那些較低的和較高的高濃度滲雜層43a和43c的 滲雜濃度,且其位于較低的高濃度滲雜層43a和較高的高濃度滲雜層C之間。低濃度滲雜 層43b可W生長(zhǎng),在生長(zhǎng)的同時(shí)封鎖Mg源氣體(例如Cp2Mg)的注入。另外,在低濃度滲雜 層43b的生長(zhǎng)中,&可W被排出,并且N2可W被用作載氣W減少層的雜質(zhì)含量。而且,低濃 度滲雜層43b可W形成為比較低的和較高的高濃度滲雜層43a和43c更厚。例如,低濃度 滲雜層43b可W形成為大約60nm的厚度,并且較低的和較高的高濃度滲雜層43a和43c可 W形成為具有l(wèi)Onm的厚度。因此,P型接觸層43造成的近紫外光損失可W被阻止或減少, 通過(guò)提高P型接觸層43的結(jié)晶質(zhì)量和減少P型接觸層43的雜質(zhì)濃度。 陽(yáng)135] 同時(shí),δ-滲雜層45可W位于P型接觸層43上,W降低歐姆接觸電阻。δ-滲雜 層45滲雜了高濃度η型或Ρ型雜質(zhì)W降低形成在其上的電極和Ρ型接觸層43之間的歐姆 接觸電阻。δ-滲雜層45可W形成為大約2-5Α的厚度。 陽(yáng)136]圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的能帶隙的能帶示意圖。為了簡(jiǎn)化描述,圖7示意性 的僅顯示了傳導(dǎo)能帶。
[0137] 參考圖7,電子阻擋層28位于η型接觸層27和靜電放電阻擋層30之間,并且電 子阻擋層34位于靜電放電阻擋層30和超晶格層35之間。而且,有源區(qū)39的第一勢(shì)壘層 39bl相比有源區(qū)39的阱層或其他勢(shì)壘層位于更靠近超晶格層35處