氮化物發(fā)光二極管組件的制作方法
【專利摘要】隨著氮化物半導(dǎo)體組件應(yīng)用擴(kuò)大，除了具有高亮度外，降低組件操作電壓與提高靜電耐壓的重要性也隨之提高，本發(fā)明的氮化物組件，于p型氮化鎵接觸層成長高摻雜錐狀接觸層，此錐狀接觸層為不連續(xù)成長，提供較低的接觸電阻，降低了組件操作電壓與提升了靜電耐壓能力。
【專利說明】氮化物發(fā)光二極管組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氮化物半導(dǎo)體光電器件，尤其涉及一種具有改善P型接觸層結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體光電器件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，發(fā)光二極管(LED)組件著重于亮度提升，期望能應(yīng)用于照明領(lǐng)域，以發(fā)揮節(jié)能減碳的功效。一般來說，LED組件包括:具有在藍(lán)寶石襯底上形成氮化物緩沖層，由Si摻雜GaN的η型接觸層，由具有InGaN的多層量子井結(jié)構(gòu)(MQW =Mult1-Quant μ m-ffell)活性層，由Mg摻雜的AlGaN電子阻擋層，由Mg摻雜的p型氮化物接觸層依次堆疊而成的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有較高亮度的半導(dǎo)體組件特性。
[0003]隨著氮化物半導(dǎo)體組件應(yīng)用擴(kuò)大，除了具有高亮度外，降低組件操作電壓與提高靜電耐壓的重要性也隨之提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)，為了提供較低的組件操作電壓與提高靜電耐壓，本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體組件目的在于:提供一種高摻雜錐狀接觸層作為P型接觸層，以降低電極與P型層之間的接觸電阻，此高摻雜錐狀接觸層與電極形成良好的歐姆接觸，以提高組件特性。
[0005]為了達(dá)到上述目的，上述P型層包括第一 P型層和第二 P型層，其中第二 P型層生長于第一 P型層上。進(jìn)一步地，第二 P型層從下至上包括平坦接觸層和錐狀接觸層，其錐狀接觸層為高摻雜錐狀部，呈不連續(xù)成長。
[0006]優(yōu)選地，第二 P型層摻雜濃度較第一 P型層高。
[0007]優(yōu)選地,第一 P型層摻雜濃度為IX IO1Vcm3?5 X 1019/cm3。
[0008]優(yōu)選地,第二 P型層摻雜濃度大于5 X 1019/cm3,不超過5 X 1021/cm3。
[0009]優(yōu)選地，高摻雜錐狀接觸層的膜厚小于或等于200A，以使正向電壓不上升。
[0010]優(yōu)選地，為了得到良好的P型導(dǎo)電性，高摻雜錐狀接觸層其摻雜元素最好為Mg。
[0011]優(yōu)選地，高摻雜錐狀接觸層的錐型直徑(a)，即橫向尺寸介于0.1 μ m與2 μ m之間。
[0012]優(yōu)選地，高摻雜錐狀接觸層的錐型高度(b)，即縱向尺寸介于0.1nm與IOnm之間。
[0013]優(yōu)選地，高摻雜錐狀接觸層的覆蓋率為5%至100%，即其占所述第二 P型層之平坦接觸層的面積比例。
[0014]優(yōu)選地，錐狀接觸層的部分頂端為平臺。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例之氮化物發(fā)光二極管側(cè)視圖。[0017]圖2 為本發(fā)明實(shí)施例之 Atomic force microscopy (AFM) 20X20 μ m 之 2D 分析圖。
[0018]圖3 為本發(fā)明實(shí)施例之 Atomic force microscopy (AFM) 20X20 μ m 之 3D 分析圖。
[0019]圖中標(biāo)示
1.襯底；2.緩沖層；3.η型層；4.應(yīng)力釋放層；5.多量子阱有源區(qū)(活性層)；61.第一 P型層；62.第二 P型層；62a.平坦接觸層；62b.錐狀接觸層；a.錐型直徑；b.錐型高度。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例
[0021]請參看附圖1，在襯底I上生長緩沖層2，然后在緩沖層2上生長η型層3，再在η型層3上生長應(yīng)力釋放層4，接著在應(yīng)力釋放層4上生長多量子阱有源區(qū)5，然后在多量子阱有源區(qū)5上生長第一 P型層61，第二 P型層62生長于第一 P型層61上，其中第二 P型層62從下至上包括平坦接觸層62a和錐狀接觸層62b。
[0022]具體來說，襯底I材質(zhì)可選用氧化鋁單晶(Sapphire)或SiC(6H_SiC或4H_SiC)或Si或GaAs或GaN等，晶格常數(shù)(lattice constant)接近于氮化物半導(dǎo)體的單晶氧化物也包含其中，優(yōu)選使用Sapphire。
[0023]緊接著，緩沖層2位于所述襯底I之上，其材料為氮化鋁鎵銦(Al1^GaxInyN)，其中O蘭χ<1，0蘭y<l ;位于緩沖層2上之η型氮化鎵層3，位于η型氮化鎵層3上之應(yīng)力釋放層4，此應(yīng)力釋放層4為氮化銦鎵或氮化銦鎵/氮化鎵超晶格結(jié)構(gòu)，位于應(yīng)力釋放層4上之活性層5，其材質(zhì)是氮化銦鎵，位于活性層5上的第一 P型層6，其材質(zhì)為鎂摻雜(Mg-doped)之氮化鎵，厚度介于IOOA至4000A之間，成長溫度介于800°C到1000°C，位于第
一P型層61上之第二 P型層62，其成長溫度介于700°C到900°C，第二 p型層62厚度小于或等于200A。
[0024]本實(shí)施方式的氮化物半導(dǎo)體組件是由其材質(zhì)由鎂摻雜(Mg-doped) GaN的第一 p型層61，其成長溫度介于800°C到1000°C，摻雜濃度優(yōu)選在IXlO1Vcm3到5X1019/cm3，本發(fā)明其材質(zhì)由鎂摻雜(Mg-doped)GaN的第二 P型層62，其成長溫度介于700°C到900°C，摻雜濃度優(yōu)選大于5 X IO19/cm3,但不超過5 X IO21/cm3,氮化鎵發(fā)光二極管成長后進(jìn)行Atomicforce microscopy (AFM)掃描分析,掃描長寬為20X 20 μ m,縱深為正負(fù)7nm,如圖2所不，第二 P型層62表面的不規(guī)則亮點(diǎn)為錐狀接觸層62b，如圖3之3D示意圖所示，可知凸起物為錐狀(需要指出的是，因錐狀物連續(xù)出現(xiàn)，可能隨機(jī)形成平臺，即錐狀部的部分頂端形成平臺)，此錐狀物接觸層由圖2可知呈不連續(xù)成長，其覆蓋率為5%至100%，即占所述第二 P型層之平坦接觸層61a的面積比例，此錐狀接觸層提供較低的接觸電阻，應(yīng)用此錐狀物接觸層于氮化物發(fā)光組件，除了具有高亮度外，降低組件正向操作電壓與提高靜電耐壓。
[0025]依據(jù)本發(fā)明具低電阻值P型接觸層之氮化鎵，可包含位于第二 P型層上的P型電極層，其可以包括 Ni/Au，Ni/pd, Ni/Pt, Pd/ Au, Pt/Au, Ti/Au, Cr/Au, TiN, TiffNx, WSix 之金屬導(dǎo)電層或ITO，ZnO, NiO, CTO之透明導(dǎo)電氧化層。
[0026]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述具體實(shí)施方案為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的范圍不限于該實(shí)施例，凡依本發(fā)明所做的任何變更，皆屬本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氮化物發(fā)光二極管組件，包括η型層、活性層、P型層，其中P型層包括第一 P型層和第二 P型層，其特征在于:所述第二 P型層從下至上包括平坦接觸層和錐狀接觸層，其錐狀接觸層為高摻雜錐狀部，呈不連續(xù)成長。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物發(fā)光二極管組件，其特征在于:所述第二P型層摻雜濃度較第一 P型層高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物發(fā)光二極管組件，其特征在于:所述第一P型層摻雜濃度為 I X IO1Vcm3~5 X IO1Vcm3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物發(fā)光二極管組件，其特征在于:所述第二P型層摻雜濃度大于 5 X IO19/cm3,不超過 5 X IO21/cm3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物發(fā)光二極管組件，其特征在于:所述錐狀接觸層的濃度大于 5 X IO19/cm3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物發(fā)光二極管組件，其特征在于:所述錐狀接觸層的錐型直徑(a)，其范圍為0.Ιμπι≤a≤2μπι。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物發(fā)光二極管組件，其特征在于:所述錐狀接觸層的錐型高度(b)，其范圍為0.1nm≤b≤10nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物發(fā)光二極管組件，其特征在于:所述錐狀接觸層的厚度小于或等于200A。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物發(fā)光二極管組件，其特征在于:所述錐狀接觸層占所述平坦接觸層的面積比例為5%至100%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物發(fā)光二極管組件，其特征在于:所述錐狀接觸層的部分頂端為平臺。
【文檔編號】H01L33/22GK103985803SQ201410183738
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】藍(lán)永凌, 張家宏, 卓昌正, 林兓兓, 謝翔麟, 謝祥彬, 徐志波 申請人:安徽三安光電有限公司