CN102077370A - Ⅲ族氮化物基化合物半导体发光器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是改善多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件的光提取效率。所述器件包括多量子阱结构，所述多量子阱结构包括阱层，其包括组成中至少具有In的半导体；保护层，其包括组成中至少具有Al和Ga的半导体，其带隙大于所述阱层的带隙，并且其接触并形成在所述阱层的正电极侧上。所述器件还包括势垒层，其带隙大于所述阱层的带隙并且小于所述保护层的带隙，并且其接触并形成在所述保护层的正电极侧上；和所述阱层、所述保护层和所述势垒层的周期性结构。
Description
技术领域
本发明涉及III族氮化物基化合物半导体发光器件以及该器件的制造方法。如本文所用的，“III族氮化物基化合物半导体”包括组成式AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)表示的半导体；该半导体包含预定元素以实现例如n型/p型导电；并且在该半导体中部分III族元素被B或Tl取代或者部分V族元素被P、As、Sb或Bi取代。
背景技术
发光层或有源层具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件已广泛用作发射具有从紫色到绿色的任意光谱的光的发光二极管或激光二极管。
通常，多量子阱结构是指包括作为具有最窄带隙的发射体的阱层和带隙宽于阱层的势垒层的两层的周期性结构。然而，多量子阱层结构包括例如具有阱层、保护层或其它层以及势垒层的三层的周期性结构。
例如，一种III族氮化物基化合物半导体发光器件已知为作为MQW的单元周期性结构，所述单元包括含InGaN的阱层、在与形成阱层相同的生长温度下形成并防止In阱层的正下方蒸发的含GaN的保护层以及含AlGaN的势垒层。
一般而言，含GaN的保护层的作用如下。
众所周知，含In层的外延生长温度低于或等于850℃，优选低于800℃。保持低生长温度的原因在于In-N键在高温生长下易于分解，亦即In原子消失，因而不能形成具有期望组成的层。在发光器件上的阱层的组成是确定发射光波长的重要因素。因此，为了稳定阱层中的In组成，将阱层的生长温度保持在低于800℃。
另一方面，多量子阱结构中的势垒层必须限制阱层中的载流子，为此势垒层的能量势垒应该足够高。含Al层被用作该势垒层。然而，当含Al半导体在低于800℃下生长时，不能得到具有高结晶度的半导体。为了获得结晶度优异的含Al势垒层，势垒层应该在等于或高于850℃的温度下形成。
然而，当含In阱层在低于800℃的温度下外延生长而含Al势垒层在等于或高于850℃的温度下外延生长时，势垒层不能在阱层生长之后连续生长。换言之，势垒层应该在温度从阱层的生长温度升高至势垒层的最优生长温度之后生长。但是，在升温过程中，首先形成的含In阱层表面的原子键分解并且In原子脱离阱层。因此，形成为期望组成的含In阱层的表面组成在开始形成含Al势垒层之前就已改变，此外，在该层的表面上形成粗糙结构。这对发光器件的特性有重要影响。
然后，在低于800℃的温度下外延生长含In阱层之后，例如，在相同温度下在阱层上形成含GaN的保护层。由此防止In脱离含In阱层。
[专利文件1]未审查特开JP 2001-237456
[专利文件2]未审查特开JP 2000-261106
发明内容
本发明所要解决的技术问题
在这种情况下，如果含GaN的保护层的膜厚低，则不能防止In从首先形成的含In阱层中的蒸发。同时，如果保护层的膜厚大，则层的平坦度变差，这是因为保护层相对地在低温下形成。
此外，因为在作为有源层的量子阱结构中的含GaN保护层中一般不掺杂杂质，由此保护层的厚度增加器件的电阻。
本发明对前述技术进行了进一步的研究并且已经实现了阱层中载流子限制效率的改善和量子阱结构的有源层的发光效率的实质性改善。
解决技术问题的手段
本发明的特征在于具有多量子阱结构的发光层或有源层的III族氮化物基化合物半导体发光器件，所述多量子阱结构包括阱层，带隙大于阱层带隙的势垒层和带隙大于势垒层带隙的保护层，保护层形成在阱层和势垒层之间。此外，本发明的特征在于保护层在与形成阱层相同的温度下形成。
由此，本发明的第一方面是一种具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件，所述多量子阱结构包括：
阱层，其包括组成中至少具有In的半导体；
保护层，其包括组成中至少具有Al和Ga的半导体，其带隙大于所述阱层的带隙，并且其接触并形成在所述阱层的正电极侧上；
势垒层，其带隙大于所述阱层的带隙并且小于所述保护层的带隙，并且其接触并形成在所述保护层的正电极侧上；和
所述阱层、所述保护层和所述势垒层的周期性结构。
本发明的第二方面是所述保护层的厚度等于或大于2并且小于或等于18
本发明的第三方面是一种具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件，所述多量子阱结构包括：
阱层，其包括组成中至少具有In的半导体；
第一保护层，其带隙大于所述阱层的带隙，并且其接触并形成在所述阱层的正电极侧上；
第二保护层，其包括组成中至少具有Al的半导体，其带隙大于所述第一保护层的带隙，并且其接触并形成在所述第一保护层的正电极侧上；
势垒层，其带隙大于所述第一保护层的带隙并且小于所述第二保护层的带隙，并且其接触并形成在所述第二保护层的正电极侧上；和
所述阱层、所述第一保护层、所述第二保护层和所述势垒层的周期性结构。
在本发明的第四方面中，所述第一保护层的厚度等于或大于2
并且小于或等于18
所述第二保护层的厚度等于或大于2并且小于或等于18
在本发明的第五方面中，所述第一保护层和所述第二保护层的厚度之和小于或等于18
在本发明的第六方面中，在本发明的第一至第五方面的任一项中提供的所述阱层和所述势垒层的厚度分别等于或大于15
并且小于或等于50
本发明的第七方面是一种用于制造具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件的方法，制造所述多量子阱结构的方法包括以下步骤：
在第一温度下形成阱层，所述阱层包括组成中至少具有In的半导体；
保持所述第一温度形成保护层，所述保护层包括组成中至少具有Al和Ga的半导体，其带隙大于所述阱层的带隙，并且其接触并形成在所述阱层的正电极侧上；
在高于所述第一温度且偏离值等于或大于10℃并且等于或小于200℃的第二温度下形成势垒层，所述势垒层的带隙大于所述阱层的带隙并且小于所述保护层的带隙，并且所述势垒层接触并形成在所述保护层的正电极侧上；和。
使形成所述阱层、形成所述保护层和形成所述势垒层重复预定次数。
本发明的第八方面是一种用于制造具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件的方法，制造所述多量子阱结构的方法包括以下步骤：
在第一温度下形成阱层，所述阱层包括组成中至少具有In的半导体；
保持所述第一温度形成第一保护层，所述第一保护层的带隙大于所述阱层的带隙，并且所述第一保护层接触并形成在所述阱层的正电极侧上；
保持所述第一温度形成第二保护层，所述第二保护层包括组成中至少具有Al的半导体，其带隙大于所述第一保护层的带隙，并且其接触并形成在所述第一保护层的正电极侧上；
在高于所述第一温度且偏离值等于或大于10℃并且等于或小于200℃的第二温度下形成势垒层，所述势垒层的带隙大于所述第一保护层的带隙并且小于所述第二保护层的带隙，并且所述势垒层接触并形成在所述第二保护层的正电极侧上；和。
使形成所述阱层、形成所述第一保护层、形成所述第二保护层和形成所述势垒层重复预定次数。
发明效果
根据本发明，在形成包括至少含In的半导体的阱层之后就形成带隙大于势垒层的包括III族氮化物基化合物半导体的保护层。例如，当势垒层由AlGaN构成时，采用Al组成比例高于势垒层的Al组成比例的层作为保护层。即使势垒层的生长温度被设定成高于阱层的生长温度，对含In阱层的保护仍要高于现有技术中含GaN保护层的情况。因为在阱层上形成具有高Al组成比例的保护层，所以Al和N原子键合要强于Ga和N的原子键合。因此，由于Al和N的强原子键合，使得含Al组成比例高的AlGaN的保护层的膜厚可制成比现有技术的含GaN的保护层的膜厚薄。这有利于减少诸如发光层或有源层的量子阱结构的电阻。因此，可以降低用于操作发光器件的阈值电压即正向电压。含高Al组成比例的AlGaN的保护层的膜厚可薄于现有技术的含GaN的保护层的膜厚。因此，即使保护层在与形成含In的阱层相同的低温下形成，表面平坦度也不会变差。此外，保护层的带隙大于势垒层的带隙，这有利于势垒层将载流子限制在阱层中。
这有助于改善包括多量子阱结构的发光层或有源层的III族氮化物基化合物半导体发光器件的光提取效率。
本发明人研究发现当保护层的Al组成高时，由于保护层和阱层之间晶格失配造成的畸变对保护层具有不良影响。因此，保护层优选为两层，例如直接形成在阱层上的含GaN的第一保护层和形成在第一保护层上的含AlGaN的第二保护层，这能够实现本发明的有利效果。
附图说明
图1A示出显示关于本发明具体实施例的III族氮化物化合物半导体发光器件结构的截面图；
图1B示出显示具有量子阱结构的发光层13的层结构的截面图；
附图标记说明
100：III族氮化物化合物半导体发光器件(蓝色LED)
13：量子阱结构的发光层
131b：势垒层
132w：阱层
133c：保护层
具体实施方式
为了实施本发明，可以在上述本发明的范围内结合关于III族氮化物化合物半导体发光器件的公知常识和现有技术。关于多量子阱结构的发光层或有源层，优选以下结构。
优选使用包括InxGa1-xN的III族氮化物基化合物半导体作为阱层。相对于In组成比例而言，上述组成式中的x值优选在0.05～0.3的范围内。阱层的膜厚优选在15
～50
的范围内，更优选在20
～30
的范围内。阱层的生长温度优选低于或等于850℃，更优选低于800℃，以避免In的分解和脱离。
相对于势垒层而言，优选包括AlxGa1-xN的III族氮化物基化合物半导体。相对于Al的组成比例而言，上述组成式中的x值优选在0.05～0.1的范围内。势垒层的膜厚优选在15
～50
的范围内，更优选在20
～30
的范围内。势垒层的生长温度优选等于或高于800℃，更优选高于850℃。采用该温度范围的原因在于当含Al半导体在相对低温下外延生长时结晶度会极度劣化。但是，势垒层的生长温度优选低于或等于950℃，更优选低于或等于900℃。采用该温度范围的原因在于必须避免在势垒层生长期间已形成在势垒层下方的阱层的分解。
势垒层的生长温度和阱层或者单层或多层的保护层的生长温度之间的差异优选在10℃～200℃的范围内。当温度差小于10℃时，不能避免阱层的分解并且不能改善势垒层的结晶度。当温度差大于200℃时，阱层内的原子键分解并且随着势垒层的生长温度升高结晶度劣化。
当作为本发明特征的保护层为单层时，可以采用包括AlxGa1-xN的III族氮化物基化合物半导体。相对于Al的组成比例而言，上述组成式中的x值优选为0.05～0.5。保护层的膜厚优选在2
～18
的范围内。
当保护层包括第一层和第二层两层时，第一层优选是厚度为2
～18
的GaN层。第二层优选是厚度为2～18
的AlxGa1-xN。相对于Al的组成比例而言，上述组成式中的x值优选为0.05～0.5。
当形成作为本发明特征的保护层时，生长温度最好相对于在保护层正下方形成的阱层的生长温度不改变，并且在阱层生长结束之后就紧随着阱层生长而生长保护层。当保护层包括第一层和第二层两层时，优选以阱层、第一保护层和第二保护层的顺序，在不改变生长温度的情况下连续进行生长，直至完成第二保护层的生长。
[实施方案]
以下参照附图说明本发明的实施方案。上述本发明的技术特征也是本发明的最佳实施方式，并且本发明不限于下述具体实施方案。
图1A是显示关于本发明的8个实施例和对比实施例的III族氮化物化合物半导体发光器件100的结构的截面图，所述实施例制造用于评价本发明的效果。III族氮化物基化合物半导体发光器件100具有厚度为约4μm的由掺杂有硅(Si)的GaN制成的n接触层11。n接触层11形成在厚度为约15nm的含氮化铝(AlN)的缓冲层(未示出)上，该缓冲层形成在蓝宝石衬底10上。在n接触层11上，包括厚度为300nm的未掺杂GaN层和厚度为30nm的掺杂有硅(Si)的GaN层的多层结构形成为用于提高静电击穿电压的层110。在层110上，形成包括多层的总厚度为约74nm的n覆层12。该多层具有10个单元，每个单元均由未掺杂In0.1Ga0.9N、未掺条GaN和Si掺杂GaN的三层制成。
此处，不多于20个叠层单元可用作n覆层12并且层12的总膜厚可在50nm～150nm范围内。
在n覆层12上，形成具有7个叠层单元的多量子阱结构(MQW)的发光层13即有源层。每个叠层单元按顺序具有包括厚度为约3nm的In0.2Ga0.8N的阱层132w、保护层133c和包括厚度为约3nm的Al0.05Ga0.95N的势垒层131b。在发光层13上，形成总厚度为约33nm的p覆层14，其包括由p型Al0.3Ga0.7N和p型In0.08Ga0.92N制成的多层。在p覆层14上，形成总膜厚为约80nm的p型GaN层15，其包括两层具有不同的镁浓度的p型GaN叠层结构。
在p接触层15上，形成包括氧化铟锡(ITO)的透明电极20，并且在n接触层11的暴露表面上形成电极30。电极30包括厚度分别为约20nm和约2nm的钒(V)和铝(Al)。在透明电极20的一部分上形成包括金(Au)合金的电极焊盘25。
图1的III族氮化物基化合物半导体发光器件100如下形成。在该工艺中，使用以下气体：氨(NH3)、载气(H2或N2)、三甲基镓(Ga(CH3)3，以下称为“TMG”)、三甲基铝(Al(CH3)3，以下称为“TMA”)、三甲基铟(In(CH3)3，以下称为“TMI”)、四氢化硅(SiH4，以下称为“硅烷”)和环戊二烯基镁(Mg(C5H5)2，以下称为“Cp2Mg”)。
首先，通过有机清洗和热处理对主结晶生长晶面为a-晶面的单晶蓝宝石衬底10进行清洁。然后，将蓝宝石衬底10安装在MOCVD设备的反应室内的基座上。接着，在约1100℃温度下对蓝宝石衬底10烘烤约30分钟，同时在标准大气压力下，以2升/分钟的流量将H2流入反应室。
接着，将蓝宝石衬底10的温度降至400℃，输入H2(20升/分钟)、NH3(10升/分钟)和TMA(1.8×10-5mol/分钟)约1分钟，由此在衬底10上形成AlN缓冲层(厚度：约1.5nm)。随后，将蓝宝石衬底10的温度保持在1150℃，输入H2(20升/分钟)、NH3(10升/分钟)和TMG(1.7×10-4mol/分钟)和0.86ppm的H2稀释硅烷气体(20×10-8mol/分钟)约40分钟，由此形成由n型GaN制成的接触层11(厚度：约4.0μm)，其电子浓度为2×1018/cm3，硅浓度为4×1018/cm3。接着，将蓝宝石衬底10的温度保持在850℃，载体变为氮气，由此形成用于提高静电击穿电压的层110，其包括顺序沉积的厚度为300nm的未掺杂i-GaN层和厚度为30nm、硅浓度为4×1018/cm3的n型GaN层的双层。
接着，将TMG、TMI和0.86ppm的H2稀释硅烷的供应量变为适合在分别以10升/分钟和10升/分钟的流量供应N2或H2以及NH3的条件下生长下一层的值。在该条件下，将蓝宝石衬底的温度保持在800℃，生长未掺杂In0.1Ga0.9N和未掺杂GaN，将蓝宝石衬底的温度保持在840℃，生长Si掺杂的GaN，由此形成包括三层的一个单元层。通过重复该三层的生长过程10次，形成包括10个单元层的多层的约74nm厚的n覆层12。
在形成n覆层12之后，通过如下改变TMG、TMI和TMA的供应量来沉积具有多量子阱结构(MQW)的发光层13。
首先，通过将蓝宝石衬底10的温度保持在885℃，形成厚度为约3nm的包括Al0.05Ga0.95N的势垒层131b。
然后，通过将蓝宝石衬底10的温度保持在770℃，形成厚度为约3nm的包括In0.2Ga0.8N的阱层132w，并且随后在相同温度下形成保护层133c。
接着，通过将蓝宝石衬底10的温度保持在885℃，形成厚度为约3nm的包括Al0.05Ga0.95N的势垒层131b。
该制备阱层132w、保护层133c和势垒层131b的制造过程重复7次。
这样，在Al0.05Ga0.95N的第一势垒层131b上形成具有多量子阱结构(MQW)的发光层13，其具有7个单元层，每个单元层具有阱层132w、保护层133c和势垒层131b(图1B)。
在此，总共为一个对比实施例和8个实施方案制造了9个发光器件100。在这些器件100中，每个器件100的相应保护层133c的条件均不相同，即保护层133c的数量为单个或多个，层的厚度或组成不相同。这一点将在下文中提及。
接着，将TMG、TMI、TMA和Cp2Mg的供应量变为适合在分别以10升/分钟和10升/分钟的流量供应N2或H2以及NH3的条件下生长下一层的值，并且将蓝宝石衬底的温度保持在840℃。在该条件下，形成总厚度为约33nm的具有多层结构的p型覆层14，其包括p型Al0.3Ga0.7N和p型In0.08Ga0.92N。
接着，将TMG和Cp2Mg的供应量变为适合在分别以20升/分钟和10升/分钟的流量供应N2或H2以及NH3的条件下生长下一层的值，并且将蓝宝石衬底的温度升至900℃。在该条件下，形成总厚度为约80nm的p接触层15，其包括各自分别具有5×1019/cm3和1×1020/cm3的不同镁(Mg)浓度的两个GaN层。
接着，在p型接触层15上沉积光刻胶掩模并且通过光刻法在光刻胶的预定区域上形成窗口。未覆盖掩模的部分，即p型GaN层15、p覆层14、发光层13、n覆层12和n型GaN层11的对应于窗口的部分，利用含氯气体通过反应性离子蚀刻来进行蚀刻。由此暴露出n型GaN层11的的表面。接着，在光刻胶掩模移除之后，按照以下程序形成n型GaN层11的n电极30n和p型GaN层15的p电极20。
在晶片的整个表面上形成厚度为200nm的透明电极20。接着，在通过沉积光刻胶和光刻对p电极20的掩模进行图案化之后，通过干蚀刻制造期望形状的p电极20。
接着，在通过沉积光刻胶和光刻在n型GaN层的暴露表面的预定区域上形成窗口之后，在10-6托数量级的高真空下利用真空沉积法形成n型GaN层11的n电极30。
接着，通过剥离法移除光刻胶，并且形成期望形状的n电极30。然后，在含氮气的气氛中对晶片进行600℃热处理5分钟。由此，实施n电极30与n型GaN层11的合金化以及p型GaN层15和p覆层14的电阻下降。
如上所述制造9个III族氮化物基化合物半导体发光器件100，其中保护层在层数和层组成方面具有9种变化方案。并且测量了这9个器件的特性。结果是与下表1中。在表1的左列中，“对照”是指根据现有技术的对比实施例的器件，其中保护层是GaN单层。表1左列中的“实施例1～实施例8”分别表示根据本发明实施方案1～8的器件。
[表1]
在表1中，列出了保护层由GaN层和AlGaN层制成，GaN层的厚度和AlGaN层的厚度和Al组成百分数(原子％)。但是，当仅使用AlGaN单层时，GaN层的厚度示为0
因为在对比实施例中没有使用AlGaN层作为保护层，因此在AlGaN层的厚度和Al组成百分数中打叉。
实施方案3、7和8(实施例3、7和8)示出保护层由AlGAN单层制成的情况，而实施方案1、2、4和6(实施例1、2、4和6)示出保护层分别由本发明的包括GaN的第一保护层和包括AlGaN的第二保护层制成的情况。
在表1中，针对实施方案1～8(实施例1～8)描述了发射光的强度、总辐射通量、作为阈值电压的正向电压和在反向电压下流动的逆向电流的值。这些值相对于对比实施例(对照)的值进行了归一化，即这些值是对比实施例的值的相对值或比率，此时对比实施例的值被归一化为1。相对值越大意味着发射光的强度和总辐射通量具有良好特性，另一方面，相对值越小意味着正向电压和逆向电流具有良好特性。
[结果综述]
根据表1的结果归纳出以下结论。
在MQW结构具有由InGaN阱层/保护层/AlGaN势垒层构成的三层周期性结构的情况下，当在与沉积InGaN阱层相同的温度下形成的保护层为单层时，AlGaN层比GaN层更为优选。
亦即，具有至少6
厚的Al0.06Ga0.94N层作为保护层的实施方案1～3(表1中的实施例1～实施例3)的器件在强度、总辐射通量、正向电压和逆向电流的所有特性方面均优于具有18
厚的GaN单层作为保护层的对比实施例(表1中的对照)的器件。
此外，应该理解的是，在形成6
厚的Al0.06Ga0.94N层之前形成GaN层是无意义的。亦即，如果使用Al0.06Ga0.94N层作为保护层，则在形成InGaN阱层之后就形成GaN层作为第一保护层是无意义的。
根据实施方案2和4～6(表1中的实施例2和实施例4～实施例6)可以理解的是，在形成具有6
厚的第一保护层之后形成6
厚的第二保护层的情况下，发光强度和总辐射通量随着第二保护层的Al组成百分数增大而提高。而且，可以理解的是，正向电压没有显著改变，但是逆向电流增大为对比实施例的逆向电流的两倍。
在形成6
厚的包括GaN的第一保护层之后具有6
厚的包括AlGaN的第二保护层的器件与具有12
厚的包括AlGaN的单保护层的器件相比较，在两种器件中总厚度和Al组成百分数均不变，结果如下。
当Al组成百分数小例如为6％时，可以理解的是，与具有GaN层的实施方案2相比，在没有GaN层的实施方案7中，即使发光强度增强，逆向电流也显著增加。
当Al组成百分数大例如为24％时，可以理解的是，与具有GaN层的实施方案6相比，在没有GaN层的实施方案8中，即使发光强度、总辐射通量和正向电压不变，逆向电流也增加。
如上所述，只有当保护层具有6厚的AlGaN层，即该长度对应于AlGaN晶格中的单元晶胞的基本矢量c的长度时，在包括InGaN的阱层上在与形成阱层相同的温度下形成的保护层具有足够的效果。保护层可以是两层结构，例如GaN层和AlGaN层，但是当GaN层的厚度较厚时，效果变小。一方面，当使用Al组成百分数较高的AlGaN作为保护层时，优选将保护层制成为两层结构并且将包括GaN的第一保护层沉积在阱层和包括AlGaN的第二保护层之间。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件，所述多量子阱结构包括：
阱层，其包括组成中至少具有In的半导体；
保护层，其包括组成中至少具有Al和Ga的半导体，所述保护层的带隙大于所述阱层的带隙，并且所述保护层形成在所述阱层的正电极侧上或上方；
势垒层，其包括组成中至少具有Al的半导体，所述势垒层的带隙大于所述阱层的带隙并且小于所述保护层的带隙，并且所述势垒层形成在所述保护层的正电极侧上或上方；和
所述阱层、所述保护层和所述势垒层的周期性结构。
2.根据权利要求1所述的III族氮化物基化合物半导体发光器件，其中所述保护层的厚度等于或大于2
并且小于或等于18
3.一种具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件，所述多量子阱结构包括：
阱层，其包括组成中至少具有In的半导体；
第一保护层，其带隙大于所述阱层的带隙，并且其形成在所述阱层的正电极侧上或上方；
第二保护层，其包括组成中至少具有Al的半导体，所述第二保护层的带隙大于所述第一保护层的带隙，并且所述第二保护层形成在所述第一保护层的正电极侧上或上方；
势垒层，其带隙大于所述第一保护层的带隙并且小于所述第二保护层的带隙，并且其形成在所述第二保护层的正电极侧上或上方；和
所述阱层、所述第一保护层、所述第二保护层和所述势垒层的周期性结构。
4.根据权利要求3所述的III族氮化物基化合物半导体发光器件，其中所述第一保护层的厚度等于或大于2
并且小于或等于18
所述第二保护层的厚度等于或大于2
并且小于或等于18
5.根据权利要求4所述的III族氮化物基化合物半导体发光器件，其中所述第一保护层和所述第二保护层的厚度之和小于或等于18
6.根据权利要求1～5中任一项所述的III族氮化物基化合物半导体发光器件，其中所述阱层的厚度等于或大于15并且小于或等于50
并且所述势垒层的厚度等于或大于15
并且小于或等于50
7.一种用于制造具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件的方法，制造所述多量子阱结构的方法包括以下步骤：
在第一温度下形成阱层，所述阱层包括组成中至少具有In的半导体；
保持所述第一温度形成保护层，所述保护层包括组成中至少具有Al和Ga的半导体，所述保护层的带隙大于所述阱层的带隙，并且所述保护层形成在所述阱层的正电极侧上或上方；
在高于所述第一温度且偏离值等于或大于10℃并且等于或小于200℃的第二温度下形成势垒层，所述势垒层包括组成中至少具有Al的半导体，所述势垒层的带隙大于所述阱层的带隙并且小于所述保护层的带隙，并且所述势垒层形成在所述保护层的正电极侧上或上方；和。
使形成所述阱层、形成所述保护层和形成所述势垒层重复预定次数。
8.一种用于制造具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件的方法，制造所述多量子阱结构的方法包括以下步骤：
在第一温度下形成阱层，所述阱层包括组成中至少具有In的半导体；
保持所述第一温度形成第一保护层，所述第一保护层的带隙大于所述阱层的带隙，并且所述第一保护层形成在所述阱层的正电极侧上或上方；
保持所述第一温度形成第二保护层，所述第二保护层包括组成中至少具有Al的半导体，所述第二保护层的带隙大于所述第一保护层的带隙，并且所述第二保护层形成在所述第一保护层的正电极侧上或上方；
在高于所述第一温度且偏离值等于或大于10℃并且等于或小于200℃的第二温度下形成势垒层，所述势垒层的带隙大于所述第一保护层的带隙并且小于所述第二保护层的带隙，并且所述势垒层形成在所述第二保护层的正电极侧上或上方；和。
使形成所述阱层、形成所述第一保护层、形成所述第二保护层和形成所述势垒层重复预定次数。
9.根据权利要求1所述的III族氮化物基化合物半导体发光器件，其中所述势垒层包括AlxGa1-xN。
10.根据权利要求3所述的III族氮化物基化合物半导体发光器件，其中所述势垒层包括至少具有Al的半导体。
11.根据权利要求3所述的III族氮化物基化合物半导体发光器件，其中所述势垒层包括AlxGa1-xN。
12.根据权利要求3所述的III族氮化物基化合物半导体发光器件，其中所述保护层包括GaN。
Claims (8)
1.一种具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件，所述多量子阱结构包括：
阱层，其包括组成中至少具有In的半导体；
保护层，其包括组成中至少具有Al和Ga的半导体，所述保护层的带隙大于所述阱层的带隙，并且所述保护层接触并形成在所述阱层的正电极侧上；
势垒层，其带隙大于所述阱层的带隙并且小于所述保护层的带隙，并且其接触并形成在所述保护层的正电极侧上；和
所述阱层、所述保护层和所述势垒层的周期性结构。
2.根据权利要求1所述的III族氮化物基化合物半导体发光器件，其中所述保护层的厚度等于或大于2并且小于或等于18
3.一种具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件，所述多量子阱结构包括：
阱层，其包括组成中至少具有In的半导体；
第一保护层，其带隙大于所述阱层的带隙，并且其接触并形成在所述阱层的正电极侧上；
第二保护层，其包括组成中至少具有Al的半导体，所述第二保护层的带隙大于所述第一保护层的带隙，并且所述第二保护层接触并形成在所述第一保护层的正电极侧上；
势垒层，其带隙大于所述第一保护层的带隙并且小于所述第二保护层的带隙，并且其接触并形成在所述第二保护层的正电极侧上；和
所述阱层、所述第一保护层、所述第二保护层和所述势垒层的周期性结构。
4.根据权利要求3所述的III族氮化物基化合物半导体发光器件，其中所述第一保护层的厚度等于或大于2并且小于或等于18
所述第二保护层的厚度等于或大于2
并且小于或等于18
5.根据权利要求4所述的III族氮化物基化合物半导体发光器件，其中所述第一保护层和所述第二保护层的厚度之和小于或等于18
6.根据权利要求1～5中任一项所述的III族氮化物基化合物半导体发光器件，其中所述阱层的厚度等于或大于15
并且小于或等于50
并且所述势垒层的厚度等于或大于15
并且小于或等于50
7.一种用于制造具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件的方法，制造所述多量子阱结构的方法包括以下步骤：
在第一温度下形成阱层，所述阱层包括组成中至少具有In的半导体；
保持所述第一温度形成保护层，所述保护层包括组成中至少具有Al和Ga的半导体，所述保护层的带隙大于所述阱层的带隙，并且所述保护层接触并形成在所述阱层的正电极侧上；
在高于所述第一温度且偏离值等于或大于10℃并且等于或小于200℃的第二温度下形成势垒层，所述势垒层的带隙大于所述阱层的带隙并且小于所述保护层的带隙，并且所述势垒层接触并形成在所述保护层的正电极侧上；和。
使形成所述阱层、形成所述保护层和形成所述势垒层重复预定次数。
8.一种用于制造具有多量子阱结构的III族氮化物基化合物半导体发光器件的方法，制造所述多量子阱结构的方法包括以下步骤：
在第一温度下形成阱层，所述阱层包括组成中至少具有In的半导体；
保持所述第一温度形成第一保护层，所述第一保护层的带隙大于所述阱层的带隙，并且所述第一保护层接触并形成在所述阱层的正电极侧上；
保持所述第一温度形成第二保护层，所述第二保护层包括组成中至少具有Al的半导体，所述第二保护层的带隙大于所述第一保护层的带隙，并且所述第二保护层接触并形成在所述第一保护层的正电极侧上；
在高于所述第一温度且偏离值等于或大于10℃并且等于或小于200℃的第二温度下形成势垒层，所述势垒层的带隙大于所述第一保护层的带隙并且小于所述第二保护层的带隙，并且所述势垒层接触并形成在所述第二保护层的正电极侧上；和。
使形成所述阱层、形成所述第一保护层、形成所述第二保护层和形成所述势垒层重复预定次数。
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