CN105304777A - 第iii族氮化物半导体发光器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有低驱动电压的第III族氮化物半导体发光器件及其制造方法。P型半导体层的形成步骤包括：通过供给掺杂剂气体和包含至少第III族元素的第一原料气体在发光层上形成p侧超晶格层的p型覆层形成步骤；通过供给第一原料气体和掺杂剂气体在p侧超晶格层上形成p型中间层的p型中间层形成步骤；在p型中间层形成步骤之后，供给掺杂剂气体同时停止供给第一原料气体的掺杂剂气体供给步骤；以及掺杂剂气体供给步骤之后，通过供给第一原料气体和掺杂剂气体在p型中间层上形成p型接触层的p型接触层形成步骤。

Description

第III族氮化物半导体发光器件及其制造方法
技术领域
本说明书的技术领域涉及第III族氮化物半导体发光器件及其制造方法。更具体地，本说明书的技术领域涉及具有低驱动电压的第III族氮化物半导体发光器件及其制造方法。
背景技术
对于第III族氮化物半导体发光器件，不存在具有能够实现与p型接触层例如p型GaN层完全欧姆接触的功函数的电极材料。因此，在p型接触层与p电极之间形成肖特基接触。优选地，为了减小接触电阻，载流子通过隧道效应容易地隧穿肖特基势垒。例如，通过以高浓度向p型接触层中掺杂p型掺杂剂来减薄肖特基势垒。此外，为了使载流子容易地隧穿肖特基势垒，优选地在肖特基势垒中存在一些晶体缺陷，这是因为经由晶体缺陷通过跳跃传导(hoppingconduction)载流子容易地隧穿肖特基势垒。
日本公开特许公报(特开)第08-097471号公开了一种包括第二接触层62和第一接触层63的发光二极管10，第一接触层63的Mg浓度高于第二接触层62的Mg浓度(参见第[0011]段和图1)。因而，获得具有低驱动电压的发光二极管(参见第[0009]段)。
为了使载流子通过隧道效应容易地隧穿肖特基势垒，增加向p型接触层掺杂的p型掺杂剂例如Mg的浓度。为此，必须通过增加p型掺杂剂气体的浓度来将高浓度的p型掺杂剂结合到半导体晶体中。
然而，就在开始供给p型掺杂剂气体之后或者在p型掺杂剂气体的供给量快速增加时，生长中的p型接触层的掺杂剂浓度低于期望的掺杂剂浓度。p型接触层的掺杂剂浓度往往随着厚度的增加即生长时间的推移而增加。这实现了在p型接触层的接触表面附近的期望的掺杂剂浓度。
因为掺杂剂气体或者从该气体中生成的粒子通过记忆效应吸附在室的内壁上，所以认为就在开始供给p型掺杂剂气体或者使p型掺杂剂气体以阶跃函数的方式增加之后气体浓度是不稳定的。因此，在晶体生长表面上没有实现期望的气体浓度。或者，由于p型掺杂剂难以结合到第III族氮化物半导体中的特性，所以在薄的接触层中没有实现高的掺杂剂浓度。为了在半导体中实现期望浓度的p型掺杂剂(杂质)，p型接触层的厚度必须大于肖特基势垒的厚度。由于过多串联的电阻部件的增加或者非故意晶体缺陷的出现，电阻率增加，从而增加了驱动电压。因而，为了制造具有低电阻率的半导体发光器件，重要的是提供具有小的厚度和高的p型掺杂剂浓度的p型接触层。
发明内容
已经构想了本发明的技术以解决传统技术中所涉及的前述技术问题。因而，本技术的一个目的是提供具有低的驱动电压的第III族氮化物半导体发光器件。另一目的是提供用于制造该发光器件的方法。
在本发明的第一方面中，提供了一种用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，该方法包括下面的步骤：
形成n型半导体层的n型半导体层形成步骤；
在n型半导体层上形成发光层的发光层形成步骤；以及
在发光层上形成p型半导体层的p型半导体层形成步骤。p型半导体层形成步骤包括如下步骤：
p型覆层形成步骤，所述p型覆层形成步骤通过供给包含至少第III族元素的第一原料气体和掺杂剂气体在发光层上形成p型覆层；
p型中间层形成步骤，所述p型中间层形成步骤通过在第一阶段中供给第一原料气体和掺杂剂气体在p型覆层上形成p型中间层；
掺杂剂气体供给步骤，所述掺杂剂气体供给步骤在第二阶段中供给掺杂剂气体同时停止供给第一原料气体或者减少第一原料气体的供给量，使得在形成p型中间层之后第III族氮化物半导体不生长；以及
p型接触层形成步骤，所述p型接触层形成步骤通过在第二阶段中的掺杂剂气体供给步骤之后的第三阶段中供给第一原料气体和掺杂剂气体在p型中间层上形成p型接触层。
在用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法中，使掺杂剂气体的浓度在半导体制造装置的室内部和在形成p型接触层之前的半导体晶体的表面附近增加。即，就在形成p型接触层之前，生长基底附近充分且稳定地填充有掺杂剂气体。因此，就在p型接触层的生长开始之后，Mg容易快速地结合。能够实现具有小的厚度和高的Mg浓度的p型接触层。可以形成由于隧道效应而使载流子容易渡越的肖特基势垒。因此，能够制造具有低的驱动电压的第III族氮化物半导体发光器件。
本发明的第二方面涉及用于制造根据本发明的第一方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中在第二阶段掺杂剂气体供给步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的摩尔比高于p型中间层形成步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的摩尔比。
本发明的第三方面涉及用于制造根据本发明的第一或第二方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的摩尔比高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的摩尔比。
本发明的第四方面涉及用于制造根据本发明的第一至第三方面中的任一方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中在第二阶段掺杂剂气体供给步骤中掺杂剂气体的流量高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体的流量。此外，在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体的流量高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体的流量。
本发明的第五方面涉及用于制造根据本发明的第一至第三方面中的任一方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中在第二阶段掺杂剂气体供给步骤中掺杂剂气体的流量低于在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体的流量。此外，在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体的流量高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体的流量。
本发明的第六方面涉及用于制造根据本发明的第一至第三方面中的任一方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中在第二阶段掺杂剂气体供给步骤中掺杂剂气体的流量高于在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体的流量。此外，在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体的流量高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体的流量。
本发明的第七方面涉及用于制造根据本发明的第一至第六方面中的任一方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中在第二阶段掺杂剂气体供给步骤中掺杂剂气体的供给量逐渐增加。
本发明的第八方面涉及用于制造根据本发明的第一至第七方面中的任一方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中在p型接触层形成步骤中第一原料气体的供给量等于在p型中间层形成步骤中第一原料气体的供给量。
本发明的第九方面涉及用于制造根据本发明的第一至第八方面中的任一方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中在p型中间层形成步骤和p型接触层形成步骤中供给包含氮原子的第三原料气体，并且在第二阶段的掺杂气体供给步骤中停止供给第三原料气体。
本发明的第十方面涉及用于制造根据本发明的第一至第九方面中的任一方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中p型中间层形成步骤包括：在p型覆层上形成第一p型中间层的步骤；以及在第一p型中间层上形成第二p型中间层的步骤。
本发明的第十一方面涉及用于制造根据本发明的第一至第十方面中的任一方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中在第二阶段中掺杂剂气体供给步骤在1秒至60秒的范围内执行。
本发明的第十二方面涉及用于制造根据本发明的第一至第十一方面中的任一方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中第一原料气体是包含作为第III族元素的镓原子的气体。此外，掺杂剂气体为包含镁原子的气体。包含镓原子的气体包括三甲基镓(TMG)或三乙基镓(TEG)。包含镁原子的气体包括双(环戊二烯)镁(Mg(C5H5)2)或双(乙基环戊二烯)镁(EtCp2Mg：Mg(C2H5C5H4)2)。
本发明的第十三方面涉及用于制造根据本发明的第一至第十二方面中的任一方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中在p型中间层形成步骤中供给至少氮气作为载气。在载气中氮原子的摩尔比在30％至80％的范围内。
本发明的第十四方面涉及用于制造根据本发明的第一至第六方面中的任一方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中在接近第二阶段的开始时掺杂剂气体的流量以阶跃函数的方式增加。
本发明的第十五方面涉及用于制造根据本发明的第十四方面的第III族氮化物半导体发光器件的方法的具体实施方案，其中以阶跃函数的方式已增加的掺杂剂气体的流量在第二阶段和第三阶段中保持不变。
在本发明的第十六方面中，提供了一种第III族氮化物半导体发光器件，其包括：n型半导体层；在n型半导体层上的发光层；在发光层上的p型半导体层；以及在p型半导体层上的p电极。p型半导体层包括与p电极接触的p型接触层和与p型接触层接触的p型中间层。p型接触层的厚度为0.5nm至50nm。在p型接触层中，从p型中间层的接触表面至p电极的接触表面的Mg浓度变化率X在5×1018≤X≤1×1020的范围内，X：Mg浓度变化率(cm-3·nm-1)。
本说明书提供了具有低驱动电压的第III族氮化物半导体发光器件及其制造方法。
附图说明
由于在结合附图考虑的情况下，参照优选实施方案的以下详细描述，本发明的各种其他目的、特征和许多附带优点将变得更好理解，所以可以容易地认识到本发明的各种其他目的、特征以及许多附带优点，其中：
图1是根据一个实施方案的发光器件的结构的示意图；
图2是根据该实施方案的p型接触层附近的结构的图；
图3是描述用于形成根据该实施方案的发光器件的p型接触层的第一方法的时序图；
图4是描述用于形成根据该实施方案的发光器件的p型接触层的第二方法的时序图；
图5是描述用于形成根据该实施方案的发光器件的p型接触层的第三方法的时序图；
图6是描述用于形成根据该实施方案的发光器件的p型接触层的第四方法的时序图；
图7是描述用于形成根据该实施方案的发光器件的p型接触层的第五方法的时序图；
图8是描述用于形成根据该实施方案的发光器件的p型接触层的第六方法的时序图；
图9是描述用于制造根据该实施方案的发光器件的方法的示意图(部分1)；
图10是描述用于制造根据该实施方案的发光器件的方法的示意图(部分2)；
图11是描述用于制造根据该实施方案的发光器件的方法的示意图(部分3)；
图12是示出第二供给时间(第二阶段)与驱动电压VF之间的关系的图；
图13是示出第二供给时间(第二阶段)与ESD良品率(yieldratio)之间的关系的图；以及
图14是示出p型接触层的厚度与所测量的p型接触层的Mg浓度之间的关系的图。
具体实施方式
下面将参照附图通过以半导体发光器件及其制造方法作为实施例来描述本发明的具体实施方案。然而，本发明不限于该实施方案。在下述半导体发光器件中，出于示例的目的示出了每一层的层状结构或每个电极的结构。不必说，层状结构可以不同于在下面的实施方案中所描述的层状结构。在附图中示意性示出的每一层的厚度不对应于其实际值。
实施方案1
1.半导体发光器件
图1是根据实施方案1的发光器件100的结构的示意图。发光器件100为面朝上型半导体发光器件。发光器件100具有由第III族氮化物半导体形成的多个半导体层。如图1所示，发光器件100具有基底110、缓冲层120、n型接触层130、n侧ESD层140、n侧超晶格层150、发光层160、p侧超晶格层170、p型中间层180、p型接触层190、p电极P1和n电极N1。
在基底110的主表面上，按照下面的顺序依次形成：缓冲层120、n型接触层130、n侧ESD层140、n侧超晶格层150、发光层160、p侧超晶格层170、p型中间层180和p型接触层190。n电极N1形成在n型接触层130上。p电极P1形成在p型接触层190上。n型接触层130、n侧ESD层140和n侧超晶格层150中的每一个均为n型半导体层。p侧超晶格层170、p型中间层180和p型接触层190中的每一个均为p型半导体层。在一些情况下，这些层中的任何层可以部分地包括非掺杂层。因而，发光器件100包括：n型半导体层；设置在n型半导体层上的发光层；设置在发光层上的p型半导体层；设置在p型半导体层上的p电极P1；以及设置在n型半导体层上的n电极N1。
基底110为生长基底。在基底110的主表面上，前述半导体层通过MOCVD形成。基底110的主表面优选是粗糙化的。基底110由蓝宝石制成。除了蓝宝石之外，可以使用诸如SiC、ZnO、Si、GaN以及AlN的材料。
缓冲层120形成在基底110的主表面上。设置缓冲层120以在基底110上形成高密度晶核。借助缓冲层120，促进了具有平坦表面的半导体晶体的生长。缓冲层120的材料的实例包括AlN、GaN、BN和TiN。
n型接触层130接触n电极N1。n型接触层130形成在缓冲层120上。n型接触层130为n型GaN层。n型接触层130的Si浓度为1×1018/cm3或者更大。n型接触层130可以由具有不同载流子浓度的多个层形成。n型接触层130的厚度为例如1000nm至10000nm。不必说，n型接触层130的厚度不限于此。
n侧ESD层140为用于防止半导体层的静电击穿的防静电击穿层。n侧ESD层140形成在n型接触层130上。n侧ESD层140是通过沉积由非掺杂的i-GaN形成的i-GaN层和由掺杂Si的n型GaN形成的n型GaN层形成的。i-GaN层的厚度为例如5nm至500nm。n型GaN层的厚度为例如10nm至50nm。n型GaN层的Si浓度为1×1018/cm3至5×1019/cm3。这些值仅为实例，并且可以使用其他值。
n侧超晶格层150为用于缓和施加到发光层160的应力的应变弛豫层。更具体地，n侧超晶格层150具有超晶格结构。n侧超晶格层150具有其中InGaN层和n型GaN重复沉积的层状结构。重复的数目为3至20，但是其他的重复数目也是可以接受的。n侧超晶格层150的InGaN层具有例如2％至20％的In组成比。n侧超晶格层150的InGaN层的厚度为例如0.2nm至9nm。n侧超晶格层150的n型GaN层的厚度为例如1nm至5nm。
发光层160通过电子与空穴的复合而发光。发光层160形成在n侧超晶格层150上。发光层160具有至少一个阱层和一个势垒层。阱层可以为例如InGaN层或GaN层。势垒层可以为例如GaN层或AlGaN层。这些层仅为示例，并且可以使用其他层例如AlInGaN层。
p侧超晶格层170形成在发光层160上。p侧超晶格层170为p型覆层。p侧超晶格层170通过重复地沉积由p型GaN层、p型AlGaN层和p型InGaN层的层单元形成。重复的数目为例如5。p侧超晶格层170的p型GaN层的厚度为0.5nm至7nm。p侧超晶格层170的p型AlGaN层的Al组成比为5％至40％。p侧超晶格层170的p型AlGaN层的厚度为0.5nm至7nm。p侧超晶格层170的p型InGaN层的In组成比为1％至20％。p侧超晶格层170的p型InGaN层的厚度为0.5nm至7nm。这些值仅为示例。因而其他的值是可以接受的。此外，p侧超晶格层170可以具有与上述堆叠结构不同的堆叠结构。
p型中间层180形成在p侧超晶格层170上。p型中间层180具有第一p型GaN层181和第二p型GaN层182。第一p型GaN层181为第一p型中间层。第二p型GaN层182为第二p型中间层。第一p型GaN层181和第二p型GaN层182两者为掺杂Mg的GaN层。第一p型GaN层181形成在p侧超晶格层170上。第二p型GaN层182形成在第一p型GaN层181上。第二p型GaN层182与p型接触层190接触。
p型接触层190为电连接至p电极P1的半导体层。因此，p型接触层190与p电极P1接触。p型接触层190形成在p型中间层180的第二p型GaN层182上。p型接触层190为掺杂Mg的p型GaN层。
p电极P1形成在p型接触层190上。p电极P1与p型接触层190接触。p电极P1由ITO形成。除了ITO之外，可以使用透明的导电氧化物，例如ICO、IZO、ZnO、TiO2、NbTiO2和TaTiO2。可以在p电极P1上形成由金属例如Ni、Au、Ag、Co和In制成的金属电极。或者可以在p电极P1上形成其他电极。
n电极N1形成在n型接触层130上。n电极N1与n型接触层130接触。n电极N1包括从n型接触层130的表面依次形成的V层和Al层。可替选地，该组合可以为Ti和Al、或者Ti和Au。
2.p型中间层和p型接触层
2-1.p型接触层周围的结构
图2是p型接触层190和该层附近的其他元件的放大图。如图2所示，p型接触层190具有第一表面190a和第二表面190b。p型接触层190的第一表面190a接触p电极P1。p型接触层190的第二表面190b接触第二p型GaN层182。
2-2.p型中间层
第一p型GaN层181和第二p型GaN层182由掺杂Mg的p型GaN形成。然而，第一p型GaN层181和第二p型GaN层182具有不同的Mg浓度。第一p型GaN层181的Mg浓度为1×1018/cm3至4×1019/cm3。第二p型GaN层182的Mg浓度为5×1019/cm3至1×1020/cm3。第一p型GaN层181的厚度为5nm至250nm。第二p型GaN层182的厚度为5nm至250nm。
2-3.p型接触层
p型接触层190的Mg浓度为1×1020/cm3至1×1022/cm3。p型接触层190的厚度为0.5nm至50nm，优选为0.5nm至10nm，并且更加优选地为1nm至8nm。
2-4.p型接触层的Mg浓度变化率
如下文所述，p型接触层190的Mg浓度随着从第一p型GaN层181侧越靠近p电极P1侧而越高。通过下面的方程式可以获得p型接触层190的Mg浓度变化率X：
X＝(D1-D2)/Th1……(1)
D1:p型接触层的Mg浓度(在第一表面190a侧上)
D2:p型接触层的Mg浓度(在第二表面190b侧上，或者在Mg浓度的饱和位置上)
Th1：p型接触层的厚度，或者Mg浓度的上升区域的宽度，或者Mg浓度上升函数B-Aexp(-αx)中的上升宽度1/α，x为沿着宽度方向的位置。
Mg浓度变化率X为p型接触层190中从接触p型中间层180的表面向接触p电极P1的表面的Mg浓度的变化率。此外，Mg浓度变化率X为在上升区域中的平均值，或者在p型接触层的生长起点处的微分值。
Mg浓度变化率X优选地满足下面的条件：
5×1018≤X≤1×1020……(2)
X：Mg浓度变化率(cm-3·nm-1)
因而，p型接触层190具有小的厚度和合适的Mg浓度。
优选地，Mg浓度变化率X满足下面的条件：
5×1018≤X≤5×1019……(3)
X：Mg浓度变化率(cm-3·nm-1)
更优选地，Mg浓度变化率X满足下面的条件：
5×1018≤X≤2×1019……(4)
X：Mg浓度变化率(cm-3·nm-1)。
3.形成p型中间层和p型接触层的步骤(p型层形成步骤)
下面将描述形成p型中间层和p型接触层的步骤。下文中，形成p型中间层和p型接触层的步骤被称为“p型层形成步骤”。p型层形成步骤为用于通过化学气相沉积法例如MOCVD来形成p型接触层190的步骤。p型层形成步骤具有许多变化方案。下面将按顺序描述p型层形成步骤。
对于所有的p型层形成步骤可以共同地使用相同的原料气体。原料气体包括第一原料气体、第二原料气体和第三原料气体。第一原料气体为包含镓原子(Ga)的原料气体。第一原料气体包括三甲基镓(TMG)或三乙基镓(TEG)。第二原料气体为包含Mg原子的掺杂剂气体。第二原料气体包括双(环戊二烯)镁(Mg(C5H5)2)或双(乙基环戊二烯)镁(EtCp2Mg：Mg(C2H5C5H4)2)。第三原料气体为包含氮原子(N)的原料气体。第三原料气体包括氨气(NH3)或肼(N2H4)。
3-1.第一形成方法
图3是示出在第一形成方法中原料气体的供给摩尔速率(mol/分钟)的时序图。下文中，“供给摩尔速率”仅被称为“供给量”。因此，使用除了图3中所示出的原料气体之外的载气例如氮气或氢气。
如图3所示，p型层形成步骤包括第一供给步骤(p型中间层形成步骤)、第二供给步骤(掺杂剂气体供给步骤)和第三供给步骤(p型接触层形成步骤)。第一供给步骤(p型中间层形成步骤)为形成p型中间层180的第二p型GaN层182的步骤。第二供给步骤(掺杂剂气体供给步骤)为用掺杂剂气体填充用于生长半导体的室的内部即半导体晶体的表面的步骤。第三供给步骤(p型接触层形成步骤)为形成p型接触层190的步骤。
第一供给步骤在第一阶段TA1期间供给TMG、NH3和Mg(C5H5)2。第二供给步骤在第二阶段TA2期间停止供给TMG，并且供给NH3和Mg(C5H5)2。第三供给步骤在第三阶段TA3期间供给TMG、NH3和Mg(C5H5)2。
3-1-1.第一供给步骤(p型中间层形成步骤)
如图3所示，在第一阶段TA1期间供给TMG、NH3和Mg(C5H5)2。从而，生长掺杂Mg的第二p型GaN层182。在第一阶段TA1期间，以供给量SA1供给TMG。以供给量SB1供给Mg(C5H5)2。以供给量SC1供给NH3。
3-1-2.第二供给步骤(掺杂剂气体供给步骤)
在第二阶段TA2期间，停止供给TMG，并且供给Mg(C5H5)2。即，TMG的供给量为0。TMG的供给量可以基本为0，即TMG的供给量可以减少至使第III族氮化物半导体不生长的值。此外，在接近第二阶段的开始时，掺杂剂气体的流量以阶跃函数的方式增加。
在第二阶段TA2期间，以供给量SB2供给Mg(C5H5)2。供给量SB2高于第一阶段TA1期间的供给量SB1。即，Mg(C5H5)2以阶跃函数的方式从SB1增加至SB2。在第二阶段TA2期间，在基底110的表面上Mg(C5H5)2的流动是稳定的。在掺杂剂气体供给步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的供给量之比高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的供给量之比。以供给量SC1供给NH3。
在第二阶段TA2期间，因为TMG没有被充足的供给，所以GaN不生长。使用Mg(C5H5)2填充室，并且在基底110的周围Mg(C5H5)2的浓度相对高。Mg(C5H5)2的填充稳定水平取决于第二阶段TA2的时间，第二阶段TA2期间Mg(C5H5)2每分钟的供给量。还取决于室的容积。例如，为了在基底110的表面上实现恒定且稳定的Mg(C5H5)2浓度，第二阶段TA2的时间为1秒至60秒，优选地为3秒至30秒，并且更优选地为5秒至20秒。然而，这取决于气体流量或者室容积。
3-1-3.第三供给步骤(p型接触层形成步骤)
在第三阶段TA3期间，再次开始供给TMG。在第三阶段TA3期间，以供给量SA2供给TMG。在连续从第二阶段TA2至第三阶段期间，以相同的供给量SB2供给Mg(C5H5)2。还以供给量SC1供给NH3。TMG供给量SA2小于第一阶段TA1期间的供给量SA1。因而，第三阶段TA3期间TMG的供给量小于第一阶段TA1期间TMG的供给量。
因此，第三阶段TA3期间的膜沉积速率低于第一阶段TA1期间的膜沉积速率。因而，在第三供给步骤中，通过供给时间容易地控制厚度，并且p型接触层190可以形成为具有期望的小的厚度。第三阶段TA3期间Mg(C5H5)2的供给量大于第一阶段TA1期间Mg(C5H5)2的供给量。然而，从第二阶段TA2的开始，供给量以阶跃函数的方式增加，在基底110的表面上Mg(C5H5)2的浓度恒定且稳定，并且不随着时间变化。因此，在生长开始时p型GaN层190的Mg浓度快速增加，从而产生期望的恒定的高浓度。
在第三供给步骤中第二原料气体与第一原料气体的供给量之比高于在第一供给步骤中第二原料气体与第一原料气体的供给量之比。即，第三阶段TA3期间Mg(C5H5)2与TMG的供给量之比高于第一阶段TA1期间Mg(C5H5)2与TMG的供给量之比。
在掺杂剂气体供给步骤中掺杂剂气体的流量高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体的流量。此外，在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体的流量高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体的流量。第三阶段TA3期间掺杂剂气体的供给量与第二阶段TA2期间掺杂剂气体的供给量相等。因此，在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的供给量之比高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的供给量之比。
在p型接触层形成步骤中基底温度落在800℃至1200℃的范围内。从第一阶段TA1至第三阶段TA3，基底温度可以保持在上述温度范围内的恒定温度处。
3-2.第二形成方法
图4为示出在第二形成方法中原料气体的供给量的时序图。第二形成方法包括第一供给步骤、第二供给步骤、以及与第一形成方法相同的第三供给步骤。这里，在第二形成方法中第一供给步骤和第三供给步骤与第一形成方法中的对应步骤相同。
在第二供给步骤中Mg(C5H5)2的供给量方面，第二形成方法不同于第一形成方法。在第二供给步骤中，以供给量SB1供给Mg(C5H5)2。即，在第一阶段TA1期间和第二阶段TA2期间，Mg(C5H5)2供给量SB1是相同的。在第二形成方法的第二供给步骤中Mg(C5H5)2供给量SB1小于第一形成方法中的情况。
在掺杂剂气体供给步骤中掺杂剂气体的流量小于在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体的流量。在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体的流量高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体的流量。
3-3.第三形成方法
图5为示出在第三形成方法中原料气体的供给量的时序图。第三形成方法包括第一供给步骤、第二供给步骤、以及与第一形成方法相同的第三供给步骤。这里，在第三形成方法中第一供给步骤和第三供给步骤与第一形成方法中的对应步骤相同。
在第二供给步骤中Mg(C5H5)2的供给量方面，第三形成方法不同于第一形成方法。在第二供给步骤中，以供给量SB3供给Mg(C5H5)2。供给量SB3大于在第三阶段TA3期间的Mg(C5H5)2供给量SB2。即，在掺杂剂气体供给步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的供给量之比高于在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的供给量之比。供给量SB3大于在第一形成方法的第二供给步骤中的Mg(C5H5)2供给量SB2。
因此，室中可以充满大量的Mg(C5H5)2及其反应气体。在第二形成方法中的p型接触层形成步骤的开始，在基底110周围Mg(C5H5)2及其反应气体的浓度相对高。
在掺杂剂气体供给步骤中掺杂剂气体的流量大于在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体的流量。在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体的流量高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体的流量。
3-4.第四形成方法
图6为示出在第四形成方法中原料气体的供给量的时序图。第四形成方法包括第一供给步骤、第二供给步骤、以及与第一形成方法相同的第三供给步骤。这里，在第四形成方法中第一供给步骤和第三供给步骤与第一形成方法中的对应步骤相同。
在第二供给步骤中Mg(C5H5)2的供给量方面，第四形成方法不同于第一形成方法。在第二供给步骤中，Mg(C5H5)2的供给量从供给量SB1逐渐增加至供给量SB2。即，在掺杂剂气体供给步骤中，掺杂剂气体的供给量随着时间推移逐渐增加。甚至在这样的情况下，也可以优选地形成具有小的厚度和高的Mg浓度的p型接触层190。
在图6中，在第二供给步骤的结尾处以供给量SB2供给Mg(C5H5)2。然而，可以在第二阶段TA2开始之后逐渐增加Mg(C5H5)2的供给量，并且可以从第二阶段TA2的中间至第二阶段TA2的结尾以恒定量SB2供给Mg(C5H5)2。
3-5.第五形成方法
图7为示出在第五形成方法中的原料气体的供给量的时序图。第五形成方法包括第一供给步骤、第二供给步骤、以及与第一形成方法相同的第三供给步骤。这里，在第五形成方法中第一供给步骤和第二供给步骤与第一形成方法中的对应步骤相同。
在第三供给步骤中TMG的供给量方面，第五形成方法不同于第一形成方法。在第三供给步骤中，以供给量SA1供给TMG。即，在第三供给步骤中TMG供给量SA1与在第一供给步骤中TMG供给量SA1相同。因此，在第三供给步骤中膜沉积速率也与第一供给步骤中膜沉积速率相同。即，在p型接触层形成步骤中第一原料气体的供给量等于在p型中间层形成步骤中第一原料气体的供给量。
3-6.第六形成方法
图8为示出在第六形成方法中的原料气体的供给量的时序图。第六形成方法包括第一供给步骤、第二供给步骤、以及与第一形成方法相同的第三供给步骤。这里，在第六形成方法中第一供给步骤和第三供给步骤与第一形成方法中的对应步骤相同。
在第二供给步骤中NH3的供给量方面，第六形成方法不同于第一形成方法。在第六形成方法中，在第二供给步骤中即第二阶段TA2期间，不供给NH3。因为在第二供给步骤中不生长p型GaN，所以可以停止供给NH3。换言之，在p型中间层形成步骤和p型接触层形成步骤中供给包含N的第三原料气体，并且在掺杂剂气体供给步骤中停止供给第三原料气体。从而，可以减少NH3的使用。即，在p型中间层形成步骤和p型接触层形成步骤中供给包含氮原子的第三原料气体，并且在掺杂剂气体供给步骤中停止供给第三原料气体。
3-7.从第一形成方法至第六形成方法
如上所述，从第一形成方法至第六形成方法，在掺杂剂气体供给步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的摩尔比高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的摩尔比。此外，在p型接触层形成步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的摩尔比高于在p型中间层形成步骤中掺杂剂气体与第一原料气体的摩尔比。
4.用于形成半导体发光器件的方法
下面将描述用于制造根据实施方案的发光器件100的方法。在本实施方案中，通过基于金属有机化学气相沉积(MOCVD)的外延生长形成半导体晶体层。因此，制造方法包括下面的步骤：形成n型半导体层的n型半导体层形成步骤；在n型半导体层上形成发光层的发光层形成步骤；在发光层上形成p型半导体层的p型半导体层形成步骤；在p型半导体层上形成p电极的p电极形成步骤；和在n型半导体层上形成n电极的n电极形成步骤。p型半导体层形成步骤包括下面的步骤：p型覆层形成步骤，所述p型覆层形成步骤通过供给包含至少第III族元素的第一原料气体和掺杂剂气体在发光层上形成p型覆层；p型中间层形成步骤，所述p型中间层形成步骤通过供给第一原料气体和掺杂剂气体在p型覆层上形成p型中间层；掺杂剂气体供给步骤，所述掺杂剂气体供给步骤在p型中间层形成步骤之后供给掺杂剂气体同时停止供给第一原料气体；以及p型接触层形成步骤，所述p型接触层形成步骤在掺杂剂气体供给步骤之后通过供给第一原料气体和掺杂剂气体在p型中间层上形成p型接触层。包含N的第三原料气体持续在所有的步骤中流过。
p型半导体层形成步骤包括下面的步骤：p型中间层形成步骤，所述p型中间层形成步骤通过供给包含至少Ga的第一原料气体和包含Mg的掺杂剂气体形成p型中间层；掺杂剂气体供给步骤，所述掺杂剂气体供给步骤供给掺杂剂气体同时停止供给第一原料气体；以及p型接触层形成步骤，所述p型接触层形成步骤通过供给至少第一原料气体和掺杂剂气体形成p型接触层。
在半导体层的生长中所使用的载气的实例包括氢气(H2)、氮气(N2)、以及氢气与氮气的混合物(H2+N2)。除非在之后描述的步骤中另有说明，否则可以使用任何载气。使用氨气(NH3)作为氮源，并且使用三甲基镓(Ga(CH3)3:“TMG”)作为镓源。使用三甲基铟(In(CH3)3:“TMI”)作为铟源，并且使用三甲基铝(Al(CH3)3:“TMA”)作为铝源。使用硅烷(SiH4)作为n型掺杂剂气体，以及使用双(环戊二烯)镁(Mg(C5H5)2：下文中，称为“Cp2Mg”)作为p型掺杂剂气体。
4-1.n型半导体层形成步骤
4-1-1.n型接触层形成步骤
首先，用氢气清洗基底110。然后，在基底110的主表面上形成缓冲层120，并且在供给硅烷(SiH4)的情况下在缓冲层120上形成n型接触层130。在上述层形成期间，基底温度为1000℃至1200℃。
4-1-2.n侧ESD层形成步骤
随后，在n型接触层130上形成n侧ESD层140。为了形成i-GaN层，停止供给硅烷(SiH4)。在该步骤中，基底温度为例如750℃至950℃。然后，为了形成n型GaN，再次开始供给硅烷(SiH4)。在随后的步骤中，基底温度为750℃至950℃，该温度范围与形成i-GaN层所使用的温度范围相同。
4-1-3.n侧超晶格层形成步骤
然后，在n侧ESD层140上形成n侧超晶格层150。在一个具体方式中，重复地沉积InGaN层和n型GaN层。在该步骤中，基底温度为例如700℃至950℃。
4-2.发光层形成步骤
在n侧超晶格层150上形成发光层160。在一个具体方式中，重复地沉积InGaN层、GaN层和AlGaN层。在该步骤中，基底温度为例如700℃至900℃。
4-3.p型半导体层形成步骤
4-3-1.p侧超晶格层形成步骤(p型覆层形成步骤)
在发光层160上形成p侧超晶格层170。在一个具体方式中，重复地沉积p型GaN层、p型AlGaN层和p型InGaN层。可以使用双(环戊二烯)镁(Mg(C5H5)2)作为p型掺杂气体。从而获得在图9中所示出的层状结构。
4-3-2.p型中间层形成步骤
在p型中间层形成步骤和p型接触层形成步骤中，使用上述第一形成方法至第六形成方法中的任何一个。p型中间层形成步骤包括在p侧超晶格层170上形成第一p型中间层的步骤，以及在第一p型中间层上形成第二p型中间层的步骤。
在该步骤中，在p侧超晶格层170上形成第一p型GaN层181。在形成第一p型GaN层181时，不供给p型掺杂剂气体。然而，第一p型GaN层181通过在形成p侧超晶格层时使用的掺杂剂气体的记忆效应掺杂有Mg。然后，在第一p型GaN层181上形成第二p型GaN层182。在形成第二p型GaN层182时，供给p型掺杂剂气体。
随后，在形成p型中间层180时，供给至少氮气作为载气。例如，使用氢气与氮气的混合物(H2+N2)。在该载气中氮原子的摩尔比在20％至80％的范围内，优选地在30％至80％的范围内，更优选地在40％至70％的范围内。
氢气促进组成原子的迁移，从而提高层的表面平坦度。然而，氢气有时被结合在晶体中并且与Mg结合。在这种情况下，氢气抑制Mg的活化。相反，氮气抑制晶体的分解，从而防止氮原子从晶体脱附。
4-3-3.p型接触层形成步骤
在p型中间层180上形成p型接触层190。供给至少氢气作为载气，从而提高p型接触层190的表面平坦度。将基底温度调节为落在800℃至1200℃的范围内。通过这个步骤，在基底110上沉积如图10所示的这些半导体层。
4-4.电极形成步骤
然后，在p型接触层190上形成p电极P1。如图11所示，通过激光辐射或蚀刻从p型接触层190侧部分地去除半导体层，从而露出n型接触层130。然后，在由此露出的区上形成n电极N1。可以执行p电极P1形成步骤和n电极N1形成步骤中的任一个。
4-5.其他步骤
除了前述步骤之外，可以执行另外的步骤，例如用保护膜覆盖器件的步骤和热处理步骤。以这样的方式，制造如图1所示的发光器件100。
5.本发明实施方案的效果
用于制造本发明实施方案的半导体发光器件100的方法包括第一阶段TA1与第三阶段TA3之间的第二阶段TA2，在第二阶段TA2中停止半导体层的沉积并且供给掺杂剂气体。通过该制造方法制造的发光器件100的p型接触层190具有小的厚度和高Mg浓度。因而，在p型接触层190与p电极P1之间形成了使得容易隧穿的薄的肖特基势垒。即，发光器件100的驱动电压低于传统发光器件的驱动电压。
在用于制造根据本实施方案的半导体发光器件100的方法中，在第三供给步骤中可以充分地降低沉积速率。因此，容易调节发光器件100的p型接触层190的厚度。因此，多个发光器件之间的驱动电压的偏差小于传统发光器件之间的驱动电压的偏差。
6.变化方案
6-1.组合
在实施方案1中，描述了第一形成方法至第六形成方法的p型层形成步骤。这些方法可以自由地组合。
6-2.基底温度
在实施方案1中，在p型层形成步骤中基底温度恒定。然而，在p型层形成步骤期间，基底温度可以升高。例如，在第二阶段TA2期间基底温度升高。从而，Mg容易地结合到p型接触层190中。基底温度优选地在800℃至1200℃的范围内。
6-3.p型层的重复形成
可以重复地形成实施方案1的第一p型GaN层181、第二p型GaN层182和p型接触层190。重复的数目在2至100的范围内。
6-4.倒装芯片型、基底剥离型
在本实施方案中，本发明被应用于面朝上型发光器件100。然而，不必说，本发明可以应用于在基底上具有光抽取面的倒装芯片型发光器件或者通过基底剥离生成的发光器件。
6-5.p型中间层的数目
在本实施方案中，p型中间层180包括第一p型GaN层181和第二p型GaN层182的两个层。然而，p型中间层180可以包括一层或不少于三层。
6-6.p型中间层的类型
在本实施方案中，p型中间层180是通过沉积第一p型GaN层181和第二p型GaN层182形成的。然而，p型中间层180可以由除了p型GaN之外的p型第III族氮化物半导体形成。
7.本实施方案的总结
如上所述，根据本实施方案的发光器件100具有厚度小和Mg浓度高的p型接触层190。因此，p电极P1与p型接触层190之间的接触电阻小，从而实现了具有低驱动电压的半导体发光器件。
用于制造根据本实施方案的半导体发光器件的方法具有第二阶段TA2。通过调节第二阶段TA2的时长或者第二阶段TA2期间的供给量容易控制p型接触层190的Mg浓度。
上述实施方案仅为示例。因此，不必说，在不脱离本发明的范围的情况下可以做出各种更改方案和变化方案。该分层产品的结构不一定限于附图中所示出的一个结构。例如，可以选择任何层状结构，或者可以确定任何数目的层单元用于形成每个层。不一定通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)进行晶体生长，可以使用利用载气的任何其他的晶体生长方法。
实施例
1.驱动电压
1-1.样品的制备
通过本实施方案中所描述的第一形成方法制备p型中间层180和p型接触层190。更具体地，制备其中在第二供给步骤中第二阶段TA2的长度变化的半导体发光器件。测量关于在不同长度的第二阶段TA2的情况下制成的发光器件的驱动电压。
1-2.实验结果
图12是示出第二供给阶段的时间长度与驱动电压之间的关系的图。图12的横轴示出第二供给时间，并且纵轴示出驱动电压。在图12中，绘出了在第二供给时间为0秒时被定义为1(参考值)的驱动电压的相对值。
如图12所示，在第二供给时间为10秒时，驱动电压为0.993。即，通过执行第二供给步骤仅10秒，驱动电压减少了0.7％。此外，在第二供给时间为20秒时，驱动电压为0.998。即，通过执行第二供给步骤仅20秒，驱动电压减少了0.2％。用这样的方法，通过执行第二供给步骤提高了驱动电压。
从图12中可以清楚看出，第二供给步骤被执行仅20秒的发光器件的驱动电压高于第二供给步骤被执行仅10秒的发光器件的驱动电压。据认为这是因为随着第二供给步骤中第二阶段TA2的长度的增加，p型接触层190的Mg浓度过度增加，从而使晶体质量稍微劣化。此外，p型接触层190的Mg浓度还取决于：在第一供给步骤中包含Mg的掺杂剂气体的供给浓度和第一阶段TA1的长度；在第三供给步骤即p型接触层形成步骤中包含Mg的掺杂剂气体的供给浓度；以及第二供给步骤的第二阶段TA2的长度。然而，为了有效地实现对于非常薄的p型接触层190的期望的Mg浓度，可以适当地调节第二阶段TA2或者Mg(C5H5)2的供给量SB2和SB3。这些数值不限于具体值。然而，为了缩短循环时间并且提高生产效率，第二阶段TA2的时间为1秒至60秒，优选地为3秒至30秒，更优选地为5秒至20秒。
2.静电击穿电压
2-1.样品的制备
以与上面的驱动电压的实验相同的方法制备实验样品。
2-2.实验结果
图13是示出第二供给时间与关于ESD(静电放电)的评估的合格产品的良品率(yieldratio)(在下文中仅被称为“ESD良品率”)之间的关系的图。图13的横轴示出第二供给步骤的时间长度，并且图13的纵轴示出ESD良品率。
如图13所示，在第二供给步骤的时间长度为0秒的情况下，ESD良品率为0.897。在第二供给步骤的时间长度为10秒的情况下，ESD良品率为0.982。在第二供给步骤的时间长度为20秒的情况下，ESD良品率为0.974。
因而，在第二供给步骤的时间长度为10秒的情况下，ESD良品率提高了0.085(8.5％)。在第二供给步骤的时间长度为20秒的情况下，ESD良品率提高了0.077(7.7％)。
在ESD测试中在第二供给步骤的时间长度为10秒或20秒的任一情况下，ESD良品率被提高到相同的程度。然而，其中第二供给步骤的时间长度为10秒的发光器件的ESD良品率比其中第二供给步骤的时间长度为20秒的发光器件的ESD良品率提高得更多。
随着第二供给步骤的第二阶段TA2的长度的增加，p型接触层190的Mg浓度过度增加。这使p型接触层190的结晶性劣化，并且降低了静电击穿电压。p型接触层190的Mg浓度取决于：在第一供给步骤中包含Mg的掺杂剂气体的供给浓度和第一阶段TA1的长度；在p型接触层形成步骤中包含Mg的掺杂剂气体的供给浓度；以及第二供给步骤的第二阶段TA2的长度。然而，为了有效地实现p型接触层190的期望的Mg浓度，可以适当地调节第二阶段TA2或者Mg(C5H5)2的供给量SB2和SB3。这些数值不限于具体值。然而，为了缩短循环时间并且提高生产效率，第二阶段TA2的时间为1秒至60秒，优选地为3秒至30秒，更优选地为5秒至20秒。
3.p型接触层的Mg浓度
3-1.样品的制备
首先，在蓝宝石基底上形成与缓冲层120、n型接触层130、n侧ESD层140、n侧超晶格层150、发光层160和p侧超晶格层170对应的半导体层。随后，通过在实施方案中所描述的第一形成方法在其上形成与p型中间层180和p型接触层190对应的半导体层。更具体地，制备其中第二供给步骤中第二阶段TA2的长度为10秒(实施例)和0秒(比较例)的样品。第三阶段TA3的长度是变化的。制备具有不同厚度的p型接触层的多个样品。第三阶段TA3的长度变化意味着p型接触层的厚度变化。
3-2.测量方法
对于通过使第二阶段TA2和第三阶段TA3的长度变化而制备的样品，利用辉光放电光谱仪(GDS)测量p型接触层中所包含的Mg浓度。
3-3.实验结果
表1示出了实验的结果。在实施例中，执行掺杂剂气体供给步骤(第二供给步骤)。在比较例中，不执行掺杂剂气体供给步骤(第二供给步骤)。在实施例1的情况下，利用GDS测量的Mg浓度被定义为1(参考值)(实施例1的值被归一化)。在实施例1中，p型接触层的厚度被设置为，并且执行掺杂剂气体供给步骤(第二供给步骤)10秒。
如表1所示，在实施例1至4中，Mg浓度(相对值)为1或者更高。另一方面，在比较例1至6中，Mg浓度(相对值)小于1。即，在其中执行了掺杂剂气体供给步骤的实施例1至4中的Mg浓度高于在比较例1至6中的Mg浓度。换言之，通过执行掺杂剂气体供给步骤，提高了结合到p型接触层中的Mg的程度。
图14是示出表1中的p型接触层的厚度与p型接触层的Mg浓度之间的关系的图。如图14所示，在比较例中，在p型接触层的厚度薄的范围内，Mg浓度不那么高。随着p型接触层的厚度增加，Mg浓度增加。在比较例中，在p型接触层形成步骤的最初阶段Mg难以结合到p型接触层中。随着生长的进行，厚度增加，并且因而p型接触层的Mg浓度增加。
在比较例中，在p型接触层的厚度不大于的情况下，p型接触层的稍有不同的厚度影响Mg浓度。因此，由于p型接触层的取决于制造条件的特征而容易发生分散。因此，在比较例中，在p型接触层的厚度不大于的情况下，难以调节Mg浓度。这样的分散使得器件特征不稳定。如图14所示，为了获得具有高的Mg浓度的p型接触层，需要特定的厚度。因而，为了获得具有足够的Mg浓度的p型接触层，p型接触层必须被设计为使得其厚度增加。随着p型接触层的厚度增加，p型接触层的电阻增加。
如图14所示，在实施例1至4中的p型接触层的Mg浓度不依赖于p型接触层的厚度，并且几乎恒定。在实施例1至4中的p型接触层的Mg浓度充分地高于在比较例1至6中的p型接触层的Mg浓度。在其中p型接触层的厚度不小于并且不大于的范围内，在实施例和比较例之间Mg浓度存在差异。在其中p型接触层的厚度不小于并且不大于的范围内，在实施例和比较例之间Mg浓度的差异相对大。在其中p型接触层的厚度不小于并且不大于的范围内，在实施例和比较例之间Mg浓度的差异极大。
因而，通过使用在实施方案中所描述的用于制造半导体发光器件的方法可以形成具有充分小的厚度和足够高的Mg浓度的p型接触层。因此，
根据实施方案的发光器件100的驱动电压足够低。
[表1]
3-4.Mg浓度变化率
在比较例中P型接触层的Mg浓度变化率为约1×1018(cm-3·nm-1)。另一方面，在实施例中P型接触层的Mg浓度变化率为约5×1018(cm-3·nm-1)。此外，通过改变掺杂剂气体供给步骤和p型接触层形成步骤的条件可以将Mg浓度变化率调节至最高达1×1020(cm-3·nm-1)。用于增加Mg浓度变化率的条件包括增加第二阶段TA2的长度；增加第二阶段TA2的掺杂剂气体的供给量SB2和SB3；在第二阶段TA2中停止供给TMG；以及在第三阶段TA3中降低TMG的供给量SA2。P型接触层的Mg浓度在1×1020/cm3至1×1022/cm3的范围内。

Claims (16)

1.一种用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，所述方法包括：
形成n型半导体层；
在所述n型半导体层上形成发光层；以及
在所述发光层上形成p型半导体层；
其中所述形成p型半导体层包括：
通过供给掺杂剂气体和包含至少第III族元素的第一原料气体，在所述发光层上形成p型覆层；
在第一阶段中通过供给所述第一原料气体和所述掺杂剂气体，在所述p型覆层上形成p型中间层；以及
在第二阶段中供给所述掺杂剂气体同时停止供给所述第一原料气体或者减少所述第一原料气体的供给量，使得在形成所述p型中间层之后所述第III族氮化物半导体不生长；以及
在所述第二阶段中供给所述掺杂剂气体之后的第三阶段中通过供给所述第一原料气体和所述掺杂剂气体，在所述p型中间层上形成p型接触层。
2.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中在所述第二阶段供给所述掺杂剂气体时所述掺杂剂气体与所述第一原料气体的摩尔比高于在形成所述p型中间层时所述掺杂剂气体与所述第一原料气体的摩尔比。
3.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中在形成所述p型接触层时所述掺杂剂气体与所述第一原料气体的摩尔比高于在形成所述p型中间层时所述掺杂剂气体与所述第一原料气体的摩尔比。
4.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中在所述第二阶段中供给所述掺杂剂气体时所述掺杂剂气体的流量高于在形成所述p型中间层时所述掺杂剂气体的流量，在形成所述p型接触层时所述掺杂剂气体的流量高于在形成所述p型中间层时所述掺杂剂气体的流量。
5.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中在所述第二阶段中供给所述掺杂剂气体时所述掺杂剂气体的流量低于在形成所述p型接触层时所述掺杂剂气体的流量，在形成所述p型接触层时所述掺杂剂气体的流量高于在形成所述p型中间层时所述掺杂剂气体的流量。
6.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中在所述第二阶段中供给所述掺杂剂气体时所述掺杂剂气体的流量高于在形成所述p型接触层时所述掺杂剂气体的流量，在形成所述p型接触层时所述掺杂剂气体的流量高于在形成所述p型中间层时所述掺杂剂气体的流量。
7.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中在所述第二阶段中供给所述掺杂剂气体时所述掺杂剂气体的供给量逐渐增加。
8.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中在形成所述p型接触层时所述第一原料气体的供给量等于在形成所述p型中间层时所述第一原料气体的供给量。
9.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中在形成所述p型中间层和形成所述p型接触层时供给包含氮原子的第三原料气体，在所述第二阶段中供给所述掺杂剂气体时停止供给所述第三原料气体。
10.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中形成所述p型中间层包括：在所述p型覆层上形成第一p型中间层；以及在所述第一p型中间层上形成第二p型中间层。
11.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中在所述第二阶段中供给所述掺杂剂气体在1秒至60秒的范围内被执行。
12.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中所述第一原料气体是包含作为第III族元素的镓原子的气体，并且所述掺杂剂气体是包含镁原子的气体。
13.根据权利要求1所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中在形成所述p型中间层时供给至少氮气作为载气，并且在所述载气中氮原子的摩尔比在30％至80％的范围内。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中在接近所述第二阶段的开始时所述掺杂剂气体的流量以阶跃函数的方式增加。
15.根据权利要求14所述的用于制造第III族氮化物半导体发光器件的方法，其中以阶跃函数的方式已增加的所述掺杂剂气体的流量在所述第二阶段和所述第三阶段中保持不变。
16.一种第III族氮化物半导体发光器件，包括：
n型半导体层；
在所述n型半导体层上的发光层；
在所述发光层上的p型半导体层；以及
在所述p型半导体层上的p电极；
其中所述p型半导体层包括接触所述p电极的p型接触层和接触所述p型接触层的p型中间层；
所述p型接触层的厚度为0.5nm至50nm；以及
在所述p型接触层中，从所述p型中间层的接触表面至所述p电极的接触表面的Mg浓度变化率X在下面的范围内：
5×1018≤X≤1×1020
X：Mg浓度变化率(cm-3·nm-1)。
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