TW200952218A - Compound semiconductor substrate, light emitting element using compound semiconductor substrate, and method for manufacturing compound semiconductor substrate - Google Patents
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200952218 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種化合物半導體基板、使用此基板 而成的發光元件以及化合物半導體基板的製造方法，具體 上’是有關於一種能夠製造出高亮度且可提升導電性的發 光元件之化合物半導體基板、使用此基板而成的發光元件 以及化合物半導體基板的製造方法。 ❹ 【先前技術】 先前已知有在GaAs單晶基板上’形成發光層部與電 流擴散層而成之發光元件。 例如’已知在GaAs單晶基板上，形成由AlGalnP所 構成的發光層部與由GaP所構成的電流擴散層（以下，亦 有簡稱GaP層之情形）之發光元件。該Gap電流擴散層， 其發光層部側是藉由有機金屬氣相磊晶成長法（MeUl ❹ Organs Vapor Phase Epitaxy 法、以下簡稱為 M〇VPE 法） 較薄地形成後，藉由氫化物氣相磊晶成長法（Hydride Vapor Phase Epitaxy法、以下簡稱為HvpE法），例如有 將GaP磊晶層成長至整體為2〇〇微米左右的厚度之情形。 而且’為了實現由AlGalnP所構成的發光元件之高亮 度化，先前已知有將光吸收性的GaAs單晶基板除去並接 合光透射性的GaP基板之發光元件。 又，亦有揭示一種技術（參照美國專利第5,〇〇8,718號 200952218 么報）’疋除去GaAs单日日基板後’蟲晶成長Gap層來代 替接合GaP基板。 【發明内容】 * 在先前技術’為了達成高亮度化，接合GaP基板之技 - 術時’是隨著製程的複雜化而有製造成本變高之問題，並 且有接合部剝離之問題。 φ 又，磊晶成長GaP層來代替接合之技術時，雖然消除 了成本或剝離之問題，但是由於在發光元件通電時導電性 變差，會有消耗電力增加之問題。 本發明疋為了解決前述課題而進行，其目的是提供一 種化合物半導體基板，針對代替GaAs基板之磊晶成長有 GaP層而形成的化合物半導體基板，其在發光元件通電時 的導電度良好；以及提供一種使用此基板而成的發光元件 以及化合物半導體基板的製造方法。為了解決前述課題， 〇 本發明是提供一種化合物半導體基板，其特徵在於·· 是至少具備發光層、第一電流擴散層及第二電流擴散 層之化合物半導體基板；該發光層，具有由A1Gainp所構 成的第一導電型包覆層（clad layer)、活性層及第二導電型 包覆層；該第一電流擴散層是形成於該發光層的一側之主 表面側；而該第二電流擴散層是形成於前述發光層的另一 側之主表面側；其中，在前述發光層與前述第二電流擴散 層之間，形成有能帶隙（band gap)比前述第一導電型包覆 層小之（AlxGai-〇yIni-y p(0 各 1、0<yg 1)層。 4 200952218 如此’本發明的化合物半導體基板，是在發光層的第 一導電型包覆層與第二電流擴散層之間，形成有由能帶隙 比由 AlGalnP所構成的第一導電型包覆層小之 (AlxGai.x)yIn丨.y Ρ(〇 $ X $ 1、〇<y $ 1)層（以下亦記載為 AlGalnP下部層）。 若直接連接發光層（第一導電型包覆層）與第二電流 擴散層，則由於存在於其連接界面之能量障壁，導電度變 _ 差而致使消耗電力增加，但是藉由在發光層與第二電流擴 散層之間，設置能帶隙比第一導電型包覆層小之AlGalnP 下部層，能夠減少在第一導電型包覆層與第二電流擴散層 之間之能量障壁。而且，在發光元件通電流時的導電性良 好，藉此，成為一種化合物半導體基板，能夠形成可實現 高亮度化及減少消耗電力的發光元件。 又，前述第一電流擴散層及前述第二電流擴散層，較 佳疋藉由蠢晶成長所形成。 ® 如此，藉由設成以磊晶成長來形成第一及第二電流擴 散層，相較於藉由貼合而形成者，不容易剝落且能夠減少 在第一導電型包覆層與第二電流擴散層之間、以及在第二 導電型包覆層與第-電流擴散層之間之不純物量，藉此， 作為發光元件而施加電流時，能夠更降低正向電壓。 又前述第一電流擴散層及前述第二電流擴散層，較 佳是由GaP或GaAsP所構成。 如此，利用將第一及筮_ ^ 及第一電流擴散層’設成是由光透 過性的GaP或GaAsP # 士隹丄、 飞A P所構成，則能夠更提高發光元件的 5 200952218 亮度。 又’前述（AlxGai-OylnuPWS 1、0<yS 1)層，較佳 疋其b日格常.數，晶格匹配於GaAs。 如此，AlGalnP下部層的晶格常數，若是晶格匹配 於GaAs晶格時，例如磊晶成長而形成AlGalnP下部層 時’能夠安定地在GaAs基板上形成。 又，前述（AlxGahhli^-yPWS 1、0<y$ 1)層，較佳 是其混晶比X滿足X $ 0.1的關係。 如此’藉由將AlGalnP下部層的A1的混晶比X設為 〇. 1以下’能夠作成導電性更佳的化合物半導體基板，因 此能夠進一步抑制消耗電力。 又，前述（AlxGai.x)yIni.yP(〇S 1、0<y$ 1)層，較佳 是其混晶比X能夠滿足χ=〇之關係。 而且’利用將AlGalnP下部層的A1的混晶比X設為 0’能夠作成一種導電性極佳的化合物半導體基板。 又’本發明是提供一種發光元件，其特徵在於：使用 本發明所記载的化合物半導體基板而被製造出來。 如此’使用前述化合物半導體基板而被製造出來之發 光兀件’能夠作成高亮度且導電性良好，並能抑制消耗電 力。 又’本發明是提供一種化合物半導體基板的製造方 法’其特徵在於至少具有： 在GaAs基板上，使能帶隙（band gap)比在後面形成的 第導電型包覆層小之（AlxGarJyln丨.y ρ(〇 $ 1、〇<y $ 200952218 1)層’蟲晶成長之製程； 在該（AlxGai.x)yIn丨-y P(0 客 1、〇<y$ 〇層的主表 面，依照以下順序磊晶成長由A1GaInP所構成的第一導電 型包覆層、活性層及第二導電型包覆層，來形成發光層之 製程； 在該發光層的主表面，使第一電流擴散層氣相成長之 製程； ❹ 除去前述GaAs基板之製程；以及 在已除去該GaAs基板側的前述（八丨山心χΜηι y p(〇s XS1、〇<y$l)層的主表面，磊晶成長第二電流擴散層之 製程》 如此，在GaAs基板上，使能帶隙（band gapHt第一導 電型包覆層小之A1GaInP τ部層，蟲晶成長，且在除去 GaAs基板後，使第二電流擴散層在AiGainp下部層的表 面上成長❶藉此，能夠降低在第二電流擴散層的蟲晶成長 ®界面所產生的能量障壁，因此，能夠製造出一種導電性良 好的發光元件用之化合物半導體基板。 又，前述第一電流擴散層及第二電流擴散層，較佳是 設為由GaP或GaAsP所構成。 如此’藉由將GaP或GaAsP作為第一電流擴散層及 第二電流擴散層而使其氣相成長，能夠將該電流擴散層作 成光透過性，藉此，能夠製造出一種更高亮度的發光元件 用之化合物半導體基板。 200952218 是作成晶格匹配於前述GaAs基板。 如此，藉由AlGalnP下部層的晶格常數，是作成晶格 匹配於GaAs基板，能夠在GaAs&板上安定地蟲晶成長 AlGalnP下部層。 是以其混晶比X滿足X各(M的方式，來使其義晶成長。 如此，藉由將A1的混晶比χ設為〇1以下來磊晶 Φ ❹ 成長AlGalnP下料，其導電性更為良好，亦即㈣提# -種發光元件用之化合物半導體基板的製造方法，該發光 元件可抑制消耗電力。 又，前述（AUGaWWMdD叫層，較佳 是以其混晶比X滿足x=0的方式，來使其蠢晶成長為佳。 而且，藉由將A1的混晶比，設為〇,來蟲晶成長 剔#下部層，能夠製造出—種導電性非常良好的化合 物半導體基板。 如上述說明’本發明的化合物半導體基板，藉由在發 光層(第一導電型包覆層)與第二電流擴散層之間，設置能 帶隙㈣㈣）比前述第—導電型包覆層小之鳩⑽下 部層，能夠降低在第一導雪丨句 導電型包覆層與第二電流擴散層的 界面所產生的能量障壁，因而，能夠成為一種在發光元件 通電流時的導電性自π X , 电Γ艮好之化合物半導體基板。 200952218 【實施方式】 以下，具體地說明本發明。 如前述，針對一種代替GaAs基板之之磊晶成長有 GaP層而形成的化合物半導體基板，其在發光元件通電時 的導電度良好之化合物半導體基板、使用此基板而成的發 光元件以及化合物半導體基板的製造方法，是有待開發。 因此，本發明人，在將光吸收性的GaAs單晶基板除去並 磊晶成長光透過性的GaP層時，對於作為發光元件並通 電時導電性變差的原因，進行重複專心研討時，發現在發 光層的第一導電型包覆層上，直接磊晶成長第二電流擴散 層而成之化合物半導體基板，由於在成長界面產生的能量 障壁，致使導電度變差。 關於此問題之解決手段’本發明人進一步重複專心研 討的結果，發現當磊晶成長來形成第二電流擴散層時，藉 由在能帶隙（band gap)比前述第一導電型包覆層小之 ❿ A1GaInP下部層上，形成第二電流擴散層’能夠降低在第 一導電型包覆層與第二電流擴散層之間所產生的能量障 壁，而完成了本發明。 以下，參照第1圖、2圖來詳細地說明本發明，但是 本發明是未限定於這些說明。第1圖是表示本發明的化合 物半導體基板之一個例子之概略圖。 本發明的化合物半導體基板10，是至少具有η型的 第二電流擴散層 18、（AlxGai.JylrM-yPCO S X g 1、〇<y $ l)(AlGaInP下部層）14、發光層15及p型的第一電流擴散 9 200952218 層17。其中，發光層15是至少由第一導電型包覆層化型 AlGalnP包覆層，由AlGalnP所構成）15a、活性層（主動 層）15b及第二導電型包覆層（p型AlGalnP包覆層）i5c所 構成。又，第一電流擴散層17，在第二導電型包覆層l5c 側，具有P型Gap連接層16。 而且，（AlxGat.JyliH-yPCOS 1、〇<y^ 1)層 ，是 能帶隙比第一導電型包覆層15a小者。 ❹ 為 了使該（AUGabjJylm.yPCOg 1、〇<y $ 1)層 μ 的 能帶隙’比第一導電型包覆層1 5 a的能帶隙小，例如能夠 藉由使由AlGalnP所構成的第一導電型包覆層 (AlaGahdbli^.bPiOS 卜 〇<b$ 1)之 A1 的混晶比 a 及 ιη 的混晶比 b、與（AlxGabjJyInbyPCO g X g 1、〇<y g 1)層 14 之A1的混晶比χ及in的混晶比y之關係，為滿足a>x、 b=y者來達成。在此，雖然亦能夠藉由改變in的混晶比· 使其為b>y來減小能帶隙，但是由於晶格常數變為不符合 ® 之緣故’因此以不改變In的混晶比而改變A1的混晶比為 佳。 如此’化合物半導體基板1 〇，作成在第二電流擴散 層18與第一導電型包覆層15a之間，具有能帶隙比第一 導電型包覆層15a小的AlGalnP下部層14的結構，相較 於第二電流擴散層與第一導電型包覆層是直接連接之基 板’能夠減小存在於其連接界面的能量障壁。藉此，作為 發光元件而施加電流時能夠降低正向電壓，能夠作成可減 少消耗電力之化合物半導體基板。 10 200952218 在此，第一電流擴散層17及第二電流擴散層18，能 夠藉由蟲晶成長來形成。 如此將第&第—電流擴散層，胃& $ ^ & n #彡 成藉此，相較於藉由貼合而形成時之化合物半導體基 板，能夠使該層變為不容易剥落。又，能夠減少在第一導 電型包覆層與第二電流擴散層之間、以及在第二導電型包 覆層與第-電流擴散層之間之不純物量，藉此，作為發光 ❹ 元件而施加電流時能夠抑制正向電壓增加，亦即能夠使導 電度變為更良好。 又，第一電流擴散層17及第二電流擴散層18，能夠 是由GaP或GaAsP所構成者。 藉由將帛—t流擴散層或第流擴散層設為使光 線透過的GaP < GaAsP，因為從活性層所發出的光線不 會被該電流擴散層吸收而能夠往發光元件外放出，所以能 夠作成使發光亮度更強者。 又，AlGalnP下部層14的晶格常數，能夠作成晶格 匹配於GaAs 〇
AlGalnP下部層的晶格常數，若是與GaAs晶格匹配， 例如GaAs基板上藉由磊晶成長而形成A1GaInP下部層 時’能夠安定地使其成長’又，能夠作成結晶性良好者。 而且，AlGalnP 下部層（（AlxGai x)yIni yP(〇$ 丄、〇<y $ 1)層）14 ’其A1的混晶比x為滿足x $ 〇 ·丨的關係者，以 x=〇為更佳。 藉由作成上述般的混晶比的AlGalnP下部層，因為能 200952218 夠更減小第二電流擴散層與第一導電型包覆層之間之能 量障壁，能夠能作成導電性更佳者，藉此，成為能夠一種 化合物半導體基板，可做出能夠進一步地減少消耗電力的 發光元件。 此種本發明的化合物半導體基板，能夠藉由以下所例 不之化合物半導體基板的製造方法來製造，當然未限定於 此方法。在此，第2圖是表示本發明的化合物半導體基板 的製造方法之一個例子之製造流程。 (製程1) 首先，如第2圖所示之製程丨，先準備作為成長用單 晶基板之η型GaAs基板丨丨，洗淨後放入M〇VpE的反應 器中。 (製程2) 接著，如製程2所示，在先前放入的GaAs基板i j 上，磊晶成長η型GaAs緩衝層12、以及n型A1InP蝕刻 ❹ 中止層13。 (製程3) 接著，如製程3所示，在AllnP蚀刻中止層 的表面上，藉由MOVPE法，磊晶成長10奈米以上、！ 微米以下（例如1〇〇奈米）之（AlxGai x)yIni yP(〇gxg卜〇<y s 1)層（AlGalnP下部層）14。此時，AlGalnP下部層14是 作成其能帶隙比在以下製程4所成長的第一導電型包覆 層1 5a小之組成。作為減小能帶隙之組成，相.較於第一導 電型包覆層，雖然亦能夠增加In的混晶比，但是由於晶 12 200952218 格常數變為不匹配之緣故，因此以不改變in的遙晶比而 減小A1的混晶比為佳。 例如將第一導電型包覆層l5a的組成，設為 (Al〇.7Ga〇 3)〇 5ιη〇 5p 時，A1GaInp 下部層 μ，是利用使 In 的混晶比為〇.5且使A1的混晶比X小於〇·7，以0.1以下 為佳更佳是使A1的比率為0，而能夠使能帶隙比第一 導電型包覆層小。 ❹ 如此，A1GaInP下部層14，能夠使A1的混晶比x為 0· 1以下，更佳是能夠使A1的的比率為。
藉由在GaAs基板上遙晶成長此種混晶比的AiGalnP 下4層，因為能夠更降低在後面所形成的第二電流擴散層 18與第-導電型包覆層15a之間之能量障壁，所以能作 出導電性更良好的化合物半導體基板。藉此，能夠製造出 一種可進一步減少消耗電力之發光元件用的化合物半導 體基板。 ® 又，A1GaInP /部層14的晶格常數，能夠作成晶格 匹齡於GaAs基板11。 若GaAs基板與A1GaInP下部層晶格匹配時，磊晶成 長AlGalnP下部層時，能夠安定地使其成長，又，能夠作 成結晶性良好者。 (製程4) 接著，如製程4所示，在AlGalnP下部層14的表面 上，依照以下順序並利用MOVPE法磊晶形成n型的第一 導電型包覆層15 a、活性層15b及ρ型的第二導電型包覆 13 200952218 層15c來形成發光層15。各層的厚度’可使第一導電型 包覆層15a為0.8微米以上、4微米以下（例如i微米）， 使活性層15b為0.4微米以上、2微米以π , , Λ , y 1破本u下（例如0.6微 米），使第二導電型包覆層15c為〇·8微米以上、4微米以 下（例如1微米）。 ❹ 此時，各層的AlGalnP之組成比率，例如能夠將第一 導電型包覆層15a設為（Alo^Gao Jo sin^ sp，將活性層 設為（Al0」Ga〇9)〇 5In〇.5；P，將第二導電型包覆層isc設為 (Al^Ga^UnuP。當然，這些層的組成比率是未限定 於上述比例，而能夠適當地決定。 (製程5) 接著，如製程5所示，在第二導電型包覆層15c的表 面上’藉由MOVPE法，異質磊晶成長厚度為o.w—i微 米（例如0.5微米）左右的p型Gap連接層16，而得到M〇 日曰基· 〇 在上述製程2〜5中所形成的該等各層之磊晶成長 時，作為所使用的A卜Ga、In、P的各成分源之原料氣體 可舉出 A1源氣體：三曱基鋁（TMA1)、三乙基鋁（TEA1)等， Ga源氣體：三甲基鎵（TMGa)、三乙基鎵（TEGa)等， In源氣體：三甲基銦（TMIn)、三乙基銦（ΤΕΙη)等， Ρ源氣體：三甲基磷（ΤΜΡ)、三乙基磷（ΤΕρ)、膦（ρΗ3) 等， (製程6) 14 200952218 接著’如製程6所示 第一電流擴散層17(窗層） 該第·一電流擴散層17 所構成。以下，作為第一 例子，來進行說明。 ’在P型Gap連接層丨6上形成 〇 ’較佳是設為由GaP或GaASf> 電流擴散層17，舉出GaP層為
將在製程5中所得到的M ◦蟲晶基板，從MOVPE的 反應器取出，並放入ϋνρβe # π + vrJi去的反應器内。然後，摻雜
Zn，並在p型GaP連接層 咬伐赝丨6表面上，同質磊晶成長厚度 為5微米以上、200微来以τ ^丨，, 做本以下（例如40微米）的ρ型Gap 第一電流擴散層17。 在此，關於HVPE法，具體上是藉由在容器内—邊將 III族元素亦即Ga加熱保持於規定的溫度，一邊在該以 上導入氣化氫，使其依照下述（丨）式的反應來生成GaC1, 且是與載氣亦即Ha氣體一同供給至基板上。另外，成長 溫度，例如設定在600°C以上、800°C以下。 ® Ga(g)+HCl(g)—GaCl(g)+l/2H2 · · · (1) 又，V族元素亦即磷（p)，是將Ph3與載氣亦即h2氣 體一同供給至基板上，p型摻雜劑亦即Zn是以DMZn(二 甲基鋅）的形式供給。GaCl與PH3的反應性優良，且是依 照下述（2)式進行反應，能夠效率良好地成長電流擴散層。
GaCl(g)+ PH3 (g)—GaP(s)+HCl(g) + H2(g) · · .(2) (製程7) 接著，如製程7所示，相對於GaAs基板11之已形 成有AlGalnP下部層14、發光層15、第一電流擴散層17 15 200952218 磨其相反側的表面來除去週邊 等的表面 (η。—後，除去_基板11、η型GaAs緩衝層12、， 型ΑΠηΡ姓刻中止層13。藉此，下部層μ露出: 该除去可以是例如進行钱刻。例如能夠使用硫酸/遇 氧化氫混合液來作為钱刻液。 (製程8) 接著’如製程8所示，在利用除去GaAs基板n而露 ❹出的趟㈣下部層14的表面，使用前述的請£法， 藉由磊晶成長來形成第二電流擴散層18，能夠得到化合 物半導體基板10。 另外，該第二電流擴散層18’亦是與第一電流擴散 層17同樣地’以GaP或GaAsP為佳。 因為藉由氣相成長可使光線透過的GaP或GaAsp來 作為第一電流擴散層或第二電流擴散層，在發光層中發出 的光線不會被該電流擴散層吸收而能夠取出至元件外之 〇 緣故，所以能夠製造出一種作為發光元件時可達成高亮度 化之化合物半導體基板。 如此’本發明的化合物半導體基板的製造方法，並不 是將第二電流擴散層與第一導電型包覆層直接連接，而是 使能帶隙比第一導電型包覆層小之AlGalnP下部層介於 中間來製造。藉此，能夠降低存在於第二電流擴散層與第 一導電型包覆層之間的能量障壁，因此，成為—種化合物 半導體基板的製造方法，能夠作出導電性良好的發光元 件0 16 200952218 另外，上述的例示是首先在GaAs基板u上，進行 磊晶成長來形成AlGaInP下部層14，當然，在除去 基板11後且在磊晶成長第二電流擴散層18之前，藉由在 第一導電型包覆層15a上，磊晶成長來形成，亦能夠得到 如本發明的化合物半導體基板10。 切斷在上述製程中所製造的化合物半導體基板10, 並加工成晶片且進行附加電極等，能夠得到高亮度且低消 Φ 耗電力之發光元件。 [實施例] 以下，表示實施例及比較例來更具體地說明本發明， 當然，本發明未限定於這些例子。 (實施例1 - 6、比較例） 依照前述本發明的化合物半導體基板的製造方法亦 即第2圖的製程，在厚度280微米的GaAs單晶基板上， 磊晶成長0.5微米的n型GaAs緩衝層，進而磊晶成長ο」 _ 微米的η型ΑΠηΡ餘刻中止層。 接著，藉由磊晶成長來形成晶格匹配於GaAs基板上 之厚度為100奈米的AlGalnP下部層。 此時所形成的AlGalnP下部層的組成，是如後述表1 所舉出。 17 200952218
[表i]
組成 實施例1 (Al〇Gai)〇.5ln〇.5P 實施例2 (Al005Ga〇.95)o.5ln〇_5P 實施例3 (Α1〇· 1 Ga〇.9)o.5l%5P 實施例4 (Al〇.2Ga〇.8)〇.5ln〇.5P 實施例5 (Al〇.4Ga〇.6)〇.5ln〇 5P 實施例6 (Al〇.6Ga〇_4)〇.5In〇 5P 比較例 (Al〇.7Ga〇.3)〇.5In〇 5P 接著，依照以下順序且藉由MOVPE法來蟲晶成長由 (Al〇.7Ga〇.3)0.5In〇.5P所構成之厚度為1.〇微米的η型第— 導電型包覆層、由（AlojGao.gUno.sP所構成之厚度為〇6 微米的活性層及由（AluGao Jo 5In〇.5P所構成之厚度為 1.0微米的p型第二導電型包覆層，來作為發光層部。 而且，在P型第二導電型包覆層上，成長厚度為qi 微米的p型Gap連接層而得到M〇磊晶基板。另外，使
用三曱基鎵（TMGa)、三甲基銦（TMIn)、三甲基鋁（tmai)、 膦（ΡΗ3)、三氫化神（AsH3)來作為上述蠢晶成長的原料氣 體。 接著，在前述MO磊晶基板的p型第二導電型包覆層 上，利用HVPE法，氣相成長約15〇微米的p型㈣蟲 晶層來作為第一電流擴散層。 接著’使用硫酸、過氧化氣等的藥液，姓刻除去七士 基板、η型GaAs緩衝層、n型A1Inp蝕刻中止層後，設 置於HVPE法的反應器中。而且，利用HvpE法，在^ 200952218 型AlGalnP下部層上，藉由磊晶成長來形成微米的n 形GaP窗層來作為第二電流擴散|，而製造出化合物半 導體基板。 切斷在以上的製程中所製造的化合物半導體基板，並 加工成為200微米四方的晶片且進行附加電極來製造發 光兀件。對其中的3個（基板中心部（1個）、周邊部（2個）） 的發光元件，使用定電流電源，通電20mA來測定、評價 I 正向電壓Vf。 〇 第3圖是表示在本發明的實施例與比較例中，顯示 AlGalnP下部層的A1的組成比X與發光元件的正向電壓 Vf的值之關係之圖。 如第3圖所示，使用實施例丨（x=〇)的化合物半導體基 板而成之發光元件’ Vf= 1.9而大致良好。又，得知：實 施例 2(x=0.05)時 Vf=1.93V、實施例 3(^)時 Vf=1.98V、實施例 4(x=0.2)時 Vf=2.1V、實施例 5(x=〇.4) ® 時Vf=2.2V、實施例6(χ=0·6)時Vf=2.4V，雖然隨著Ai 的混晶比X增加’ V f逐漸增加，但是能夠得到比較良好 的Vf值。 相對地，得知：使用了 AlGalnP下部層的A1的混晶 比X為與第一導電型包覆層相同（χ=0·7)之比較例的化合 物半導體基板而作成的發光元件，其正向電壓Vf=2 $ $， 相較於使用了其A1的混晶比X，比第一導電型包覆層小 之實施例1〜6的化合物半導體基板而作成的發光元件之 Vf，為較大的值，其導電性不是那麼良好。 200952218 而且，本發明未限定於上述實施形態。上述實施形態 是例示性，凡是具有與本發明之申請專利範圍所記載之技 術思想實質上相同構成，且達成相同作用效果者，無論如 何都包含在本發明的技術範圍内。 【圖式簡單說明】 第1圖是表示本發明的化合物半導體基板之一個例 子之概略圖。 ❹ 第2圖是表示本發明的化合物半導體基板的製造方 法之一個例子之製造流程。 第3圖是表示在本發明的實施例與比較例中，顯示 A1的組成比X與發光元件的正向電壓Vf的值之關係之 圖。 【主要元件符號說明】 10 化合物半導體基板 11 GaAs基板： 12 η型GaAs緩衝層 13 #刻中止層 14 AlGalnP下部層 15 發光層 15a 第一導電型包覆層 15b 活性層 15c 第二導電型包覆層 16 p型Gap連接層 17 第一電流擴散層 18 第二電流擴散層 20
Claims (1)
- 200952218 七、申請專利範圍： 1, 一種化合物半導體基板，其特徵在於： 疋至少具備發光層、第一電流擴散層及第二電流擴散 層之化合物半導體基板；該發光層，具有由AlGalnP所構 成的第一導電型包覆層（clad layer)、活性層及第二導電型 包覆層；該第一電流擴散層是形成於該發光層的一侧之主 表面側，而該第一電流擴散層是形成於前述發光層的另一 ϋ 側之主表面側； 其中’在前述發光層與前述第二電流擴散層之間，形 成有能帶隙（band gap)比前述第一導電型包覆層小之 (AlxGabdylnb^osxs 1、〇<y$ J)層。 2·如申請專利範圍第1項所述之化合物半導體基板，其 中前述第一電流擴散層及前述第二電流擴散層，是藉由磊 晶成長所形成。 3.如申請專利範圍第1項所述之化合物半導體基板，其 中前述第一電流擴散層及前述第二電流擴散層，是由Gap © 或GaAsP所構成。 4*如申請專利範圍第2項所述之化合物半導體基板，其 中前述第一電流擴散層及前述第二電流擴散層，是由GaP 或GaAsP所構成。 5.如申請專利範圍第1項所述之化合物半導體基板，其 中前述（AlxGa丨·x)yIni_yp(〇$ 1、〇<y$ i)層，其晶格常 數’晶格匹配於GaAs。 21 200952218 6. 如申請專利範圍第2項所述之化合物半導體基板，其 中前述（入15^&1_>〇71111.3^(〇$\$1、〇<丫$1)層，其晶格常 數，晶格匹配於GaAs。 7*如申請專利範圍第3項所述之化合物半導體基板，其 中前述（AlxGabdylnryPWS 1、〇<y$ !)層，其晶格常 數’晶格匹配於GaAs。碜 8.如申請專利範圍第4項所述之化合物半導體基板，其 中前述（八込<3&1-411117(〇$\$1、0<丫$1)層，其晶格常 數’晶格匹配於GaAs。 9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之化合物半 導體基板，其中前述（AlxGai x)yIni y ρα)$χ$1、 層’其混晶比X滿足X $ 〇_ 1的關係。 10. 如申請專利範圍第丨至8項中任一項所述之化合物半 導體基板赘其巾前述⑷你⑷⑴州^^卜㈣叫 層’其混晶比X滿足x=〇的關係。 U. 一種發光元件，其特徵在於： 使用如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之化4 物半導體基板而被製造出來。 12· 一種發光元件，其特徵在於： =用如申請專利範圍第9項所述之化合物半導體基由 而被製造出來。 13. 一種發光元件，其特徵在於： 使用如申請專利範圍第1〇項所述之化合物半導體, 板而被製造出來。 等體J 22 200952218 14_ 一種化合物半導體基板的製造方法，其特徵在於至少 具有： 在GaAs基板上，使能帶隙（band gap)比在後面形成的 第一導電型包覆層小之（AlxGaix)yIni_yp(〇Sxs 1、〇<y$ 1)層’遙晶成長之製程； 在該（八1?(〇31_>^1111.3；?(〇$乂$1、〇<3^1)層的主表面， 依照以下順序磊晶成長由AlGalnP所構成的前述第一導 0 電型包覆層、活性層及第二導電型包覆層，來形成發光層 之製程； 在該發光層的主表面，使第一電流擴散層氣相成長之 製程； 除去前述GaAs基板之製程；以及 在已除去該GaAs基板側的前述（AlxGai_x)yIni-yP(〇 $ X S 1、0<yS 1)層的主表面，磊晶成長第二電流擴散層之製 程。 15. 如申請專利範圍第14項所述之化合物半導體基板的 〇 製造方法’其中前述第一電流擴散層及第二電流擴散層， 設為由GaP或GaAsP所構成。 16. 如申請專利範圍第14項所述之化合物半導體基板的 製造方法’其中前述（入1?^组1_41111.;^(0$\$1、0<丫$1) 層，作成晶格匹配於前述GaAs基板。 17. 如申請專利範圍第15項所述之化合物半導體基板的 製造方法，其中前述（AUGabdylm.yPCOSxS 1、0<yg 1) 層，作成晶格匹配於前述GaAs基板。 23 200952218 18.如申請專利範圍第14至17項中任一項所述之化合物 半導體基板的製造方法，其中前述（AlxGai_x)yIni_yP(〇gx 各1、0<ysi)層，是以其混晶比χ滿足x$〇 J的方式， 來使其蟲晶成長。 二如申請專利_14至17項中任一項所述之化合物 =導體基板的製造方法，其中前述（AlxGaix)yi〜p_xί遙ϋ;?層’疋以其混晶比X滿足X=°的方式，來使24
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