TW201041181A - Gallium nitride-based semiconductor optical device, method of manufacturing gallium nitride-based semiconductor optical device, and epitaxial wafer - Google Patents

Gallium nitride-based semiconductor optical device, method of manufacturing gallium nitride-based semiconductor optical device, and epitaxial wafer Download PDF

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TW201041181A
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Taiwan
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gallium nitride
layer
axis
optical device
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TW099105998A
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Yohei Enya
Yusuke Yoshizumi
Hideki Osada
Keiji Ishibashi
Katsushi Akita
Masaki Ueno
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries
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Description

201041181 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種氮化鎵系半導體光元件、製造氮化嫁 系半導體光元件之方法及磊晶晶圓。 【先前技術】 於非專利文獻1中，記載有一種GaN系發光二極體。該 GaN系發光二極體係於基板上製作，並且n型GaN 層之表面形態藉由增加從m軸向c軸之方向之偏離角而得到 改善。於非專利文獻2中，對m面η型GaN膜中之突丘（匕⑴ lock)有所記載。 專利文獻1中’記載有利用有GaN及InGaN之非極性面（m 面或a面）之半導體雷射器等。專利文獻2中，記載有可降 低GaN系半導體所固有之壓電電場之影響的發光元件。 專利文獻1:日本專利3816176號公報 專利文獻2:美國專利6849472號公報 非專利文獻 1 : H.Yamada et.al. CRYS-D-08-00657, UCSB 非專利文獻 2 : A.Hirai et.al·，Applied Physics Letter，Vol· 91， 191906, （2007) 【發明内容】 根據非專利文獻1，在相對於m面而朝c軸方向以約3度至 1〇度左右之角度傾斜之GaN上成長InGaN時，n型GaN層之 表面形態得到改善。來自製作於瓜面基板上之發光元件之 光形成大幅偏光。若可獲得由適切之解理面所構成之共振 器，則能夠製作雷射二極體。但是’朝(：軸方向之傾斜無 146693.doc 201041181 法提供適切之解理面。由於基板之主面與e面形成並不垂 直之角度，故C面解理端面與波導方向並不正交。 根據非專利文獻2，在m面GaN基板上製作包含 InGaN/GaN(8 nm/i8 nm)、A1Gai^播層及卩㈣咖層之發 光二極體結構，並觀察該發光二極體結構之表面形態。^ t提及到朝向a轴方向及e轴方向之空切_加）角度與表
面形態之關係，作去担B 乐仁未k及到氮化鎵系半導體中之銦之結 合。
於專利文獻1中’記載有利用有非極性面GaN之半導體 雷射器、發光二極體及面發光雷射。專利文獻2中，提: 到降低壓電電場之影響。但是，專敎獻1及2之任—者 中，皆未提及到氮化鎵系半導體中之钢之結合。 氮化叙系半導體之m面顯示非極性。但是，於InGaN之 成長令，例如與在。_上之成長相比而顯示較 低之銦結合能力。因此，當在瓜面_上成長某種銦組成 之InGaN% ’ ϋ由下述對策而可彌補銅結合能力之下降。 例如，使在"面上進行InGaN成長時之成長溫度低於在c面 上進行㈣州成長時之成長溫度。並且，使在m面上進行 化㈣成長時之有機銦原料氣體之氣相率相較在⑶上進行 InGaN成長時之氣相率而增大。該等對策皆可使【㈣之 結晶質量降低。 本毛月係#於上述情況而完成者，其目的在於提供一種 包含顯示較低之壓電效應及良好之結晶質量的含銦氮化録 W㈣層之氮化㈣半導體光元件，且目的在於提供一 146693.doc 201041181 種製造該氮化鎵系半導體光元件之方法，&而目的在於提 供-種用於氮化鎵系半導體光元件之磊晶晶圓。 本發明之-態樣之氮化鎵系半導體光元件包括：⑷支持 體，其包含第1氮化鎵系半寡辦 ^ & 吟r、干導體，並具有主面，該主面係 從與沿者該第1氣化錄系丰道贼— ’、平導體之m軸及a轴中之一個晶軸
之方向延伸之基準轴正交的萁、、隹^ A 又的基準面起，朝該第1氮化鎵系 半導體之m軸及a軸中之另—個晶軸之方向以⑽度以上、 未達15度之範圍之傾斜角而傾斜；⑻^導電型氮化錄系 半‘體區域’其设置於上述主面上；及⑷用於活性層之半 導體蠢晶層，其^置於上述^導電型氮化鎵系半導體區 域上。上述半導體蟲晶層係、包含第2氮化鎵系半導體，上 述第2氮化鎵系半導體係含有銦作為構成元素，上述半導 體蠢晶層之銦組成大於(Μ ’上述第2氮化鎵系半導體之m 面及a面之任一|皆相肖於沿著上述主面之法線方向延伸 之法線轴而傾斜。 /於4氮化鎵系半導體光元件中，半導體磊晶層之氮化鎵 系半導體係含有銦作為構成元素。於該半導體磊晶層之成 長中，正（just)m面及正a面之銦結合能力小於c面之銦結合 月匕力，但以〇·〇5度以上、未達15度之範圍之角度而傾斜之 主面的銦結合能力大於正m面及正a面。因此，支持體之主 之偏離角係從正m面及正a面該等基準面而偏離〇.〇5度以 上’故支持體可提供顯示良好之結晶質量之含銦半導體蟲 晶層。又’支持體之主面之偏離角係從正爪面及正a面該等 基準面而偏離未達15度，故用於活性層之半導體磊晶層具 146693.doc 201041181 、 有較低之壓電效應。 本發明之氮化鎵系半導體光元件可更包括設置於上述氮 化鎵系半導體區域上之障壁層，該障壁層包含第3氮化鎵 ，系半導體。上述半導體磊晶層係用於上述活性層之井層， . 上述井層之上述第2氮化鎵系半導體係包含InGaN，上述障 • 壁層之上述第3氮化鎵系半導體為GaN或InGaN，上述第3 氮化鎵系半導體之m面及a面之任一者皆相對於上述法線軸 而傾斜。 〇 根據該氮化鎵系半導體光元件，支持體之主面之偏離角 係從正m面及正a面該等基準面而傾斜〇 〇5度以上，故支持 體可提供顯示良好之結晶質量之InGaN井層。又，支持體 之主面之偏離角係從正扭面及正a面該等基準面而傾斜未達 15度，故用於活性層之InGaN井層具有較低之壓電效應。 本發明之氮化鎵系半導體光元件中，上述傾斜角為〇 〇8 度以上。 〇 根據該氮化鎵系半導體光元件，在G.G8度以上之傾斜角 之主面上成長時的銦結合能力大於在c面上成長時的銦結 合能力。 ，綱之氮化鎵系半導體光元件中，上述傾斜角可在 〇_1度以上、1度以下之範圍内。 根據S亥鼠化錄系半導_科水；处 .,. 丁卞等體先70件，支持體之主面之傾斜角 係從正m面及正a面該笙1 茨寺基準面而傾斜0_1度以上，故半導
體磊晶層含有銦作為構忐分杏 A 勺傅成tl素’並顯不良好之結晶質量。 又，支持體之主面之傾 斜角為1度以下，故活性層之壓電 146693.doc 201041181 效應之影響比較小。 、、本發明之氮化鎵系半導體光元件可更包括：設置於上述 活性層上之第2導電型氮化鎵系半導體區域；言史置於上述 第2導電型氮化鎵系半導體區域上之第丨電極；及設置於上 述支持體之月面上之第2電極。上述支持體係包含導電性 GaN 〇 根據該氮化鎵系半導體光元件，包含導電性⑽之支持 體可提供結晶質量良好之半導體μ層，此外還可提供朝 支持體背面上之第2電極流動之電流路徑。又，由於可將 第2電極α又置於支持體之背面上，故無需為了在第1導電型 氮化鎵系半導體區域上形成電極而對支持體主面上之半導 體積層進行加工。 本發明之氮化鎵系半導體光元件中，上述活性層係被設 置為可生成在370 nm以上、65〇 nm以下之波長範圍内具有 峰值波長之光。根據該氮化鎵系半導體光元件，能夠獲得 在上述波長範圍内具有發光峰值波長之發光元件。 在本發明之氮化料'半導體光元件中’上述活性層係被 -又置為可生成在480 nm以上、6〇〇腿以下之波長範圍内具 有峰值波長之光。根據該氮化鎵系半導體光元件，能夠獲 传在上述波長範圍内具有發光峰值波長之發光元件。 本發明之氮化鎵系半導體光元件可為半導體雷射器。該 氮化鎵系半導體光元件可更包括用於半導體雷射器之共振 器之端面，該端面係與和上述支持體之上述主面平行2軸 交又。上述端面係相對於與上述共振器之光波導之方向正 146693.doc 201041181 - 交的面以_1度以上、+1度以下之範圍之角度而傾斜。 根據該氮化鎵系半導體光元件，可避免雷射器特性因用 於半‘脰雷射器之共振器之端面的傾斜而下降。 ‘ 〃本發明之氮化鎵系半導體光元件可為半導體雷射器。該 IUb鎵系半導體光元件更包括與和上述支持體之上述主面 .平行之軸交又的第1解理面及第2解理面。上述第丨解理面 及第2解理面構成該半導體雷射器之共振器。 0 減該氮化鎵系半導體光元件，可將e面用作解理面。 本發明之氮化鎵系半導體光元件中，上述基準軸可沿著 上述第1氮化鎵系半導體之a轴方向而延伸。或者，本發明 =氮化鎵系半導體光元件中’上述基準轴可沿著上述糾 氮化叙系半導體之m軸方向延伸。 本發明之另—態樣係一種製造氮化鎵系半導體光元件之 方法。該方法包括以下步驟：⑷準備晶圓，該晶圓包含第 嶢化鎵系半導體’並具有主面，該主面係從與沿著該第】 〇 氮化㈣半導體^軸及a軸中之—個晶軸之方向延伸之基 準轴正交的面起，朝該P氮化鎵系半導體之m軸及 之另-個晶轴之方向以0.05度以上、未達15度之範圍之傾 斜角而傾斜；⑻在上述主面上成長氮化鎵系半導體區域· 及⑷在上述氮化鎵系半導體區域上成長料活性層之半導 體蟲晶層。上述半導體蟲晶層係包含第2氮化鎵系半導 體，上述第2氮化鎵系半導體係含有銦作為構成元素，上 述半導體蟲晶層之銦組成大於，上述第2氮化錄系半導 體之m面及a面之任_者皆相對於沿著上述主面之法線方向 146693.doc 201041181 延伸之法線軸而傾斜。 該方法中，半導體磊晶層之氮化鎵系半導體係含有銦作 為構成元素。於該半導體磊晶層之成長中，正m面及正a面 之銦結合能力小於c面之銦結合能力，但以〇 〇5度以上、 未達15度之範圍之角度而傾斜之主面的銦結合能力大於正 m面及正a面。因此，當支持體之主面之偏離角係從正拉面 及正a面該等基準面而偏離〇·05度以上時，可於該主面上 成長顯示良好結晶質量之含銦半導體磊晶層。又，當支持 體之主面之偏離角係從正m面及正3面該等基準面而偏離未 達15度時，可於該主面上成長具有較低壓電效應之用於活 性層之半導體磊晶層。 本發明之方法可更包括以下步驟：在上述氮化鎵系半導 體區域上成長用於上述活性層之障壁層。上述半導體蟲晶 層係用於上述活性層之井層，上述井層之上述第2氮化鎵 系半導體係InGaN，上述障壁層之上述第3氮化鎵系半導體 係GaN或InGaN，上述活性層係被設置為可生成在48〇 以上、600 nm以下之波長範圍内具有峰值波長之光 根據該方法，晶圓之主面之偏離角係從正m面及正&面該 等基準面而偏離0.05度以上’故可於晶圓上成長顯示良好 結晶質量之InGaN井層。又，晶圓之主面之偏離角係從正 m面及正a面該等基準面而偏離未達15度，故可於該主面上 成長具有較低Μ電效應之用於活性層之InGaN井層。進 而，由於可成長銦組成較大之，故活性層可生成 在480 nm以上、600 nm以下之波長範圍内具有峰值波長之 146693.doc -10- 201041181 光。 本發明之方法中’上述傾斜角可為㈣度以上。根據該 方法，在0.08度以上之偏離角之主面上成長時的姻結合能 力大於在c面上成長時的銦結合能力。 . 本發明之方法中’上述傾斜角係跨及上述晶圓之主面而 •分布。根據該方法，當所分布之傾斜角之下限為〇〇5度以 上時’可於支持體上成長顯示良好結晶質量之井 〇 ^當所分布之傾斜角之上限為未達15度時，可於晶圓之 主面上成長具有較低壓電效應之用於活性層之InGaN井 層。 "本發明之方法可更包括以τ步驟：在上㈣性層上成長 第2V電型乳化鎵系半導體區域；在上述第2導電型氮化鎵 系半導體區域上形成第！電極，並且在上述晶圓之背面上 形成第2電極，以製作基板成品；及劈開上述基板成品， 形成用於共振器之解理面。上述晶圓係包含導電性㈣。 Ο 根據該方法，包含導電性GaN之晶圓可提供結晶質量良 好之半導體蟲晶層，此外還可提供朝晶圓背面上之第2電 2机動之電流路徑。又，由於可將第2電極設置於晶圓之 背面上，故無需使用對晶圓主面上之半導體積層進行加工 ，步驟’便可形成連接第1導電型氮化鎵系半導體區域及 第2電極之電氣路徑。進而’由於主面之傾斜方向係a軸或 m軸之方向’故可進行c面劈開。 本發明之又-態樣係用⑨氮化錄系帛導體 日 m 日日 日日、。該蟲晶晶圓包括：⑷晶圓，其包含第】氮化嫁系半 I46693.doc 201041181 導體，並具有主面，該主面係從與沿著該第丨氮化鎵系半- 導體之m軸及a轴中之一個晶軸之方向延伸之基準軸正交的 面起’朝該第1氮化鎵系半導體之m軸及3軸中之另一個晶 軸之方向以0.05度以上、未達丨5度之範圍之傾斜角而傾 斜，（b)氮化鎵系半導體區域，其設置於上述主面上；及 (c)用於活性層之半導體磊晶層，其設置於上述氮化鎵系半， 導體區域上。上述半導體磊晶層係包含第2氮化鎵系半導. 體，上述第2氮化鎵系半導體係含有銦作為構成元素，上 述半導體蟲晶層之銦組成大於0‘丨，上述第2氮化鎵系半導〇 體之m面及a面之任一者皆相對於沿著上述主面之法線方向 延伸之法線軸而傾斜，上述傾斜角係跨及上述晶圓之上述 主面而分布。 根據該蟲晶晶圓，半導體蟲晶層之氮化鎵系半導體係含 有銦作為構成元素。於該半導體蟲晶層之成長中，正⑺面 及正a面之銦結合能力小於(：面之銦結合能力，但以ο”度 以上未達15度之範圍之角度而傾斜之主面的銦結合能力 大於正m面及正3面。因此，支持體之主面之偏離角係從正y m面及正a面該等基準面而偏離0.05度以上’故支持體可提 供顯不良好結晶質量之含銦半導體蟲晶層。又，支持體之 主面之偏離角係從正m面及正a面該等基準面而偏離未達Μ — 度故用於活性層之半導體遙晶層具有較低之壓電效應。* 本發明之蟲晶晶圓可更包括設置於上述氮化鎵系半導體 區域上之障壁層。上述半導體磊晶層係用於上述活性層之 井層’上述井層係包含InGaN ’上述障壁層為GaN或 146693.doc 12 201041181
InGaN 〇 根據該蟲晶晶圓’晶圓之主面之偏離角係從正ni面及正a 面該等基準面而偏離0.05度以上’故晶圓可提供顯示良好 結晶質量之InGaN井層。又，晶圓之主面之偏離角係從正 m面及正a面該等基準面而偏離未達15度，故用於活性層之 . InGaN井層具有較低之壓電效應。 本發明之磊晶晶圓中，上述活性層可含有在480 nm以 上、600 nm以下之波長範圍内具有峰值波長之光致發光光 〇 譜。 根據該蟲晶晶圓，半導體蟲晶層係銦組成較大之InGaN 層’故活性層可生成在480 nm以上、600 以下之波長範 圍内具有峰值波長之光。 本發明之磊晶晶圓中’上述傾斜角可為〇〇8度以上。根 據該磊晶晶圓，在0.08度以上之偏離角之主面上成長時的 銅結合能力大於在C面上成長時的銦結合能力。 〇 本發明之上述目的及其他目的、特徵及優點，可根據參 照附圖所進行的本發明之較佳實施形態之以下的詳細記述 而更容易明白。 如以上所說明，根據本發明之一態樣，可提供一種包括 顯不較低之壓電效應及良好之結晶質量之含銦氮化鎵系半 導=層的氮化鎵系半導體光元件。並且，根據本發明之另 一悲樣，可提供一種製造該氮化鎵系半導體光元件之方 進而，根據本發明之又一態樣，可提供一種用於氮化 鎵系半導體光元件之磊晶晶圓。 146693.doc .13 - 201041181 【貫施方式】 本心月之見解可藉由參照例示之附圖並考慮以下之詳細 述而谷易理解。接著，一邊參照附圖，一邊說明本發明 之：化鎵系半導體光元件、磊晶晶圓、以及製造氮化鎵系 半&體光元件及磊晶晶圓之方法的實施形態。於可能之情 况下，對於相同之部分標以相同之標號。 圖1係概略表示本實施形態之氮化鎵系半導體光元件之 、。構之圖。作為氮化鎵系半導體光元件，可顯示例如半導 體雷射器、發光二極體等。參照^，其表示具有波導結 構之發光元件、例如半導體雷射器。圖1中_示出具有X 軸、Y軸及Z軸之正交座標系s、及用於表示a軸、m軸及c 軸方位之晶體座標系CR。 ，乳化鎵系半導體光元件Ua包括：支持體13、氮化鎵系 半導體區域15、&用於活性層17之—或複數之半導體蟲晶 層19。支持體13含有主面13a及背面ub。支持體^包含第 1氮化鎵系半導體，第丨氮化鎵系半導體例如包含GaN等。 支持體13之主面13a係從與沿著該第】氮化鎵系半導體之功 軸及a軸中之一個晶軸（圖i中為„1軸）之方向延伸之基準軸 正交的面起，朝沿著該第1氮化鎵系半導體之m軸及a軸中 之另一個晶軸（圖1中為a軸）之方向而傾斜。傾斜之角度 A0FF可為〇.〇5度以上。並且，角度a〇ff為未達15度之範 圍。在本實施例中，6亥角度aoff係與向量VM和向量vn所 成之角度相等。圖1中’圖示出代表性之爪面Sdm轴向量 VM，亦圖示出朝向主面i3a之法線向量vN。第]導電型气 146693.doc -14· 201041181 化鎵系半導體區域15設置於主面13a上。活性層17之半導 體磊晶層19設置於氮化鎵系半導體區域15上。半導體磊晶 層19包含第2氮化鎵系半導體，第2氮化鎵系半導體之瓜面 及a面之任一者皆相對於沿主面13a之法線方向延伸之法線 軸AN而傾斜。法線軸an係藉由向量VN而規定。該第2氮化 鎵系半導體含有銦作為構成元素。半導體磊晶層19之銦組 成大於0.1。 該氮化鎵系半導體光元件11a中，半導體磊晶層19之氮 化鎵系半導體含有銦作為構成元素。在半導體磊晶層19之 成長中，以0.05度以上、未達15度之範圍之角度而傾斜之 主面13a的銦結合能力大於正m面及正&面。在半導體磊晶 層19之成長中，向第！氮化鎵系半導體之正m面及正&面上 之銦結合能力小於c面之銦結合能力。但是，支持體13之 主面13a之偏離角係從正瓜面及正a面該等基準面起偏離 〇.〇5度以上，故支持體13可提供結晶質量良好之含銦半導 〇 體蟲晶層19。X，支持體13之主面⑴之偏離角A。”係從 正m面及正a面該等基準面起偏離未達卜度，故用於活性層 I 7之半導體磊晶層丨9具有較低之壓電效應。 /在氮化鎵系半導體光凡件！ i a中，基準轴係沿第i氮化錄 系半導體之m軸方向而延伸。但是，該基準軸可沿p氮化 鎵系半導體之a軸方向延伸。 氛化錄系半導體區域15具有第1導電型，且可包含例如 包覆層(Cladding layer)。氮化鎵系半導體區域15例如可包 含η型AlGaN等。並且，氮化鎵系半導體光元件山包含設 146693.doc 15 201041181 置於活性層17上之氮化鎵系半導體區域η。氮化鎵系半導 體區域21具有第2導電型，且可包含例如電子阻擋層23、P 型包覆層25、及㈣接觸層27。電子阻播層23例如可包含 廳N等。p型包覆層25例如可包含_梅辦。p型接觸 層27例如可包含psA1GaN、p型GaN等。 I化蘇系半導體光元件lla包含第！及第2光侷限層 _fi_ent layer)29、3 i。第i光侷限層Μ係設置 於氮化鎵系半導體區域15與活性層17之間，第2光偈限層 31:設置於氮化鎵系半導體區域21與活性層”之間。第丄 及第2光侷限層29、31例如可包含非摻雜之驗財。發光 層匕3包含第i及第2光偈限層29、31及活性層口。又氮化 鎵系半導體光元件lla可包括第！電極仏及第2電極37&。 第1電極35a係、設置於氮化鎵系半導體區域21上，第2電極 W係設置於支持體13之背面m上。支持㈣包含導電性 GaN。 根據該氮化鎵系半導體光元件lla，包含導電性G —之 支=體13可提供結晶質量良好之半導體磊晶層i 9，此外還 可提供朝支持體13之背面13b上之第2電極37a流動之電流 路徑。又，由於可將第2電極37a設置於支持體13之背面 13b上，故無需為了在氮化鎵系半導體區域Μ上形成電極 而對支持體13之主面13&上之半導體積層39a進行加工。在 半導體積層39a上設有保護膜41，第1電極35a係經由保護 膜41之開口而與p型接觸層27接觸，第2電極37a係與導電 性之背面13b之整體接觸。 146693.doc -16- 201041181 - 氮化鎵系半導體光元件Ha可更包括端面41a、41b。端 面41a、41b係與和支持體13之主面13a平行之軸Αχ交叉。 女而面41 a、41 b係與第1氮化鎵系半導體之c軸方向（例如X軸 方向）交又。第1及第2端面41a、41b構成該半導體雷射器 之/、振窃。並且，端面41a、41b可為解理面。該等解理面 可用作c面。端面41a、41b係相對於與共振器之光波導之 方向（X軸之方向）正交之面以]度以上、+1度以下之範圍 ❹ 之角度而傾斜。根據該氮化鎵系半導體光元件lla，可避 免雷射器特性因用於半導體雷射器之共振器之端面的傾斜 而下降。氮化鎵系半導體光元件Ua係從端面41a出射光 L1 〇 活性層1 7可具有量子井結構。在氮化鎵系半導體光元件 lla中半V體蟲晶層19可為用於活性層17之井層（以下參 照為「井層19」）。活性層17可更包括障壁層2〇。在活性 層17中，该等井層丨9及障壁層2〇交替排列。障壁層2〇係設 〇 於氮化鎵系半導體區域15上，且包含第3氮化鎵系半導 體。第3氮化鎵系半導體係與用於井層〗9之第2氮化鎵系半 導體不同。井層19之第2氮化鎵系半導體包含InGaN，障壁 層20之第3氮化鎵系半導體係（^]^或InGaN。第3氮化鎵系 半導體之m面及a面之任一者皆相對於沿主面Ua之法線方 向延伸之法線軸而傾斜。 在氮化鎵系半導體光元件lla中，井層19及障壁層2〇係 被汉置為可生成在370 nm以上、650 nm以下之波長範圍内 具有峰值波長之光。活性層17含有可產生上述波長範圍内 ] 146693.doc 201041181 之峰值波長之光的井層。 在氮*化鎵系半導體光元件lla中，井層19及障壁層20係 被没置為可生成在48〇 nm以上、600 nm以下之波長範圍内 具有峰值波長之光。活性層17含有可產生上述波長範圍内 之峰值波長之光的井層。 圖2係概略表示本實施形態之氮化鎵系半導體光元件之 結構之圖。參照圖2 ’圖示出具有可提供光L2之面發光結 構之光元件、例如發光二極體。圖2中，圖示出正交座標 系S及晶體座標系CR。正交座標系S含有X轴、Y軸及Z 軸。晶體座標系CR表示a軸、m軸及^軸之方位。 氮化鎵系半導體光元件1 lb包括支持體13、氮化鎵系半 導體區域1 5、及用於活性層丨7之一或複數之半導體磊晶層 19乳化叙系半導體區域15例如可包含n型半導體區域45 及π型緩衝層47。η型半導體區域45例如可包含11型（^1^、 A1GaN等。η型緩衝層47例如可包含1!型InGaN等。另外， 氮化鎵系半導體光元件ub包括設置於活性層19上之氮化 鎵系半導體區域21。氮化鎵系半導體區域21具有第2導電 型，並且可包括例如電子阻擋層23及卩型接觸層27。電子 阻擋層23例如可包含AlGaN等。p型接觸層”例如可包含p 型 AlGaN、p型 GaN 等。 氮化鎵系半導體光元件llb可包括第1電極35b及第2電極 37b。第1電極351)係設置於氮化鎵系半導體區域^上，第2 電極37b係設置於支持體13之背面Ub上。支持體^包含導 電性GaN。 146693.doc -18- 201041181 H亥氮化鎵系半導體光元件11 b，包含導電性GaN.之 支持體13可提供結晶質量良好之半導體遙晶層19，此外還 可提供朝支持體13之背面13b上之第2電極3几流動之電流 路徑。又，由於可將第2電極37b設置於支持體13之背面 13b上，故無需為了在氮化鎵系半導體區域15上形成電極 而對支持體13之主面13a上之半導體積層391^進行加工。第 1電極35b係與p型接觸層27之表面接觸，且可為透明電 0 極。第2電極371?係與導電性之背面13b之整體接觸。 按照圖3所示之步驟流程，於GaN晶圓上製作圖【及圖2 所示之半導體發光元件之結構。磊晶成長係藉由有機金屬 氣相成長法而進行，並使用三曱基鎵（TMG)、三曱基銦 (TMI)、二曱基鋁（TMA)、氨（NH3)、矽烷（SiH4)、雙環戊 二烯鎮（CpaMg)作為用於磊晶成長之原料。執行以下步 驟，製作圖4所示之磊晶晶圓。 於步驟S101中，準備GaN晶圓51。GaN晶圓51之主面51a Q 係從與沿著GaNi m轴及a軸中之一個晶軸之方向延伸之基 準軸正交的基準面起，朝GaN之m軸及a軸中之另一個晶軸 之方向以0.05度以上、未達15度之範圍之傾斜角而傾斜。 該主面5 1 a係被實施鏡面研磨。 於以下條件下，在GaN晶圓51上進行磊晶成長。首先， 步驟S102中’將GaN晶圓51設置於成長爐1〇内。步驟si〇3 中，進行GaN晶圓之熱處理。熱處理係於攝氏1〇5〇度之溫 度及27 kPa之成長爐内壓力下流入NH3及H2而進行。 於該熱處理之後’步驟S104中’成長GaN系半導體區域 146693.doc -19- 201041181 53。例如，於攝氏1000度下，向成長爐内供給丁…^、 NH3、SiH4，成長摻矽之GaN層。GaN層之厚度例如為2微 米。然後，在攝氏850度之基板溫度下，向成長爐内供給 TMG、TMI、腿3、Sih，成長摻矽之InGaN層。㈣⑽層 之厚度為100 nm。InGaN層之銦組成例如為〇 〇2。 步驟S 1 05中，成長發光層或活性層55。步驟s丨〇6中，於 攝氏870度之晶圓溫度下向成長爐内供給tmg、NH3，並 於該成長溫度下成長非摻雜之GaN障壁層73。該GaN層之 厚度為15 nm。於GaN層成長後中斷成長，將晶圓之溫度 從攝氏870度變更為攝氏760度。變更後，於步驟81〇7中， 向成長爐内供給TMG、TMI、NH3，在攝氏760度之成長溫 度下成長非摻雜之InGaN井層71。InGaN井層71之厚度為3 nm。该InxGai—xN之銦組成X例如為〇·25。在inGaN井層71 成長時’根據發光波長而變更銦流量。在InGaN井層7丨成 長之後，停止供給TMI。然後，向成長爐1 〇内提供nh3， 並將晶圓溫度從攝氏760度變更為攝氏870度。變更後，於 步驟S108中’成長非摻雜之GaN障壁層73。GaN障壁層73 之厚度為15 nm。在步驟S109中，反覆進行井層之成長、 溫度變更、障壁層之成長，形成InGaN井層71及GaN障壁 層73。 在多重量子井結構之活性層55中，將井層71及障壁層73 之排列形成為可生成在370 nm以上、650 nm以下之波長範 圍内具有峰值波長之光。為了於上述波長範圍内調整發光 峰值波長’規定井層71之銦組成及井層71之厚度。又，於 146693.doc •20- 201041181 乡重量子井結構之活性層55中，將井層71及障壁層73之排 列形成為可生成在彻nm以上、刪nm以下之波長範圍内 具有峰值波長之光。為了於上述波長範圍内調整發光岭值 波長，規定井層71之銦組成及井層71之厚度。 必要之情況下，在形成發光層時，可在成長最初之障壁 層73之前、或者取代該障壁層73之成長而進行第丨光侷限 層之成長。第1光侷限層例如可包含GaI^tInGaN。並且， 0 可在最後之障壁層73成長之後、或者取代該障壁層73之成 長而進行第2光侷限層之成長。第2光侷限層例如可包含 GaN或 InGaN 〇 步驟S110中，在發光層上成長1)型（5心系半導體區域。 例如，在GaN障壁層73成長之後，停止供給TMG，使晶圓 溫度上升至攝氏1〇〇〇度。於該溫度下，向成長爐内供給 TMG、TMA、NH3、Cp2Mg，成長㈣〜而。』電子阻 擋層57。該電子阻擋層57之厚度例如為2〇 nm。然後，停 ◎ 止供給TMA，成長p型GaN接觸層59。p型GaN接觸層59之 厚度例如為50 nm。於成膜之後，將成長爐1〇之溫度降溫 至室溫，製作磊晶晶圓E。 圖4(a)係表示用於發光二極體之磊晶晶圓e之結構之 圖。蟲晶晶圓E包含於GaN晶圓51之主面5 la上依序成長之 GaN系半導體區域53、活性層55、電子阻擋層57及接觸層 59。又，圖4(b)係表示用於半導體雷射器之磊晶晶圓£之 結構之圖。蟲晶晶圓包含於GaN晶圓51之主面51a上依序 成長之第1導電型包覆層61、發光層63'電子阻擔層65、 146693.doc -21 - 201041181 第電型包覆層67及第2導電型包覆層69。活性層μ包含 交替排列於主面51a之法線方向上之井層71及障壁層73。 發光層63包含光侷限層75、活性層55及光侷限層77。 再次參照圖3。步驟sill中，於磊晶晶圓E上形成電極。 首先，藉由蝕刻（例如RIE)而形成台面形狀。台面形狀之 尺寸為例如一變長500 μιη之方形。接著，於p型GaN接觸 層上形成p透明電極（Ni/Au)。然後，形成卩焊墊電極 (Ti/Au)。於GaN晶圓之背面形成n電極（Ti/A1)。然後，進 行電極退火（例如於攝氏55〇度下進行}分鐘）。經該等步驟 而獲得半導體發光元件之基板成品。 於必要之情況下，在步驟S112中，劈開基板成品，製作 半導體發光元件。半導體發光元件含有彼此對向之解理 面。解理面構成半導體雷射器之共振器。 (實施例1):發光二極體 在實施例1中，製作圖4所示之發光二極體。準備含有主 面之若干氮化鎵晶圓，該主面係以從六方晶系GaN< m軸 方向朝a轴方向所規定之角度Θα相對於„1面而傾斜。傾斜角 Θ係在〇度以上0.12度以下之範圍内。並且，^方向之偏離 角ec對於任何基板皆為〇 6度。於該等晶圓上，以有機金屬 氣相成長法而製作發光二極體結構。原料係使用三曱基錄 (TMG)、三曱基鋁（TMA)、三甲基銦（TMI)、氨（NH3)、矽 烷（SiH4)、雙環戊二烯鎂（Cp2Mg)。
將GaN晶圓全部配置於反應爐内之晶座上，在攝氏1〇5〇 度之溫度及27 kPa之爐内壓力下流入NH3及％而進行GaN 146693.doc -22- 201041181 晶圓之熱處理。熱處理時間例如為1 〇分鐘。然後，將晶圓 溫度變更為攝氏1100度之後，成長厚度為2 μηι之摻矽之 GaN層。接著，將晶圓溫度變更為攝氏850度之後，向成 長爐内供給NH3、TMG、TMI、SiH4，成長厚度為100 nm 之摻石夕之InGaN緩衝層。 然後，將晶圓溫度變更為攝氏870度，供給TMG及 NH3，成長厚度為15 nm之GaN障壁層。中斷成長，將晶圓 溫度降低至攝氏760度後，向成長爐内供給NH3、TMG、 〇 TMI，成長厚度為3 nm之InGaN井層。停止供給TMI，結束 InGaN井層之成長，並且減少TMG之流量而使GaN以低成 長速度成長，同時使晶圓溫度上升至攝氏870度。在溫度 變更結束後，增加TMG之流量，成長GaN障壁層。該等 GaN層總計為1 5 nm。進而，使厚度為3 nm之井層及厚度 為15 nm之GaN障壁層反覆地再進行兩週期成長，製作包 含3個井層之多重量子井結構。 η 然後，停止供給TMG及TMI，使晶圓溫度上升至攝氏 1000度，導入 TMG、TMA、NH3、CP2Mg，成長厚度為 20 nm之摻鎂之p型AlGaN層。然後，停止供給TMA，成長厚 度為50 nm之p型GaN層。其後，降溫至室溫，從成長爐中 取出蟲晶晶圓。 繼而，於該蟲晶晶圓上形成電極Al、C1。於後績之步 驟中，依序進行：藉由反應性離子蝕刻（RIE)而形成500 nm之台面；形成p透明電極（Ni/Au);形成p焊墊電極 (Ti/Au);形成η電極（Ti/Al);及電極退火（攝氏550度，1分 146693.doc -23- 201041181 鐘）。 圖6係表示a方向之偏離角與發光強度之關係之圖。圖6 中顯不發光波長隨a方向偏離角而有較大差異。此表示依 存於a方向偏離角之大小，Ιη(^Ν成膜時之銦結合能力不 同隨著a方向偏離角變大，銦結合能力變大。該增加有 利於袭作具有長波長之發光波長之發光元件。當GaN晶圓 之主面朝3方向具有〇〇5度以上之偏離角時，該範圍内之 偏離角之姻結合能力相較偏離角未達0.05度之GaN主面之 InGaN成長更佳。進而，在以相同之成膜條件而於c面GaN 晶圓上製作相同之LED結構時，發光波長為470 nm。當 GaN B曰圓之主面朝3方向具有〇〇8度以上之偏離角時，該範 圍内之偏離角之銦結合能力相較c面上之InGaN$長更優 異。 另一方面’與發光波長之變化較大之情況相比，發光強 度係大致固定。根據發明者等人之見解，在為了獲得長波 長之發光波長而變更成長條件時，發光強度會大幅減少。 由该貫驗得知，若具有a方向偏離角，則InGaN之膜質幾乎 不下降而可實現長波長化。即’在使用朝a方向具有〇1度 左右之偏離角之GaN晶圓時，可高品質地成膜銦組成較高 之InGaN。根據發明者等人之實驗而明確，在丨5度大小之 偏離角時’亦可高品質地成膜錮組成較高之InGaN。 並且’傾斜角可在〇.丨度以上、1度以下之範圍内。當 GaN b曰圓之主面之偏離角係從正爪面及正a面該等基準面而 偏離0.1度以上時，半導體磊晶層含有銦作為構成元素並 146693.doc •24· 201041181 顯示良好之結晶質量。另外，在偏離角為1度以下時，壓 電效應非常小。 實施例1中，已製作發光二極體結構，但在使GaN晶圓 主面朝a方向傾斜時，GaN晶圓之c面相對於晶圓主面始終 垂直。因此，可將GaN晶圓之c面用作解理面，故本實施 例之偏離角之方向對於製作半導體雷射器為有效。 (實施例2):發光二極體 準備4種GaN晶圓Ma、MO、Ml、C。在GaN晶圓Ma中， 〇 六方晶系GaN之m面係從m軸方向朝a轴方向以0.1度之偏離 角而傾斜，GaN晶圓Ma之主面係相對於m面以0.1度之偏離 角而傾斜。GaN晶圓MO、Ml含有正m面之主面。GaN晶圓 C含有正c面之主面。於該等GaN晶圓之主面上，以有機金 屬氣相成長法而製作發光二極體結構。原料係與實施例1 相同。 將GaN晶圓Ma、MO、C配置於反應爐之晶座上之後，在 ^ 攝氏1050度之溫度下，以27 kPa之爐内壓力流入NH3&H2 而進行10分鐘之熱處理。然後，在攝氏1100度之溫度下， 成長厚度為2000 nm之摻矽之GaN層。接著，使晶圓溫度 下降至攝氏850度，向成長爐内供給TMG、TMI、SiH4， . 成長厚度為100 nm之摻矽之InGaN緩衝層。 然後，使GaN晶圓Ma、MO、C之晶圓溫度上升至攝氏 870度，向成長爐内供給NH3及TMG，成長厚度為15 nm之 GaN障壁層。停止供給TMG，使晶圓溫度下降至攝氏750 度後，向成長爐内供給NH3及TMG，成長厚度為3 nm之 146693.doc -25- 201041181
InGaN井層。在InGaN井層之成長結束後，停止供給ΤΜΙ， 並減少TMG之流量而使GaN障壁層以低成長速度成長，同 時使晶圓溫度上升至攝氏870度。在攝氏870度之晶圓溫度 下增加TMG之流量，繼而成長GaN障壁層。GaN障壁層之 厚度總計為15 nm。接著，反覆進行兩次厚度為3 nm之 InGaN井層及厚度為15 nm之GaN障壁層之成長，製作包含 3週期之多重量子井結構。 然後，停止供給TMG及TMI，並且使晶圓溫度上升至攝 氏1100後，向成長爐内供給TMG、TMA、NH3、CP2Mg， 成長厚度為20 nm之摻鎂之p型AlGaN層。停止供給TMA， 成長厚度為50 nm之p型GaN層。其後，降溫至室溫，從成 長爐中取出磊晶晶圓。 關於GaN晶圓Ml，除活性層之成長條件外，使用上述之 成膜條件。作為GaN晶圓Ml之活性層之成長條件，InGaN 緩衝層之成長溫度為攝氏820度，InGaN井層之成長溫度為 攝氏720度。在GaN晶圓Ml之活性層之成長條件下，降低 InGaN井層之成長溫度，以使發光波長變長。 圖7係表不蟲晶晶圓Ejyia、Emo、Emi、Ec之圖。在該寺蠢 晶晶圓EMa、EM〇、EM1、Ec上形成電極，製作發光二極體 DMa、DM〇、DM1、Dc。為了形成電極而執行以下步驟： 藉由RIE而形成500 nm之台面； 形成P透明電極（Ni/Au);形成p焊墊電極（Ti/Au); 形成η電極（T i / A1)， 電極退火（攝氏550度，1分鐘）。 146693.doc -26- 201041181 對發光一極體DMa、〇M〇、DM1、Dc施加電流而進行發光 之測定。晶片尺寸為400 μπι方形，施加電流為12〇爪八。 測定結果如下所示。
裝置 、發光波長 、光輸出 D^ia ：523 nm 19 mW Dmo ：456 nm 21 mW Dmi ：515 nm 9 mW 〇c · 512 nm 14 mW 發光一極體DMa之發光波長係較正m面晶圓上之發光二 極體DM0更長之波長，但發光二極體〜及Dm〇之光輸出大 致為相同程度。另一方面’同一正m面晶圓上之發光二極 體DM1係藉由降低成長溫度而獲得較長之波長，故發光二 極體DM丨之光輸出相較發光二極體I、Dm。之光輸出為一 半以下的值。認為該下降係由於降低成長溫度而使 膜質劣化所導致。 Ο 發光二極體DMa之發光波長相較發光二極體DC為更長之 波長’但發光二極體DMa之光輸出高於其他發光二極體。 其原因如下：藉由使m面朝a方向傾斜而可獲得較高之銦結 ^能力；井層之膜質得到改善，並且由於InGaN之 壓電效應較小，故内部量子效率得到改善。 (實施例3):半導體雷射器 準備GaN晶圓。於該GaN晶圓中，六方晶系㈣以面從 m軸方向朝a軸方向以度之偏離角而傾斜，㈣晶圓之 主面相對於m面以〇.!度之偏離角而傾斜。 146693.doc -27- 201041181 在對GaN晶圓之表面實施熱處理之後，於攝氏"Μ度之 晶圓溫度下成長η型AlGaN包覆層。於n型AlGaN包覆層 上’在攝氏8 4 0度之晶圓溫度下成長下側光揭限層、活性 層及上側光侷限層。在攝氏1000度之晶圓溫度下，在上側 光侷限層上成長p型AlGaN電子阻擋層，並在psAiGaN電 子阻擋層上成長p型GaN接觸層。在p型GaN接觸層上，成 膜氧化矽膜等絕緣膜後，使用光微影及濕式蝕刻於絕緣 膜上形成10 μηι寬度之條狀窗口。在條狀窗口和絕緣膜上 形成陽極電極（Ni/Au)，進而藉由蒸鍍而成長焊墊電極 (Ti/Au)。於GaN晶圓之背面形成陰極電極（丁i/Al)，進而藉 由蒸鑛而成長焊塾電極（Ti/Au)。經該等步驟製作出基板成 品。 X 800 μπι間隔於c面上劈開基板成品，製作增益引導型 雷射益。於解理端面之一面形成反射率為嶋之高反射 膜，並且於解理蛾面夕工…、 而面之另一面形成反射率為95%之高反射 膜。 增^引導型雷射器係以波長彻㈣及閾值電流Μ kAcm_進行減。增益引導型雷射n之㈣n其Μ 下藉由使m面具有a方向偏離角而可獲得較高之铜結合 能力；.Ιη_井層之膜質量得到改善，並且由於InGaN井 2壓電效應非常小，故㈣量子效率得到改善。自然放 具有線性偏光性，其方向與雷射ϋ之TE模式-致，故 光放大效率較高。 根據該氣化鎵系半導體光元件，支持體之主面之偏離角 146693.doc •28- 201041181 係從正m面及正a面該等基準面而偏離〇〇5度以上，故支持 體可提供顯示良好之結晶質量之InGaN井層。又，支持體 之主面之偏離角係從正!!!面及正a面該等基準面而偏離未達 15度，故用於活性層之inGaN井層具有較低之壓電效應。 本實施形態中，已說明例如藉由使m面朝a軸方向偏離來 改善銦結合特性之情況，但根據發明者等人之實驗，藉由 使a面朝m軸方向傾斜亦可改善銦結合特性。 〇 以上於較佳實施形態中圖示說明本發明之原理，但本領 域技術人員可認識到，本發明可不脫離上述原理而於配置 及詳細情況方面進行變更。本發明並非限定於本實施形態 所揭不之特定之構成。因此，對來自申請專利範圍及其精 神範圍内之所有的修正及變更申請權利。 【圖式簡單說明】 圖1係概略表示本實施形態之氮化鎵系半導體光元件之 結構之圖。 〇 圖2係概略表示本實施形態之氮化鎵系半導體光元件之 結構之圖。 圖3係於GaN晶圓上製作圖1及圖2所示之用於半導體發 光元件之結構之磊晶晶圓的步驟圖。 圖4〇)、（b)係表示用於發光二極體及半導體雷射器之磊 晶晶圓E之結構之圖。 圖5係表示實施例之發光二極體之結構之圖。 圖6係表示a方向之偏離角與發光波長及發光強度之關係 之圖。 146693.doc •29- 201041181 7(a)⑷係表示蟲晶晶圓EMa、em〇、EM1、Ec之圖。 【主要元件符號說明】 10 11a 13 13a、51a 13b 15 ' 21 、 53 17、55 19、71 20 > 73 23 、 57 、 65 25 27 29 31 33、63 35a、35b 37a、37b 39a ' 39b 41 41a、41b 45 47 成長爐 氮化鎵系半導體光元件 GaN支持體 主面 背面
GaN系半導體區域 活性層 井層 障壁層 電子阻擋層 P型包覆層 P型接觸層 第1光侷限層 第2光侷限層 發光層 第1電極 第2電極 半導體積層 保護膜 端面 η型半導體區域 η型緩衝層 146693.doc -30- 201041181
51 GaN晶圓 59 接觸層 61 包覆層 67 ' 69 第2導電型包覆層 75、77 光侷限層 A1、Cl 電極 An 法線軸 A〇ff 偏離角 Ax 轴 CR 晶體座標系 〇Ma ' Dm〇 ' DmI ' 〇C 發光二極體 E ' Εμ& ' Em〇 ' Emi ' Ec 蟲晶晶圓 LI 出射光 L2 光 Ma、MO、Ml、C GaN晶圓 S 正交座標系 Sm m面 VM、VN 向量 146693.doc -31

Claims (1)

  1. 201041181 七、申請專利範圍： 1. 種氮化鍊系半導體光元件’其特徵在於包括： 支持體，其包含第丨氮化鎵系半導體，並具有主面， 該主面係從與沿著該第1氮化鎵系半導體之m軸及a軸中 之一個晶軸之方向延伸之基準軸正交的基準面起，朝該 第1氮化鎵系半導體之m軸及a軸中之另一個晶軸之方向 以0.05度以上、未達15度之範圍之傾斜角而傾斜； 第1導電型氮化鎵系半導體區域，其設置於上述主 D 上：及 用於活性層之半導體磊晶層，其設置於上述第i導電 型氮化鎵系半導體區域上；且 上述半導體磊晶層係包含第2氮化鎵系半導體； 上述第2氮化鎵系半導體係含有銦作為構成元素； 上述半導體蟲晶層之麵組成大於; 上述第2氮化鎵系半導體之m面及a面之任一者皆相對 於著上述主面之法線之法線方向延伸的法線軸而傾 Θ 斜。 2.如請求項1之氮化鎵系半導體光元件，其係更包括設置 於上述第1導電型氮化鎵系半導體區域上之障壁層，該 障壁層包含第3氮化鎵系半導體；且 上述半導體磊晶層係用於上述活性層之井層. 上述井層之上述第2氮化鎵系半導體係包jlnGaN; 上述障壁層之上述第3氮化鎵系半導體為或 InGaN ； I46693.doc 201041181 上述弟3氬化鎵系半導體之m面及a面之任一者皆相對 於上述法線轴而傾斜。 3. 如請求項1或2之氮化鎵系半導體光元件，其中 上述傾斜角為0.08度以上。 4. 如請求項1或2之氮化鎵系半導體光元件，其中 上述傾斜角係在0· 1度以上、1度以下之範圍内。 5. 如請求項1至4中任一項之氮化鎵系半導體光元件，其係 包括： 設置於上述活性層上之第2導電型氮化鎵系半導體區 域； 设置於上述第2導電型氮化鎵系半導體區域上之第1電 極；及 設置於上述支持體之背面上之第2電極；且 上述支持體係包含導電性GaN。 6. 如請求項1至5中任一項之氮化鎵系半導體光元件，其中 上述活性層係被設置為可生成在370 nm以上、650 nm 以下之波長範圍内具有峰值波長之光。 7. 如請求項1至6中任一項之氮化鎵系半導體光元件，其中 上述活性層係被設置為可生成在48〇 nm以上、600 nm 以下之波長範圍内具有聲值波長之光。 8. 如請求項1至7中任一項之氮化鎵系半導體光元件，其為 半導體雷射器，且更包括 用於該半導體雷射器之共振器之端面，該端面係與和 上述支持體之上述主面平行之軸交又； 146693.doc 201041181 • 上述端面係相對於與上述共振器之光波導之方向正交 的面以-1度以上、+1度以下之範圍之角度而傾斜。 9.如請求項1至7中任一項之氮化鎵系半導體光元件，其係 t包括與和上述支持冑之上述主面平行之軸交又的第丄 解理面及第2解理面；且 上述第1解理面及第2解理面構成半導體雷射器之共振 器。 1〇.如請求項1至9中任一項之氮化鎵系半導體光元件，其中 上述基準軸係沿著上述第遣化鎵系半導體之瓜軸方向 而延伸。 11. 如請求項1至9中任一項之氮化鎵系半導體光元件，其中 上述基準軸係沿著上述第〖氮化鎵系半導體之a軸方向 而延伸。 12. —種製造氮化鎵系半導體光元件之方法，其特徵在於包 括以下步驟： ◎ 準備晶圓，該晶圓包含第1氮化鎵系半導體，並具有 主面，該主面係從與沿著該第i氮化鎵系半導體之m軸及 a軸中之一個晶軸之方向延伸之基準軸正交的面起，朝 该第1氮化鎵系半導體之m軸及&軸中之另一個晶軸之方 向以0_05度以上、未達15度之範圍之傾斜角而傾斜； 在上述主面上成長第1導電型氮化鎵系半導體區域；及 在上述第1導電型氮化鎵系半導體區域上成長用於活 性層之半導體磊晶層；且 上述半導體磊晶層係包含第2氮化鎵系半導體； 146693.doc 201041181 上述第2氮化鎵系半導體係含有銦作為構成元素. 上述半導體磊晶層之銦組成大於〇.1 ; 上述第2氮化鎵系半導體之m面及&面之 ^ 又任—者皆相對 於沿著上述主面之法線方向延伸之法線輛而傾斜。 13_如請求項12之製造氮化鎵系半導體光元 1干之方法，其係 更包括以下步驟： 在上述第1導電型氮化鎵系半導體區域上成長用於上 述活性層之障壁層；且 上述障壁層係包含第3氮化鎵系半導體； 上述半導體磊晶層係用於上述活性層之井声· 上述井層之上述第2氮化鎵系半導體係包含1116&1^; 上述障壁層之上述第3氮化鎵系半導體為或 InGaN ; 上述活性層係被設置為可生成在48〇 nm以上、6〇〇 nm 以下之波長範圍内具有峰值波長之光。 14.如請求項12或13之製造氮化鎵系半導體光元件之方法， 其中 上述傾斜角為〇·〇8度以上。 15_如請求項13或14之製造氮化鎵系半導體光元件之方法， 其中 上述傾斜角係跨及上述晶圓之上述主面而分布。 16.如請求項12至15中任-項之製造氮化鎵系半導體光元件 之方法，其係更包括以下步驟： 在上述活性層上成長第2導電型氮化録系半導體區 146693.doc 201041181 域； 在上述第2導電型氮化錄系半導體區域上形成第工電 極’亚且在上述晶圓之背面上形成第2電極，以製作基 板成品；及 劈開上返基板成品，形成用於共振器之解理面；且 上述晶圓係包含導電性GaN。 17 Ο ❹ 18. -種蟲晶晶圓，其特徵在於：其係用於氮化鎵系半導體 光元件者，且包括： 晶圓，其包含第1氮化鎵系半導體，並具有主面，該 主面係從與沿著該第丨氮化鎵系半導體之瓜軸及&軸中之 -個晶軸之方向延伸之基準軸正交的面起，朝該糾氮 化鎵系半導體之瓜軸及a軸中之另一個晶軸之方向以〇 Μ 度以上、未達15度之範圍之傾斜角而傾斜； 氮化鎵系半導體區域，其設置於上述主面上；及 用於活性層之半導體蟲晶層’其設置於上述氮化鎵系 半導體區域上； 上述半導體磊晶層係包含第2氮化鎵系半導體； 上述第2氮化鎵系半導體係含有銦作為構成元素； 上述半導體磊晶層之銦組成大於〇.1 ; 上述第2氮化鎵系半導體之m面及a面之任—者皆相對 於沿著上述主面之法線方向延伸之法線軸而傾斜； 上述傾斜角係跨及上述晶圓之上述主面而分布。 如凊求項17之磊晶晶圓，其係更包括設置於上述氮化鎵 系半導體區域上之障壁層；且 146693.doc 201041181 上述半導體磊晶層係用於上述活性層之井層； 上述井層係包含InGaN ; 上述障壁層為GaN或InGaN。 19·如請求項17或18之磊晶晶圓，其中 上述傾斜角為0.08度以上。 20.如請求項18或19之磊晶晶圓，其中 上述活性層係含有在480 nm以上、600 nm以下之波長 範圍内具有峰值波長之光致發光光譜。 〇
    146693.doc
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