TW201431119A - 三族氮化物半導體發光元件之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中在藉由形成一井層、一覆蓋層、及一障壁層以形成發光層時，一面抑制對井層的損害之發生，一面形成具有優越平坦度及結晶性的井層。在發光層的形成中，設置複數之凹洞於發光層中，令凹洞直徑D在120nm至250nm的範圍內。發光層的形成步驟包含：形成障壁層、形成井層、及形成覆蓋層的步驟。障壁層的生長溫度比井層的生長溫度高出了一段溫度，該段溫度係於65℃至135℃間範圍內的任何溫度。
Description
本發明係關於一種三族氮化物半導體發光元件之製造方法，尤有關於一種具有量子井結構，且井層和障壁層於此量子井結構中沉積的三族氮化物半導體發光元件之製造方法。
三族氮化物半導體發光元件具有經由電子與電洞的再結合來發射光的一發光層。該發光層具有數個井層及數個障壁層。障壁層的能隙係大於井層的能隙。有一些半導體發光元件具有藉由反覆地沉積井層和障壁層所形成的多重量子井結構(MQW結構)。
井層和障壁層係具有不同成分的半導體層。一般而言，井層和障壁層之間的生長溫度係不同的。因此，在具有多重量子井結構之發光層的形成中，已於低生長溫度下形成的半導體層會在高生長溫度下形成一半導體層時受到損害。更具體而言，於低溫下生長的半導體層的結晶性可能因在高溫環境中停留一段既定時間而惡化。例如：井層中所包含的銦部份地蒸發掉，導致該井層的成分不均勻。
因此，可於低溫下生長的半導體層上設置保護層。例如：日本專利申請公開案第H11-68159號揭露於低生長溫度下形成一井層之後，於該井層上形成一覆蓋層的技術([0013]段及圖2)。此覆蓋層在以高生長溫度來形成一障壁層的溫度上升過程中消失([0013]段及圖2)。因此，可在不損害井層的情況下形成發光層。
然而，在覆蓋層消失後，井層會直接被留在高溫的環境中。所以，在一些情形中，井層並非平坦的，或井層會受到損害。結果，井層的結晶性會惡化。換句話說，半導體發光元件的光發射效率可能降低。
本發明係為了解決習知技術所涉及的前述問題而完成者。因此，本發明之目的係為了提供一種三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中在藉由形成一井層、一覆蓋層、以及一障壁層以形成發光層時，，於抑制對井層的損害出現的情況下，形成具有優越平坦度及結晶性的井層。
在本發明的第一實施態樣中，將提供一種三族氮化物半導體發光元件之製造方法，該方法係用於在基板的主要表面上形成三族氮化物半導體層。三族氮化物半導體發光元件之製造方法包含形成一發光層的步驟。形成該發光層的步驟更包含形成一障壁層的步驟、形成一井層於該障壁層上的步驟、以及形成一覆蓋層於該井層上的步驟之數個步驟。於障壁層形成步驟中的基板溫度比於井層形成步驟中的基板溫度高出了一段溫度，該段溫度係於65℃至135℃間範圍內的任何溫度。接著，於發光層的形成步驟中，將於發光層頂面處所測量的平均凹洞直徑調整為120nm至250nm的範圍內。
在此三族氮化物半導體發光元件之製造方法中，由於熱分解和往凹洞內的擴散，發光層中的一部份覆蓋層因而消失掉了。因此，乃可抑制由於覆蓋層的消失對井層所造成的損害。此外，將擴散作用後的凹洞之尺寸調整至一定範圍內。亦即，可產生具有良好結晶性的井層、且具有最適化尺寸範圍的凹洞之半導體發光元件。
本發明的第二實施態樣係關於三族氮化物半導體發光元件之製造方法的具體實施例，其中於形成發光層時，將於發光層底面處所測量的平均凹洞直徑調整為50nm至170nm的範圍內。
本發明的第三實施態樣係關於三族氮化物半導體發光元件之製造方法的具體實施例，其中於形成井層時，形成一含銦層。
本發明的第四實施態樣係關於三族氮化物半導體發光元件之製造方法的具體實施例，其中於形成覆蓋層時，將覆蓋層的分解和擴散速率調整到0.010Å/秒至0.025Å/秒的範圍內。即便在這個情形中，亦可以產生具有一發光層的半導體發光元件，其中各半導體層具有高度的平坦度，且井層損害較少並具有優越之結晶性。
本發明的第五實施態樣係關於三族氮化物半導體發光元件
之製造方法的具體實施例，其中於形成發光層時，至少2Å以上厚度的覆蓋層會殘留下來，且於殘留的覆蓋層上形成障壁層。在形成障壁層時的溫度上升期間，因熱分解及朝凹洞內的擴散而導致覆蓋層完全消失的可能性不存在。因此，幾乎不具有對井層造成損害的可能性。
本發明的第六實施態樣係關於三族氮化物半導體發光元件之製造方法的具體實施例，其中於形成發光層時，將發光層的總厚度調整到500nm至700nm的範圍內。這是因為具有較佳凹洞直徑的凹洞容易形成。
本發明可提供一種三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中在藉由形成井層、覆蓋層、以及障壁層以形成發光層時，可在抑制對井層的損害之發生的情況下，形成具有優越平坦度及結晶性的井層。
100‧‧‧發光元件
110‧‧‧基板
120‧‧‧低溫緩衝層
130‧‧‧n型接觸層
140‧‧‧n型ESD層
150‧‧‧n型SL層
151‧‧‧InGaN層
152‧‧‧n型GaN層
160‧‧‧發光層
161‧‧‧障壁層
162‧‧‧井層
163‧‧‧覆蓋層
170‧‧‧p型包覆層
171‧‧‧p型InGaN層
172‧‧‧p型AlGaN層
180‧‧‧p型接觸層
在結合附圖參照以下較佳實施例的詳細描述而更好理解之後，吾人可以更容易地理解本發明的各種不同目的、特徵、及伴隨之諸多優點，於附圖中：圖1係根據一實施例之三族氮化物半導體發光元件之結構的示意圖；圖2係根據該實施例之形成三族氮化物半導體發光元件之半導體層的層部結構示意圖；圖3係根據該實施例之三族氮化物半導體發光元件中所設置的凹洞形狀之示意圖；圖4係用以說明根據實施例的三族氮化物半導體發光元件之製造方法的示意圖(第1部分)；圖5係用以說明根據實施例的三族氮化物半導體發光元件之製造方法的示意圖(第2部分)；圖6係說明於發光層頂面處的凹洞直徑與發光元件之相對光輸出之間的關係之圖式；圖7係說明於發光層底面處的凹洞直徑與發光元件之相對光輸出之間的關係之圖式；圖8係說明井層與障壁層的生長溫度差與發光元件之相對光輸出之間的關係之圖式；及圖9係說明井層和障壁層的生長溫度差與覆蓋層的分解和擴散速率之間的
關係之圖式。
以下，將以半導體發光元件之製造為例，參照附圖說明本發明的具體實施例。然而，本發明並非僅限於這些實施例。形成後述發光元件之層部和電極的結構僅為範例，且可和後述實施例中的那些例子有所不同，自不待言。示意性地顯示於圖中之每層的厚度並不符合其實際的大小。又，後述的凹洞尺寸係顯示為大於其實際的值。
圖1係根據本實施例之三族氮化物半導體發光元件100的結構示意圖。圖2係形成三族氮化物半導體發光元件100之半導體層的層部結構示意圖。發光元件100係一種面朝上型(face-up-type)的半導體發光元件。發光元件100具有由三族氮化物半導體所形成的複數個半導體層。
如圖1所示，發光元件100具有一基板110、一低溫緩衝層120、一n型接觸層130、一n型ESD層140、一n型SL層150、一發光層160、一p型包覆層170、一p型接觸層180、一n型電極N1、一p型電極P1、及一鈍化膜F1。
各半導體層依下列順序形成於基板110的主要表面上，亦即：低溫緩衝層120、n型接觸層130、n型ESD層140、n型SL層150、發光層160、p型包覆層170、以及p型接觸層180。n型電極N1形成於n型接觸層130上，且p型電極P1形成於p型接觸層180上。
基板110係作為一種生長基板，具有一主要表面，藉由MOCVD法於其主要表面上形成上述各半導體層。基板110的該表面可加以壓印凹面和凸面。基板110係以藍寶石製成。除藍寶石外，也可使用如SiC、ZnO、Si、及GaN的材料。
低溫緩衝層120係用以維持基板110的結晶結構而形成基板110的一上層。因此，低溫緩衝層120形成於基板110的主要表面上。低溫緩衝層120係由例如AlN或GaN製成。
n型接觸層130係用以和n型電極N1歐姆接觸。n型接觸層
130形成於低溫緩衝層120上。n型接觸層130位於n型電極N1之下方。n型接觸層130係一種具有1×1018/cm3以上之Si濃度的n型GaN層。為了增強與n型電極N1歐姆接觸的目的，n型接觸層130可由具有不同載子濃度的複數層來形成。n型接觸層130的厚度係例如4μm。當然，也可使用其他的厚度值。
n型ESD層140係作為一種用於防止各半導體層靜電破壞的靜電破壞電壓改善層。n型ESD層140形成於n型接觸層130上。n型ESD層140係藉由沉積未摻雜的i-GaN及n型GaN而形成的一種半導體層。n型ESD層140具有300nm的厚度。
n型SL層150係作為一種用於放鬆施加於發光層160之應力的應變鬆弛層。更具體而言，n型SL層150係一種具有超晶格結構的n型超晶格層。n型SL層150形成於n型ESD層140上。如圖2所示，n型SL層150藉由反覆地沉積層部單元(layer unit)而形成，每個層部單元由一InGaN層151及一n型GaN層152所形成。反覆沉積的次數係10至20次。然而，次數可超出此範圍。
發光層160經由電子與電洞再結合而發射光。發光層160形成於n型SL層150上。發光層160藉由反覆地沉積層部單元而形成，每個層部單元係由一障壁層161、一井層162、及一覆蓋層163所形成。亦即，發光層160具有多重量子井結構(MQW結構)，於其中反覆地沉積層部單元。覆蓋層163係作為一種用來保護井層162免於受到加熱的保護層，例如發揮避免銦從井層162中昇華的功能。反覆沉積的次數例如為5次。然而，次數可超出此範圍。障壁層161係例如GaN層或AlGaN層。井層162係例如InGaN層。覆蓋層163係例如GaN層。這些情形僅僅為範例。然而，井層162係一種含銦層。
障壁層161的厚度係10Å至100Å之間。井層162具有10Å至50Å的厚度。覆蓋層163具有2Å至18Å的厚度。這些數值僅僅為範例。只要覆蓋層163的厚度係至少2Å以上，也可採用其他的範圍。
發光層160的總厚度係500nm至700nm。
p型包覆層170形成於發光層160上。如圖2所示，p型包覆層170係藉由反覆地沉積一p型InGaN層171及一p型AlGaN層172而
形成。例如：反覆沉積的次數為5次。p型InGaN層171所具有的In成份比例為0.05至0.12。p型InGaN層171具有2nm的厚度。p型AlGaN層172具有的Al的成份比例為0.25至0.4。p型AlGaN層172具有2.5nm的厚度。這些數值僅僅為範例，亦可採用其他的數值。或者，也可採用其他的結構。
p型接觸層180形成於p型包覆層170上。p型接觸層180係用來與p型電極P1歐姆接觸。p型接觸層180具有80nm的厚度。p型接觸層180以1×1019/cm3至1×1022/cm3的Mg濃度來與Mg摻雜。
p型電極P1形成於p型接觸層180上。p型電極P1與p型接觸層180歐姆接觸。p型電極P1係由ITO所製成。
n型電極N1形成於n型接觸層130上。n型電極N1與n型接觸層130歐姆接觸。n型電極N1藉由依序形成V膜和Al膜於n型接觸層130上而形成。或者，n型電極N1可藉由依序形成Ti膜和Al膜而形成。然而，膜的種類並非僅限於此。
鈍化膜F1覆蓋於n型接觸層130、n型ESD層140、n型SL層150、發光層160、p型包覆層170、和p型接觸層180的側面，並覆蓋於p型電極P1和n型電極N1的部份。換句話說，p型電極P1、及n型電極N1的剩餘部份並沒有被鈍化膜F1所覆蓋，而係曝露的。鈍化膜F1由例如SiO2所製成。
圖3顯示設置於發光元件100中的凹洞X。在圖3中，僅描繪出發光元件100的半導體。凹洞X於穿透差排(threading dislocation)處產生。凹洞X於n型ESD層140開始生長。亦即，於基板110上朝上生長的穿透差排，於n型ESD層140膜內朝側邊方向(亦即與穿透差排生長方向正交之方向)擴展。因此，而形成凹洞X。接著，凹洞X持續成長，直到其達到p型接觸層180為止。
圖3顯示凹洞X的凹洞直徑D。於本實施例中，凹洞直徑D係於發光層160頂面處所測量的全部凹洞X的平均直徑。亦即，凹洞直徑D係在發光層160與p型包覆層170之間的界面S1處的凹洞X之平均直徑。
凹洞X的凹洞直徑D係依n型ESD層140的厚度以及生長
n型ESD層140的溫度而變化。當n型ESD層140的厚度增加時，凹洞直徑D也會增加。相反的，當n型ESD層140的厚度減少時，凹洞直徑D也會減少。並且，當n型ESD層140生長溫度提升時，凹洞直徑D減少。相反的，當n型ESD層140生長溫度降低時，凹洞直徑D則增加。因此，凹洞直徑D可經由調整n型ESD層140的厚度及生長溫度而加以調節。即便在形成n型ESD層或更上層的半導體層時，半導體層的厚度或生長溫度，與凹洞直徑D間的關係仍為相同。
在本實施例中，凹洞直徑D滿足以下方程式(1)：120nm≦D≦250nm.........(1)亦即，凹洞直徑D係介於120nm至250nm之間。方程式(1)將於以下所說明的『實驗』部份加以詳細敘述。
圖3顯示n型SL層150之凹洞X的直徑D1。n型SL層150之凹洞X的直徑D1係於發光層160底面處所測量的全部凹洞X的平均直徑。亦即，凹洞X的直徑D1係於n型SL層150與發光層160之間的界面S2處所測量的全部凹洞X之平均直徑。
在本實施例中，當形成障壁層161時與當形成井層162時之間的基板溫度差係滿足以下方程式(2)：65℃≦△T≦135℃.........(2)
△T=T1-T2
△T：生長溫度差
T1：障壁層的生長溫度
T2：井層的生長溫度
換句話說，當形成障壁層161時的基板溫度比當形成井層162時的基板溫度高出了65℃至135℃。此處，T1係障壁層161的生長溫度，亦即當形成障壁層161時的基板溫度。T2係井層162的生長溫度，亦即當形成井層162時的基板溫度。△T係障壁層161和井層162之間的生長溫度差，亦即當形成障壁層161時的基板溫度與當形成井層162時的基板溫度之間的溫度差。
以下，將描述根據本實施例的半導體發光元件100之製造方法。前述各半導體層係藉由有機金屬化學氣相沉積方法(MOCVD)以磊晶結晶生長方式形成。使用於該方法中的載體氣體係氫氣(H2)、氮氣(N2)、或氫氣和氮氣的氣體混合物(H2+N2)。氨氣(NH3)係作為一種氮源。三甲基鎵(Ga(CH3)3)係作為一種Ga源。三甲基銦(In(CH3)3)係作為一種In源。三甲基鋁(Al(CH3)3)係作為一種Al源。矽烷(SiH4)係作為一種n型摻雜氣體。環戊二烯基鎂(Mg(C5H5)2)係作為一種p型摻雜氣體。
首先，於基板110的主要表面上形成低溫緩衝層120。於緩衝層120上形成n型接觸層130。於此步驟中，將基板溫度調整到1,080℃至1,140℃間。矽濃度係1×1018/cm3以上。
接著，於n型接觸層130上形成n型ESD層140。於此步驟中，停止矽烷(SiH4)的供給，且形成i-GaN。此後，再次供給矽烷(SiH4)，並形成n型的GaN層。將基板溫度調整到750℃至950℃的範圍內。如圖4所示，於此步驟中，形成凹洞X1。隨著半導體層的生長，凹洞X1會成長為凹洞X。依此方式，於形成凹洞X1時，形成n型ESD層140。
接著，形成n型SL層150。首先，於n型ESD層140上形成InGaN層151，其後於InGaN層151上形成n型GaN層152。而後，將InGaN層151及n型GaN層152的組合使用作為一層部單元，且反覆地形成該單元。
接著，藉由反覆地沉積層部單元而形成發光層160，各層部單元係由障壁層161、井層162、及覆蓋層163依此順序沉積而形成。換句話說，發光
層之形成步驟包含形成障壁層161，於該障壁層161上形成井層162，及於該井層162上形成覆蓋層163的數個步驟。反覆地執行這些步驟。因此，於覆蓋層163上再次形成障壁層161。
障壁層161的生長溫度與井層162間的生長溫度間之差值滿足方程式(2)。亦即，障壁層形成時的基板溫度比井層形成時的基板溫度高出了65℃至135℃。將生長井層162時的基板溫度調整到730℃至850℃的範圍內。
此外，障壁層形成時的生長溫度高於覆蓋層形成時的生長溫度。因此，於障壁層形成時，將基板溫度升高，直到基板溫度達到障壁層161的生長溫度為止。由於熱分解及朝凹洞X內的擴散，導致一部分的覆蓋層163因為溫度提升而消失。
當再次形成障壁層161時，覆蓋層163不會完全地消失。至少2Å以上厚度的覆蓋層163會殘留下來。此可以防止銦從井層162中昇華，且可以防止銦從半導體層中被分離開來。剩餘的覆蓋層163部份填入於凹洞X的內部。因此，覆蓋層163的表面係平坦的。於剩餘的覆蓋層163上再次形成障壁層161。
將發光層160的總厚度調整到500nm至700nm的範圍內。這是因為當凹洞直徑D滿足方程式(1)，凹洞X得以輕易地形成。又，藉由將發光層160頂面處的凹洞直徑D調整到120nm至250nm的範圍內，而形成發光層160。
接著，藉由反覆地沉積p型InGaN層171和p型AlGaN層172，而形成p型包覆層170。
接著，形成p型接觸層180。將基板溫度調整到900℃至1050℃的範圍內。藉此，而如圖5所示，於基板110上沉積數個半導體層。此刻，凹洞X形成為涵蓋於由n型ESD層140一直到p型接觸層180之區域。
接著，於p型接觸層180上形成p型電極P1。藉由雷射輻射或蝕刻方式從p型接觸層180部份地移除沉積的半導體層結構，以曝露出n型接觸層130。於n型接觸層130的曝露區域上形成n型電極N1。p型電極P1的形成以及n型電極N1的形成可以任何順序進行。
接著，將數個半導體層的側面、p型電極P1的一部份、及n型電極N1一部份以鈍化膜F1來覆蓋。雖然鈍化膜F1的範例為一SiO2膜，但也可使用其他的透明絕緣膜。或者，將發光元件100的整體以鈍化膜F1覆蓋後，將必要的部份會曝露出來。
除了前述的步驟外，也可執行熱處理及其他的步驟。經由執行這些步驟，而完成圖1所示的發光元件100之製造。
對形成於發光元件100上的凹洞X和半導體發光元件的光輸出之間的關係加以研究。茲將詳細描述為了研究而進行的實驗。在此實驗中，如表1所示，AlGaN層形成為發光層的障壁層，InGaN層形成為發光層的井層，及GaN層形成為發光層的覆蓋層。障壁層的Al成份比例係0.05。井層的In成份比例係0.2。障壁層的生長溫度係900℃，且井層與覆蓋層的生長溫度係800℃。將藉由反覆地沉積以上數層而形成的發光層總厚度調整至600nm。
圖6係顯示發光層160的凹洞直徑D和半導體發光元件的相對光輸出之間的關係之圖式。圖6中，於凹洞直徑D係250nm時的半導體發光元件的光輸出，係設定成參考值(亦即1)。當凹洞直徑D為非參考值的值時，則繪出相對於參考值的光輸出值。
如圖6所示，於區域R1的範圍中，相對的光輸出值係於參考值的±5%內。區域R1係滿足方程式(1)的範圍。亦即，在滿足方程式(1)的凹洞直徑D範圍內，半導體發光元件的光輸出係足夠的。
將數據點由圖6中所顯示的圖形之左側，即依凹洞直徑D的遞增順序標號為J1、J2、J3、J4、J5以及J6。
圖7顯示在發光層160的底面S2處所測量的凹洞X的直徑D1和半導體發光元件相對光輸出之間的關係。圖7中，於凹洞X的直徑D1為170nm時的半導體發光元件之光輸出設定成參考值(亦即1)。當凹洞直徑D1為非參考值的值時，則繪出相對於參考值的光輸出值。
如圖7所示，於區域R2的範圍中，相對的光輸出值係於參考值的±5%範圍內。於發光層160的底面S2處所測量的全部凹洞X的平均直徑D1係落在滿足以下方程式(3)的範圍內(於圖7中區域R2的範圍內)：50nm≦D1≦170nm.........(3)亦即，較佳的情況是：藉由將於發光層160的底面S2處所測量的全部凹洞X的平均直徑D1調整到50nm至170nm的範圍內來形成發光層160。
將數據點從圖7中顯示的圖形之左側，亦即依凹洞直徑D1的遞增次序標號為K1、K2、K3、K4、K5以及K6。
圖8係說明障壁層161和井層162間的生長溫度差與發光元件的相對光輸出之間的關係之圖式。圖8中，於障壁層161和井層162的生長溫度差係100℃時的光輸出值設定成參考值(亦即1)。表1說明當設定參考值時，半導體發光元件中之數層的生長溫度。
如圖8所示，於區域R3的範圍中，相對的光輸出值係於參考值的±5%範圍內。區域R3係滿足上述方程式2的範圍。
圖9係說明障壁層161和井層162間的生長溫度差與覆蓋層163的分解和擴散速率之間的關係之圖形。如圖9中所示，當障壁層161和井層162的生長溫度差增大時，覆蓋層163的分解和擴散速率增大。當障壁層161和井層162間無生長溫度差時，覆蓋層163不會擴散。
如本文所用，「分解和擴散」之用語係指覆蓋層163的消失速率，覆蓋層163的消失速率係由覆蓋層163因為溫度上升期間的熱分解而消失的成分，加上覆蓋層163滲入至凹洞X中的成分而獲得。當覆蓋層163的分解和擴散速率V滿足以下方程式4時，障壁層161和井層162間的生長溫度差滿足方程式2。
0.010Å/sec≦V≦0.025Å/sec.........(4)
V：覆蓋層163的分解和擴散速率
可以將由覆蓋層的形成至障壁層的形成之間的溫度上升所致之分解和擴散速率，調整到0.01Å/秒至0.025Å/秒的範圍內。因此，當滿足方程式4時，半導體發光元件的光輸出是高的。圖9中，區域R4係滿足方程式2的範圍，而區域R5係滿足方程式4的範圍。
如此，由於從覆蓋層的形成到障壁層的形成之間的溫度上升，使得一部份的覆蓋層163被分解，並使剩餘的覆蓋層163移入凹洞X中。因為是覆蓋層163消失，而非井層162，所以幾乎不會對井層162造成損害。剩餘的覆蓋層163適當地填入凹洞X。因此，可以形成平坦的井層162，亦即可以形成帶有優越結晶性的發光層160。
當發光層160的井層162具有滿足0<X≦0.4的In成份比例X時，可以應用本發明。
在本實施例中，AlGaN層係作為發光層160的障壁層161，InGaN層係作為井層162，以及GaN層係作為覆蓋層163。然而，AlInGaN層可作為井層162。此外，InGaN層、AlGaN層、及AlInGaN層中的任何一者可作為障壁層161以及覆蓋層163。然而，發光層160的井層162具有最小的能隙。障壁層161及覆蓋層163可由不同的材料製成。
在前述的實施例中，p型電極P1係由ITO所形成，ITO為一種透明導電性氧化物。然而，也可使用ITO以外的透明導電性氧化物，如：ICO、IZO、ZnO、TiO2、NbTiO2、及TATiO2。可於p型電極P1上設置由金屬材料製成的金屬電極。或者，可於p型電極P1上設置其他電極。
上述的變形例可任意加以組合應用。
如以上所述，於本實施例的發光元件100中，於發光層160之頂面S1處所測量的凹洞直徑D係120nm至250nm之間。障壁層161的生長溫度比井層162的生長溫度高出了65℃至135℃範圍內的任何溫度。因此，可以提供於發光層160中的井層平坦，並具有高結晶性的發光元件100。
因前述實施例僅僅為範例，所以吾人應能明白熟習本技術領域者可以在不脫離本發明之範疇內，執行各種變化及變形。沉積體的沉積結構不一定受限於圖示內容，而可以任意決定沉積結構、或各層部的重複次數等。形成的方法不限於有機金屬化學氣相沉積法(MOVCD)，只要是藉由載氣進行結晶生長的方法，任何其他的方法均可採用。亦即，可藉由液相磊晶法、分子束磊晶法、或其他磊晶生長技術來形成半導體層。
130‧‧‧n型接觸層
140‧‧‧n型ESD層
150‧‧‧n型SL層
151‧‧‧InGaN層
152‧‧‧n型GaN層
160‧‧‧發光層
161‧‧‧障壁層
162‧‧‧井層
163‧‧‧覆蓋層
170‧‧‧p型包覆層
171‧‧‧p型InGaN層
172‧‧‧p型AlGaN層
180‧‧‧p型接觸層
Claims (12)
- 一種三族氮化物半導體發光元件之製造方法，該三族氮化物半導體發光元件具有於一基板主要表面上的三族氮化物半導體層，該方法包含：形成一發光層，形成該發光層的步驟更包含複數個步驟：形成一障壁層；形成一井層於該障壁層上；且形成一覆蓋層於該井層上；其中於該障壁層形成中的基板溫度比於該井層形成中的基板溫度高出了一段溫度，該段溫度係於65℃至135℃間範圍內的任何溫度；且其中在該發光層的形成中，將於該發光層頂面處所測量的一平均凹洞直徑調整到120nm至250nm的範圍內。
- 如申請專利範圍第1項的三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中於該發光層的形成中，將於該發光層底面處所測量的一平均凹洞直徑調整到50nm至170nm的範圍內。
- 如申請專利範圍第1項的三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中於該井層的形成中，形成一含銦層。
- 如申請專利範圍第2項的三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中於該井層的形成中，形成一含銦層。
- 如申請專利範圍第1項的三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中於該覆蓋層的形成中，將該覆蓋層的分解和擴散速率調整到0.010Å/秒至0.025Å/秒的範圍內。
- 如申請專利範圍第2項的三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中於該覆蓋層的形成中，將該覆蓋層的分解和擴散速率調整到0.010Å/秒至0.025Å/秒的範圍內。
- 如申請專利範圍第3項的三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中於該覆蓋層的形成中，將該覆蓋層的分解和擴散速率調整到0.010Å/秒至0.025Å/秒的範圍內。
- 如申請專利範圍第4項的三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中於該覆蓋層的形成中，將該覆蓋層的分解和擴散速率調整到0.010Å/秒至0.025Å/秒的範圍內。
- 如申請專利範圍第1至8項中之任一者的三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中於該發光層的形成中，會殘留至少2Å以上厚度的該覆蓋層，且該障壁層形成於該殘留的覆蓋層上。
- 如申請專利範圍第1至8項中之任一者的三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中於該發光層的形成中，將該發光層的總厚度調整到500nm至700nm的範圍內。
- 如申請專利範圍第1至8項中之任一者的三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中該障壁層包含AlGaN，且該覆蓋層包含GaN。
- 如申請專利範圍10項的三族氮化物半導體發光元件之製造方法，其中該障壁層包含AlGaN，且該覆蓋層包含GaN。
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