TW201905969A - 磊晶晶圓以及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種磊晶晶圓的製造方法，相較以往的磊晶晶圓，發光亮度為之提升，其係於基板上形成n型磊晶層、p型磊晶層，其中，n型磊晶層及p型磊晶層由含有選自GaAsP及GaP的化合物半導體的層所形成，n型磊晶層的形成具有形成化合物半導體組成為固定且含固定濃度氮的第一n型層的步驟，p型磊晶層的形成具有於第一n型層上形成化合物半導體組成為固定且含固定濃度氮的第一p型層的步驟以及於第一p型層之更上形成化合物半導體組成為固定且不含氮且較第一p型層的載子濃度為高之第二p型層的步驟，第一n型層的厚度較第一p型層的厚度為薄。
Description
本發明係關於一種磊晶晶圓以及其製造方法，具體而言，係關於發光二極體（以下稱「LED」）用的半導體磊晶晶圓以及其製造方法。
化合物半導體大多作為光半導體元件材料使用。而且作為這種半導體材料，係使用於單晶基板上經磊晶成長出所期望的半導體結晶層之物。這是因為以目前能夠取得的材料作為基板而使用的結晶，缺陷多且純度也低，很難直接作為發光元件使用。所以才會在基板上磊晶成長出用以得到所期望的發光波長的組成的層。另外，此磊晶成長層中主要使用三元混晶層。再者，磊晶成長中，通常使用氣相成長或液相成長法。氣相成長法係藉由於石英製的反應器內配置石墨製或石英製的支架而將基板加以支承，然後流入原料氣體並加熱的方式進行磊晶成長。
由於Ⅲ-Ⅴ族化合物半導體具有相當於可見光、紅外線的波長的能隙，因此朝向發光元件的應用發展。其中特別以GaAsP、GaP廣泛用於LED材料。
此處舉GaAs1-x
Px
為例進行說明，藉由摻雜氮（N）而將GaAs1-x
Px
（0.45＜x＜1）作為捕捉傳導電子的等電子陷阱的情況下，能夠使作為LED的光輸出提升10倍左右。因此，通常會對GaP基板上成長的GaAs1-x
Px
（0.45＜x＜1）加以摻雜氮。
如此的GaAs1-x
Px
層，一般是透過氣相成長法使其成長。此氣相成長法係將原料氣體流入反應器中，使n型的GaP基板上成長出n型磊晶層。此時為了避免因基板與磊晶層的晶格常數的不同而發生晶格應變的情形，將使組成階段性變化的組成變化GaAsP層設置為中間層，接著使固定組成的GaAsP層、作為等電子陷阱而摻雜氮（N）的固定組成的氮摻雜n型GaAsP層為6μm左右的厚度，然後使固定組成的氮摻雜p型GaAsP層為5μm左右的厚度加以依序形成。
近年來對於更高亮度、長壽命的LED要求日益迫切。由於pn接面部界面處的摻雜劑的種類及濃度各異以及失配差排等的缺陷容易發生之故，使得這種缺陷已成為將晶圓作為LED時損失發光亮度的主要原因，再者也會造成發光亮度隨著時間流逝而降低。為了解決這個問題，例如專利文獻1中，將p型層以平均載子濃度0.05~2.2×1018
cm-3
的第一p型層以及平均載子濃度0.5~4.5×1018
cm-3
且為第一p型層的平均載子濃度2倍以上的第二p型層構成。根據此專利文獻1的實施例記載，室溫中以電流密度240A/cm2
通電168小時後的光輸出的殘存率為87%。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］
［專利文獻1］日本特開2001-36136號公報
［發明所欲解決之問題］ 惟就發光亮度而言，仍未能言之充分，吾人故而進一步追求發光亮度的提升。有鑑於上述問題點，本發明之目的係提供一種相較於以往的磊晶晶圓，使發光亮度為之提升的磊晶晶圓的製造方法以及磊晶晶圓。 ［解決問題之技術手段］
為達成上述目的，本發明提供一種磊晶晶圓的製造方法，係透過磊晶成長，於基板上藉由n型摻雜劑摻雜用氣體的導入而形成n型磊晶層，於該n型磊晶層上藉由p型摻雜劑摻雜用氣體的導入而形成p型磊晶層，其中，該n型磊晶層及該p型磊晶層係由含有選自GaAsP及GaP的化合物半導體的層所形成，該n型磊晶層的形成係具有形成第一n型層之步驟，該形成第一n型層之步驟係為形成該化合物半導體的組成為固定且藉由氮摻雜用氣體的導入而含有固定濃度的氮的第一n型層，該p型磊晶層的形成係具有形成第一p型層之步驟以及形成第二p型層之步驟，該形成第一p型層之步驟係為於該第一n型層上形成該化合物半導體的組成為固定且藉由氮摻雜用氣體的導入而含有固定濃度的氮的第一p型層，該形成第二p型層之步驟係為於該第一p型層之更上形成該化合物半導體的組成為固定且不含氮且較該第一p型層的載子濃度為高的第二p型層，該第一n型層的厚度較該第一p型層的厚度為薄。
如此使第一n型層的厚度較其上方的第一p型層的厚度為薄，便能比較容易地製造出相較於以往的磊晶晶圓，使發光亮度為之提升的磊晶晶圓。
再者，此時該第一n型層的厚度為2~6μm，該第一p型層的厚度為10~30μm為佳。
若第一n型層及第一p型層各自為這樣的厚度，便能製造發光亮度更確實提升的磊晶晶圓。
另外，本發明提供一種磊晶晶圓，具有基板、於該基板上形成的n型磊晶層以及於該n型磊晶層上形成的p型磊晶層，其中，該n型磊晶層及該p型磊晶層為含有選自GaAsP及GaP的化合物半導體的層，該n型磊晶層具有第一n型層，該第一n型層為該化合物半導體的組成為固定且含有固定濃度的氮，該p型磊晶層係具有第一p型層以及第二p型層，該第一p型層為於該第一n型層上形成且該化合物半導體的組成為固定又含有固定濃度的氮，該第二p型層為於該第一p型層之更上形成且該化合物半導體的組成為固定又不含氮並較該第一p型層的載子濃度為高，該第一n型層的厚度較該第一p型層的厚度為薄。
若為這樣的第一n型層的厚度較其上方的第一p型層的厚度為薄的磊晶晶圓，便能成為相較於以往的磊晶晶圓，發光亮度為之提升的磊晶晶圓。
再者，此時該第一n型層的厚度為2~6μm，該第一p型層的厚度為10~30μm為佳。
若第一n型層及第一p型層各自為這樣的厚度，便能更確實地提升磊晶晶圓的發光亮度。 ［對照先前技術之功效］
如上所述，若為本發明之磊晶晶圓，在使第一n型層的厚度較其上方的第一p型層的厚度為薄的情況下，相較於以往的磊晶晶圓，可做出例如發光亮度提升10%左右的磊晶晶圓。另外，若為本發明之製造方法，便能比較容易地製造出這樣的磊晶晶圓。因此，如本發明的磊晶晶圓以及其製造方法，特別適合用來作為高亮度的LED用的半導體磊晶晶圓以及其製造方法。
GaAsP的LED原本是藉由p型層擴散而形成。雖然P型層的厚度依擴散時間而定，但就算形成數μm的厚度也要耗費數十小時，所以希望藉此方法得到厚的p型層，實際上有難度。再者，即使形成pn接面的方法已逐漸由擴散方式改為磊晶成長方式，卻因以往的構造（換言之，薄的p型層）也能夠得到與擴散品同樣等級的發光亮度，故迄今為止並未對形成厚的p型層進行探討。然而近年來如上所述，吾人依然追求更勝以往的磊晶晶圓的發光亮度，以及能夠實現此一目標的磊晶晶圓或其製造方法的開發。
本發明人等針對上述課題進行積極研究，結果找出使化合物半導體的組成為固定且含有固定濃度的氮的n型磊晶層（第一n型層）的厚度，較其上方的化合物半導體的組成為固定且含有固定濃度的氮的p型磊晶層（第一p型層）的厚度為薄，便能得到相較於以往的磊晶晶圓，發光亮度為之提升的磊晶晶圓，進而完成本發明。
換言之，本發明為一種磊晶晶圓的製造方法，係透過磊晶成長，於基板上藉由n型摻雜劑摻雜用氣體的導入而形成n型磊晶層，於該n型磊晶層上藉由p型摻雜劑摻雜用氣體的導入形成p型磊晶層，其中，該n型磊晶層及該p型磊晶層係由含有選自GaAsP及GaP的化合物半導體的層所形成，該n型磊晶層的形成係具有形成第一n型層之步驟，該形成第一n型層之步驟係為形成該化合物半導體的組成為固定且藉由氮摻雜用氣體的導入而含有固定濃度的氮的第一n型層，該p型磊晶層的形成係具有形成第一p型層之步驟以及形成第二p型層之步驟，該形成第一p型層之步驟係為於該第一n型層上形成該化合物半導體的組成為固定且藉由氮摻雜用氣體的導入而含有固定濃度的氮的第一p型層，該形成第二p型層之步驟係為於該第一p型層之更上形成該化合物半導體的組成為固定且不含氮且較該第一p型層的載子濃度為高的第二p型層，該第一n型層的厚度較該第一p型層的厚度為薄。
有關藉由本發明而提升發光亮度的原因，可列出以下幾點。由於GaAsP的LED構造為單純的pn接面，一般認為透過移動速度快的電子自n型磊晶層側流入p型磊晶層側而主要發光於p型磊晶層內。所以氮摻雜p型磊晶層（第一p型層）越厚發光區域越廣，發光亮度自然提升。相對地，雖然n型磊晶層作為電子的供給來源而有其必要，但相較於發光區域，反而更容易作用為光的再吸收區域。因此使第一n型層為薄，便能夠抑制光的再吸收，最終提升發光亮度。
以下針對本發明而參考圖式進行詳細說明，然而本發明並不限於此。
＜磊晶晶圓＞ 本發明提供一種磊晶晶圓，具有基板、於該基板上形成的n型磊晶層以及於該n型磊晶層上形成的p型磊晶層，其中，該n型磊晶層及該p型磊晶層係為含有選自GaAsP及GaP的化合物半導體的層，該n型磊晶層係具有第一n型層，該第一n型層係為該化合物半導體的組成為固定且含有固定濃度的氮，該p型磊晶層係具有第一p型層以及第二p型層，該第一p型層係為於該第一n型層上形成且該化合物半導體的組成為固定又含有固定濃度的氮，該第二p型層係為於該第一p型層之更上形成且該化合物半導體的組成為固定又不含氮並較該第一p型層的載子濃度為高，該第一n型層的厚度較該第一p型層的厚度為薄。
圖1表示本發明之磊晶晶圓的一範例的截面概略圖。圖1的磊晶晶圓1具有基板2、於基板2上形成的n型磊晶層3以及於n型磊晶層3上形成的p型磊晶層4。n型磊晶層3及p型磊晶層4為含有選自GaAsP及GaP的化合物半導體的層。n型磊晶層3具有化合物半導體的組成為固定且含有固定濃度的氮的第一n型層3e。p型磊晶層4具有於第一n型層3e上形成且化合物半導體的組成為固定又含有固定濃度的氮的第一p型層4a以及於第一p型層4a之更上形成且化合物半導體的組成為固定又不含氮並較第一p型層4a的載子濃度為高的第二p型層4e。再者，本發明中，第一n型層3e的厚度較第一p型層4a的厚度為薄。
另外，圖1的磊晶晶圓1之中，n型磊晶層3自基板2側（換言之，最下層）依序具有緩衝層3a、組成變化層（混晶率變化層）3b、N不含有層3c、N增加層3d以及第一n型層3e。再者，p型磊晶層4自第一n型層3e側（換言之，最下層）依序具有第一p型層4a、N減少層4b、N不含有層4c、載子增加層4d以及第二p型層4e。
以下針對基板以及各層，自基板側依序說明。
〔基板〕 用於本發明之磊晶晶圓的基板，通常只要是用於LED的磊晶基板的單晶基板的同等品即可，例如自GaP形成的n型單晶基板等。
［n型磊晶層］ 本發明的磊晶晶圓具有於基板上形成之n型磊晶層。n型磊晶層為含有選自GaAsP及GaP的化合物半導體的層，至少具有化合物半導體的組成為固定且含有固定濃度的氮的第一n型層。n型摻雜劑並無特別限制，例如可為硫磺（S）等。
（緩衝層） N型磊晶層亦可在最下層具有緩衝層。緩衝層並無特別限制，只要與基板（單晶基板）同一結晶構成即可。也就是說，基板為由GaP構成的n型單晶基板時，緩衝層只要由GaP構成即可。雖然不一定要包含緩衝層，但若具有緩衝層，則能抑制失配差排的發生而得到穩定的高亮度，因此偏好加入。
（組成變化層（混晶率變化層）） N型磊晶層亦可於上述基板（或緩衝層）上方具有組成變化層（混晶率變化層）。組成變化層為依照自基板的距離而改變化合物半導體的組成的層。具體而言，組合變化層可為例如n型的GaAs1-x
Px
（0.45＜x＜1）層，距離基板越遠混晶率x便自1開始下降的方式構成。其混晶率x使之變化於0.45＜x＜1之間為佳。後敘的N不含有層、N增加層以及第一n型層屬於化合物半導體的組成為固定的層（以下亦稱「組成固定層」），組成固定層與基板的晶格常數差異為大。此時，於基板與組成固定層之間形成組成變化層，可緩和自基板至組成固定層的晶格常數的變化，得到結晶缺陷更少的組成固定層。
（N不含有層、N增加層） N型磊晶層亦可具有不含氮的N不含有層以及於其上方的氮濃度漸漸增加的N增加層。這些層由例如GaAs1-x0
Px0
所構成，其組成（混晶率x0）為固定的層（換言之，組成固定層）。混晶率x0以0.45＜x0＜1為佳，擇以LED的發光波長所對應之值。
。 （第一n型層） N型磊晶層於最上層（換言之，與p型磊晶層之間的接合面）處具有第一n型層。第一n型層為化合物半導體的組成為固定且含有固定濃度的氮的層。本發明之磊晶晶圓中，使此第一n型層的厚度較後敘的第一p型層的厚度為薄，而相較於以往的磊晶晶圓，能夠讓發光亮度為之提升。第一n型層的厚度以2~6μm為佳，以2~4μm較佳。另外，第一n型層的氮濃度雖無特別限制，例如以0.8×1018
~8×1018
atoms/cm3
為佳。
另外，上述的N增加層、第一n型層以及後敘的第一p型層、N減少層，屬於作為等電子陷阱而摻雜氮（N）的層。將氮摻雜於具有間接能隙的GaAsP，可使LED的光輸出為之提升。
［p型磊晶層］ 本發明之磊晶晶圓，具有於n型磊晶層上形成的p型磊晶層。P型磊晶層為含有選自GaAsP以及GaP的化合物半導體的層，至少具有於第一n型層上形成且該化合物半導體的組成為固定又含有固定濃度的氮的第一p型層以及於第一p型層之更上形成且該化合物半導體的組成為固定又不含氮並較第一p型層的載子濃度為高的第二p型層。p型摻雜劑並無特別限制，例如可為鋅（Zn）等。
（第一p型層） p型磊晶層於最下層（換言之，與n型磊晶層之間的接合面）具有第一p型層。第一p型層為於上述的第一n型層上形成且化合物半導體的組成為固定且含有固定濃度的氮的層。本發明之磊晶晶圓中，使此第一p型層的厚度較上述的第一n型層的厚度為厚（換言之，使上述的第一n型層的厚度較此第一p型層的厚度為薄），而相較於以往的磊晶晶圓，能夠讓發光亮度為之提升。第一p型層的厚度以10~30μm為佳，以10~25μm較佳，以15~25μm尤佳。第一p型層載子濃度並無特別限制，例如可為0.5~3.0×1017
cm-3
。另外，第一p型層的氮濃度並無特別限制，例如以0.8×1018
~8×1018
atoms/cm3
為佳。
（N減少層、N不含有層、載子增加層） p型磊晶層亦可具有於上述的第一p型層上氮濃度漸漸減少的N減少層、於其上方不含氮的N不含有層以及於其上方p型摻雜劑（Zn）濃度增加的載子增加層。另外，這些層也是由例如GaAs1-x0
Px0
所構成的組成固定層。
（第二p型層） p型磊晶層於上述的第一p型層之更上（例如上述的載子增加層上）具有第二p型層。第二p型層為化合物半導體的組成為固定且不含氮又較第一p型層載子濃度為高的層。第二p型層的載子濃度只要比第一p型層高，其他並無特別限制，例如第一p型層的2倍以上為佳。
如以上所述，若為本發明之磊晶晶圓，使第一n型層的厚度較於其上方的第一p型層的厚度為薄，便能成為相較於以往的磊晶晶圓，發光亮度提升例如10%左右的磊晶晶圓。因此，若為本發明的磊晶晶圓，將特別適合作為LED用的半導體磊晶晶圓。
＜磊晶晶圓的製造方法＞ 另外，本發明提供一種磊晶晶圓的製造方法，係透過磊晶成長，於基板上藉由n型摻雜劑摻雜用氣體的導入而形成n型磊晶層，於該n型磊晶層上藉由p型摻雜劑摻雜用氣體的導入形成p型磊晶層，其中，該n型磊晶層及該p型磊晶層係由含有選自GaAsP及GaP的化合物半導體的層所形成，該n型磊晶層的形成係具有形成第一n型層之步驟，該形成第一n型層之步驟係為形成該化合物半導體的組成為固定且藉由氮摻雜用氣體的導入而含有固定濃度的氮的第一n型層，該p型磊晶層的形成係具有形成第一p型層之步驟以及形成第二p型層之步驟，該形成第一p型層之步驟係為於該第一n型層上形成該化合物半導體的組成為固定且藉由氮摻雜用氣體的導入而含有固定濃度的氮的第一p型層，該形成第二p型層之步驟係為於該第一p型層之更上形成該化合物半導體的組成為固定且不含氮且較該第一p型層的載子濃度為高之第二p型層，該第一n型層的厚度較該第一p型層的厚度為薄。
首先，針對本發明的磊晶晶圓的製造方法的一範例，參考圖1並加以說明。本發明的磊晶晶圓1的製造方法中，係透過磊晶成長，於基板2上藉由n型摻雜劑摻雜用氣體的導入而形成n型磊晶層3，於n型磊晶層3上藉由p型摻雜劑摻雜用氣體的導入而形成p型磊晶層4。n型磊晶層3及p型磊晶層4為含有選自GaAsP及GaP的化合物半導體的層所形成。又n型磊晶層3的形成，係具有形成化合物半導體的組成為固定且藉由氮摻雜用氣體的導入而含有固定濃度的氮的第一n型層3e之步驟。p型磊晶層4的形成，係具有於第一n型層3e上形成化合物半導體的組成為固定且藉由氮摻雜用氣體的導入而含有固定濃度的氮的第一p型層4a之步驟、以及於第一p型層4a之更上形成化合物半導體的組成為固定且不含氮又較第一p型層4a的載子濃度為高的第二p型層4e之步驟。另外，本發明的磊晶晶圓的製造方法中，第一n型層3e的厚度較第一p型層4a的厚度為薄。再者，基板、於其上方形成的n型磊晶層以及p型磊晶層，亦可採用與上述的本發明的磊晶晶圓的說明中所舉範例並無二致者。
接著，針對本發明的磊晶晶圓的製造方法，參考圖1及圖2進行說明。另外，圖2所示為可用於本發明的磊晶晶圓的製造方法的氣相成長裝置的一範例的概略圖。
首先，將自GaP構成的單晶基板W（圖1的基板2）以及高純度鎵（Ga）分別設置於具有Ga池用的石英舟20的磊晶反應器21內的指定位置（單晶基板W為支架22上）。接著，自氣體導入管23將氮（N2
）氣導入反應器21內，待充分置換除去空氣後，將作為載子氣體的高純度氫（H2
）導入，然後停止流入N2
，然後以加熱器24加熱而進入升溫步驟。接著，確認上述含Ga的石英舟20設置部分及單晶基板W的設置部分的溫度已穩定地保持在指定的溫度後，開始例如與GaP構成之單晶基板W相同組成的緩衝層（圖1的緩衝層3a）的氣相成長。
首先，為了將n型摻雜劑摻雜用氣體導入反應器21內而產生作為週期表第Ⅲ族元素成分原料的GaCl，使高純度氯化氫氣體（HCl）吹入上述石英舟20中的Ga池25，再由Ga池25上表面吹出。另一方面，作為n型摻雜劑摻雜用氣體（H2
S）以及週期表第Ⅴ族元素成分而同步導入高純度磷化氫氣體（PH3
），使單晶基板W上成長出緩衝層。
接著，HCl及H2
S的導入量維持不變，漸漸增加高純度砷化氫氣體（AsH3
）的導入量，又同時減少PH3
的導入量，使n型的組成變化層（GaAs1-x
Px
磊晶層；圖1的組成變化層3b）成長在緩衝層上。
接著，HCl、AsH3
及PH3
的導入量維持不變，漸漸減少n型摻雜劑摻雜用氣體（H2
S）的導入量，使S的濃度變化的n型的組成固定層（GaAs1-x0
Px0
磊晶層；圖1的N不含有層3c）成長在組成變化層上。
接著，HCl、AsH3
及PH3
的導入量維持不變，將作為氮等電子陷阱添加用的氮摻雜用氣體（NH3
）導入，然後再停止n型摻雜劑摻雜用氣體（H2
S）的導入而使N的濃度變化的n型的組成固定層（圖1的N增加層3d）成長。
接著，HCl、PH3
以及AsH3
的導入量維持不變，且固定氮摻雜用氣體（NH3
），使含有固定濃度的N的n型的組成固定層（圖1的第一n型層3e）成長。此時，第一n型層的厚度以2~6μm為佳，以2~4μm較佳。
接著，HCl、PH3
、AsH3
以及NH3
的導入量維持不變，導入p型摻雜劑摻雜用氣體（二甲基鋅；DMZn）用以摻雜p型摻雜劑，使含有固定濃度的N的p型的組成固定層（圖1的第一p型層4a）成長。第一p型層的載子濃度並無特別限制，例如可為0.5~3.0×1017
cm-3
。另外，第一p型層的厚度以10~30μm為佳，以10~25μm較佳，15~25μm尤佳。本發明中，使此第一p型層成長較上述的第一n型層厚（換言之，使第一n型層的厚度較第一p型層的厚度為薄），而相較於以往的磊晶晶圓，能夠讓發光亮度為之提升。
接著，HCl、PH3
、AsH3
的導入量維持不變，漸漸減少氮摻雜用氣體（NH3
），最終停止導入，使N的濃度變化或者是不含N的p型的組成固定層（圖1的N減少層4b、N不含有層4c）成長。
進一步，HCl、PH3
、AsH3
的導入量維持不變，漸漸增加p型摻雜劑摻雜用氣體（DMZn），待載子增加層（圖1的載子增加層4d）形成後，固定p型摻雜劑摻雜用氣體（DMZn）的量，形成較第一p型層載子濃度為高的p型的組成固定層（圖1的第二p型層4e），然後結束氣相成長。按此作法，便能得到磊晶晶圓（圖1的磊晶晶圓1）。另外，第二p型層的載子濃度只要比第一p型層高，其他並無特別限制，例如第一p型層的2倍以上為佳。
如以上所述，若為本發明之磊晶晶圓的製造方法，使第一n型層的厚度較於其上方的第一p型層的厚度為薄，相較於以往的磊晶晶圓，能夠比較容易地製造發光亮度提升例如10%左右的磊晶晶圓。因此，若為如本發明的磊晶晶圓的製造方法，將特別適合作為LED用的半導體磊晶晶圓的製造方法。 ［實施例］
以下透過實施例以及比較例對本發明進行更具體的說明，然而本發明並不限於此類。
（實施例1） GaP基板上，藉由使用Ga、HCl、PH3
以及H2
S的氣相成長而形成GaP緩衝層。接著，HCl、H2
S的導入量維持不變，開始AsH3
的導入，並且同時減少PH3
的導入量，形成自GaP到指定的GaAsP組成為止As與P比例改變的組成變化層以及固定GaAsP組成的n型層。在此上方，HCl、AsH3
以及PH3
的流量為固定的狀態下，使成為n型摻雜劑氣體的以H2
稀釋的H2
S的流量減少，最終為0sccm，NH3
增加至指定的流量為止進行15分鐘的氣相成長，形成厚度2μm的層。在此上方，繼續將HCl、AsH3
以及PH3
流量固定且NH3
亦以指定流量固定而進行20分鐘的氣相成長，形成厚度2.5μm的第一n型層。在此上方，HCl、AsH3
、PH3
以及NH3
的流量固定且使作為p型摻雜劑的以H2
稀釋的DMZn氣體流入1.7sccm而進行150分鐘的氣相成長，形成厚度18μm的第一p型層。在此上方，DMZn的流量為固定的情況下形成NH3
減少的層以及NH3
的流量為0sccm的層，再以氣相成長出DMZn的流量增加至200sccm為止的層以及固定於200sccm的層（第二p型層），然後結束反應。
（實施例2） 於實施例1中，除了第一n型層的成長時間為40分鐘以使第一n型層的厚度為5μm之外，利用與實施例1相同條件進行磊晶成長，製作磊晶晶圓。
（實施例3） 於實施例1中，除了第一p型層的成長時間為100分鐘以使第一p型層的厚度為12μm之外，利用與實施例1相同條件進行磊晶成長，製作磊晶晶圓。
（實施例4） 於實施例1中，除了第一p型層的成長時間為225分鐘以使第一p型層的厚度為27μm之外，利用與實施例1相同條件進行磊晶成長，製作磊晶晶圓。
（比較例） 於實施例1中，除了第一n型層的成長時間為50分鐘以使第一n型層的厚度為6μm，且第一p型層的成長時間為40分鐘以使第一p型層的厚度為5μm之外，利用與實施例1相同條件進行磊晶成長，製作磊晶晶圓
自上述實施例1~4及比較例的磊晶晶圓製造出發光元件並比較發光亮度的結果示於圖3。如圖3所示，相對於第一n型層的厚度較第一p型層的厚度為厚的比較例中的發光輸出為0.07mW左右，第一n型層的厚度較第一p型層的厚度為薄的實施例1~4中的發光輸出為0.08mW以上，尤其實施例1中為0.09mW以上，相較於比較例，發光亮度為之提升。
經由以上內容，顯然若為本發明，相較於以往的磊晶晶圓，能夠製造出發光亮度為之提升的磊晶晶圓。
另外，本發明並不限於上述的實施型態。上述實施型態為舉例說明，凡具有與本發明的申請專利範圍所記載之技術思想及實質上同樣構成而產生相同的功效者，不論為何物皆包含在本發明的技術範圍內。
1‧‧‧磊晶晶圓
2‧‧‧基板
3‧‧‧n型磊晶層
3a‧‧‧緩衝層
3b‧‧‧組成變化層（混晶率變化層）
3c‧‧‧N不含有層
3d‧‧‧N增加層
3e‧‧‧第一n型層
4‧‧‧p型磊晶層
4a‧‧‧第一p型層
4b‧‧‧N減少層
4c‧‧‧N不含有層
4d‧‧‧載子增加層
4e‧‧‧第二p型層
20‧‧‧石英舟
21‧‧‧磊晶反應器
22‧‧‧支架
23‧‧‧氣體導入管
24‧‧‧加熱器
25‧‧‧Ga池
W‧‧‧單晶基板
圖1係表示本發明之磊晶晶圓的一範例的截面概略圖。 圖2係表示能夠使用本發明的磊晶晶圓的製造方法的氣相成長裝置的一範例的概略圖。 圖3係表示由實施例1~4以及比較例的磊晶晶圓所製造的發光元件的發光亮度比較圖。
Claims (4)
- 一種磊晶晶圓的製造方法，係透過磊晶成長，於一基板上藉由n型摻雜劑摻雜用氣體的導入而形成一n型磊晶層，於該n型磊晶層上藉由p型摻雜劑摻雜用氣體的導入形成一p型磊晶層，其中， 該n型磊晶層及該p型磊晶層係由含有選自GaAsP及GaP的一化合物半導體的層所形成， 該n型磊晶層的形成係具有一形成第一n型層之步驟，該形成第一n型層之步驟係為形成該化合物半導體的組成為固定且藉由氮摻雜用氣體的導入而含有固定濃度的氮的第一n型層， 該p型磊晶層的形成係具有一形成第一p型層之步驟以及一形成第二p型層之步驟，該形成第一p型層之步驟係為於該第一n型層上形成該化合物半導體的組成為固定且藉由氮摻雜用氣體的導入而含有固定濃度的氮的第一p型層，該形成第二p型層之步驟係為於該第一p型層之更上形成該化合物半導體的組成為固定且不含氮且較該第一p型層的載子濃度為高的第二p型層， 該第一n型層的厚度較該第一p型層的厚度為薄。
- 如請求項1所述之磊晶晶圓的製造方法，其中使該第一n型層的厚度為2至6μm，使該第一p型層的厚度為10至30μm。
- 一種磊晶晶圓，具有一基板、於該基板上形成的一n型磊晶層以及於該n型磊晶層上形成的一p型磊晶層，其中， 該n型磊晶層及該p型磊晶層係為含有選自GaAsP及GaP的一化合物半導體的層， 該n型磊晶層係具有第一n型層，該第一n型層係為該化合物半導體的組成為固定且含有固定濃度的氮， 該p型磊晶層係具有第一p型層以及第二p型層，該第一p型層係為於該第一n型層上形成且該化合物半導體的組成為固定又含有固定濃度的氮，該第二p型層係為於該第一p型層之更上形成且該化合物半導體的組成為固定又不含氮並較該第一p型層的載子濃度為高， 該第一n型層的厚度較該第一p型層的厚度為薄。
- 如請求項3所述之磊晶晶圓，其中該第一n型層的厚度為2至6μm，該第一p型層的厚度為10至30μm。
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