TWI277221B - A semiconductor light-emitting device - Google Patents

Description

1277221 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種半導體發織置，尤其是關於在氮化 物材料系統中製造之半導體發光裝置，舉例來說，氮化物 材料系統如（Al，Ga，In)N材料系統。舉例來說，本發明可以 應用於發光二極體（LED)或雷射二極體（LD)。 【先前技術】 (Al，Ga，In)N材料系統包含具有一般分子式AlxGa^^.yN， 其中OSxSl且OSySl，的材料。在本專利中請書中，具有非 零莫耳分量之鋁，鎵與碘的（Al，Ga，In)N材料系統成員，將 稱為AlGalnN;具有零之鋁莫耳分量，但具有非零莫耳分量 之鎵與碘的材料系統成員，將稱為GaInN ;具有零之碘莫耳 分ϊ，但具有非零莫耳分量之鎵與鋁的材料系統成員，將 稱為AlGaN，等等。由於在（A1，Ga，In)N材料系統中製造的 半導體發光裝置，可以發出藍色波長頻譜範圍的光線，目 别此一材料系統備受矚目。舉例來說，美國專利第US_A_5 777 350號中，敘述在（八1，〇&，111)>1材料系統中製造的半導體 發光裝置。 圖1係（Al，Ga，In)N材料系統中製造之典型半導體雷射裝 置（或雷射二極體-「LD」）10的概圖。該裝置能夠發出藍色 波長範圍的光線。 圖1之雷射裝置10係生長於基板1上。在圖1之雷射二極體 10中，該基板1是藍寶石基板。緩衝層2,第一覆蓋層3與第 一光學引導層4依序生長於基板1上。在圖1之具體實施例 97090.doc 1277221 中’緩衝層2是η型的氮化鎵（GaN)層，第一覆蓋層3是^型的 氮化鎵鋁（AlGaN)層，而第一光學引導層4則是η型的氮化鎵 (GaN)層。 作用區域5生長於第一光學引導層4上面。 一第二光學引導層，一第二覆蓋層8與一罩套層9依序生 長於該作用區域5上。第二光學引導層7與第二覆蓋層8和第 一光學引導層4與第一覆蓋層3的傳導性相反；在圖丨之雷射 裝置10中，第一光學引導層4與第一覆蓋層是11型的，所以 第二光學引導層7與第二覆蓋層8是p型的層。在圖丨之雷射 裝置裝，第二光學引導層7是p型的氮化鎵（GaN)層，第二覆 蓋層8是p型的氮化鋁鎵（A1GaN)層，而罩套層9則是p型的氮 化鎵（GaN)層。 圖1並未詳細顯示裝置10之作用區域5的結構。可是，作 用區域5通常是單一的量子井（SQW)作用區域，或多量子井 (MQW)作用區域，其中單一之量子井作用區域在第一與第 二障壁層之間，具有一個量子井層，而多量子井作用區域 則具有兩層或兩層以上量子井層，其中每一量子井配置於 兩障壁層之間。舉例來說，4子井層可以是氮化鎵銦 (InGaN)，氮化鎵鋁（A1GaN)或氮化銦鎵鋁（AiG^nN)。 已知如何在作用區域5上直接配置薄的，摻雜的八1(3.層 6。摻雜AlGaN層6是為了獲得與第二光學引導層7與第二覆 盍層8相同的傳導性，而圖丨之p型摻雜裝置也是如此。 AlGaN層6係當作電子阻絕層，避免電子從作用區域5溢 出。在生長過程期間，A1Ga>^6也保護作用區域，免受沈 97090.doc 1277221 積第二光學引導層7,第二覆蓋層8,與罩套層9所使用高生 長溫度。20〇2年「應用物理期刊」第81冊，第22期，第4275 至4之77頁，由M·韓森（Hansen)等人所發表之論文中，揭示 此一薄p摻雜AlGaN層的製備。 專利WO 02/03 5 17揭示一種發光裝置，其中發光層包括第 一與第二氮化鎵鋁（AlGaN)層，而且在第一 AlGaN層與第二 AlGaN層之間有一層或一層以上量子井層。如果提供兩層 或兩層以上量子井層，則在每兩層量子井氮化鎵銦（InGaN) 層之間，有一氮化鎵鋁（AlGaN)障壁層。 美國專利第2001/00303 17號則是在多量子井作用區域上 或下，提供多量子障壁層，以改善載子禁閉，並最小化裝 置中的張力。此一文件並不特別與作用區域之結構有關， 但是所揭示之作用區域包含至少兩層量子井層，其中在每 兩層鄰近量子井層之間，有一氮化鎵鋁（A1GaN)障壁層。 曰本專利JP-A-11 74 622號係關於一種具有作用區域之 氮化物半導體雷射，其中InGaN量子井層與InGaN障壁層交 替層疊。該作用區域並不包含任何特意包含銘的層。該作 龍”夹在氮化鎵（GaN)s㈣導層 <間，接著並被夹在 氮化鎵鋁（AlGaN)覆蓋層之間。 【發明内容】 本發明提供—種在氮化物材㈣統裝製造，並且在基板 :配置-作用區域之半導體發光裝置，其中該作用區域包 該作用區域之最下層的第一含紹層；形成該作用 [域之最上層的第二含㈣；至少—氣化鎵銦 97090.doc 1277221 井層’其配置於第一含鋁層與第二含鋁層之間；及至少一 無鋁障壁層，其亦配置於該第一含鋁層與第二含鋁層之間。 在本文中，「無鋁」層一詞意指非特意包含鈒的層。 已經發現在作用區域中，提供氮化鋁（A1GaN)或氮化銦鎵 鋁（AlGalnN)層，當作作用區域之最下與最上層，可以顯著 地增加裝置的光學功率輸出。 本文中使用之「最下」與「最上」等詞，意指作用區域 中，分別最靠近裝置之基板或離裝置之基板最遠者。 第一含鋁層可以是一層氮化鎵鋁（AlGaN)或氮化銦鎵鋁 (AlGalnN)層，而第二含鋁層則可以是一層氮化鎵鋁（Απ&Ν) 或氮化鋼叙銘（A]GaInN)層。 该作用區域在第一含銘層與該至少一氮化鎵錮（inG叫 量子井層之間，可以包括一第一無鋁障壁層。在該至少一 氮化鎵銦（InGaN)量子井層與第二含鋁層之間，也可以包含 苐一無銘障壁層。 作用區域可以包括至少兩層氮化鎵銦（InGaN)量子井 曰而且母兩層鄰近之InGaN量子井層之間，以無鋁障壁層 分開。或者是，作用區域可以僅包含一量子井層。 该障壁層或每一障壁層可以是氮化鎵銦（InGaN)層。 第合鋁層是一層AlxGahN層，其中〇<Χ2〇·4。其具有不 超過5〇奈米（nm)的厚度，並且可以具有大⑽奈米的厚度。 第二含鋁層是一層AlyGawN層，其中〇<γ〇·4。其具有不 超過15奈米（nm)的厚度，並且可以具有大約5奈米的厚度。 第一含鋁層可以是非特意摻雜的。第二含鋁層也可以是 97090.doc 1277221 非特意摻雜的。或者是，兩含鋁層或其 p; B ^ 摻雜的。 中之-可以是特意 該氮化鎵銦（InGaN)量子井層或每一氮化錄鋼（㈣他）量 子井層是InzGai_zN層，其中0<说3。這提供裝置38〇至45〇 奈^皮長範圍的輻射波長。尤其是，本發明可以應用於具 有範圍從39G奈米至41 〇奈米之輻射波長的裝置。別奈米至 41〇奈米之輻射波長是商業上重要的波段，因為藍光數位影 音光碟（DVD)標準將具有此一範圍之輻射波長。 【實施方式】 根據本發明’以氮化物材料系統製造之發光裝置的最低 ^最上層，是薄的含料，其中氮化物材料系、统，舉例來 兒士（Al，Ga，In)N材料系統，而薄的含銘層則如氮化鎵鋁 (AlGaN)或氮化銦鎵紹（A1GaInN)。在本發明之較佳具體實 施例中’沒有作用區域之其他層特意包含鋁。 配置於較外面之含銘層之間的作用區域層，包含一層或 -層以上量子井(QW)層，以及一層或一層以上無紹障壁 曰在作用區域疋具有單一量子井層的情況中，障壁層可 以"於較低層之含！呂層與量子井層之間，及/或較高層之含 紹層”里子井層之間。也就是說，本發明之sqw作用區域 可以是下列結構之任一： (A1)含鋁層 障壁層 QW層 障壁層 97090.doc 1277221 含鋁層 或 (B1)含鋁層 障壁層 QW層 含鋁層 或 (C1)含銘層 QW層 障壁層 含鋁層 在（A1)的情況中’沒有任何含銘層是當作障壁層。在（bi) 的情況中’只有較低層的含鋁層是當作障壁層，而在 的情況中，只有較高層的含鋁層是當作障壁層。 在作用區域具有兩層或兩層以上量子井層的情況中，障 壁層係位於每兩鄰近之量子井層之間。較外面的含銘層可 以再一次當作障壁層，或者是可以在較低層之含鋁層與最 低的量子井層之間，以及/或在較高層之含鋁層與最高的量 子井層之間，提供一障壁層。也就是說，本發明之具有兩 層量子井層的MQW作用匡域，可以是下列結構之任一： (A2)含鋁層 障壁層 QW層 障壁層 97090.doc -11 - 1277221 QW層 · 障壁層 含I呂層 或 (B2)含鋁層 、 QW層 障壁層 QW層 φ 含紹層 或 (C2)含鋁層 障壁層 QW層 障壁層 QW層 含铭層 參 或 (D2)含I呂層 QW層 _ 障壁層 - QW層 障壁層 含鋁層 具有三或更多量子井層的MQW作用區域有類似的結構。 97090.doc -12- 1277221 圖2(a)係一發光二極體之概圖，其係根據本發明，並且以 (Al，Ga，In)N系統製造。圖2(a)之發光二極體（LED)ll包括一 基板1，其上沈積一緩衝層2。在圖2之LED11中，基板1是 藍寶石基板，而緩衝層2則是生長於基板（〇〇〇1)面之4微米 (/zm)厚的η型氮化鎵（GaN)層。 用來產生光的作用區域5係配置於缓衝層2上面。罩套層9 配置於作用區域5上面，而在此一實例中，罩套層9是300 奈米（nm)厚的p型氮化鎵（GaN)層。 作用區域5包括複數層。作用區域之最下層12與最上層14 是含鋁層，而在此一實例中，是氮化鎵鋁（AlGaN)層。作用 區域5中的其他層皆非特意包含鋁的。 作用區域5在其最下之AlGaN層12與最上的AlGaN層14之 間’進一步包括一層或一層以上量子井層。在圖2(a)中，量 子井層係以13概要地表示。如上所解說的，如果作用區域 包含單一之量子井層，則作用區域可以具有如上述（A1)至 (C1)之任一的結構。也就是說，最下的AlGaN層12與最上的 AlGaN層14可以當作量子井層的障壁層，或者是，可以在 較低層之AlGaN層與量子井層之間，以及/或較高層之 AlGaN層與量子井層之間，提供一分隔之障壁層。 如果作用區域包含兩層或兩層以上量子井層，則在作用 區域之每兩層鄰近的量子井層之間，提供一障壁層。較高 層之氮化叙紹（AlGaN)層14可以當作最上層量子井層的上 層障壁層，而較低層之AlGaN層12則可以當作最下層量子 井層的下層障壁層。或者是，在較低層之AlGaN層12與最 97090.doc -13- 1277221 低之量子井層，以及/或在較高層之氮化銦鎵鋁（A1GaInN) 層與最上層量子井層之間，提供一分隔之障壁層。如果作 用區域確實包含兩層量子井層，則其可具有如以上幻至 (D2)所示之任一結構；如果作用區域含有超過兩層量子井 層，則其可以具有類似於上（A2)至（D2)所示之任一結構的 結構。 在圖2(a)之LED中’較高層之AlGaN層14最好是一層 AlyGawN層，其中〇<γ〇·4。較高層之A1GaN層14具有不超 過15奈米（nm)的厚度，因為具有此一範圍之厚度的較高層 AlGaN層14，可以提供如圖3(b)所示之增加的光學功率輸 出。如圖2(a)所示，較高層之八1(3_層14最好是大約5奈米 的厚度’因為其可提供最大之光學輸出功率。 在圖2(a)之LED中，較低層之AlGaN層12最好是一層

AlxGa“x：N^，其中0<χ<0.4。較低層之AlGaN層12具有不超 過50奈米（nm)的厚度，因為具有此一範圍之厚度的較低層 AlGaN層12，可以提供如圖3⑷所示之增加的光學功率輸 出。如圖2(a)所示，較低層之12最好是大約2〇奈米 的厚度，因為其可提供最大之光學輸出功率。 在圖2(a)中’較低層與較高層之氮化鎵鋁（A1GaN)層12， 14或兩者其中之一，可以是特意摻雜的，或者是兩層Η， 14都不是特意摻雜的。如果該等層是摻雜的，則較低層最 好是摻雜成具有與緩衝層2相同的導電性（在此一實例中是 η型的），而較高層則最好摻雜成具有與罩套層9相同的導電 性（在此一實例中是ρ型的）。 97090.doc •14- 1277221 在圖2⑷之LED中，作用區域5中的量子井層或每一量子 井層，最好是氮化鎵銦（InGaN)層，而且最好是是 層’其中0<ζ€0·3。在其作用㉟域具有兩層或兩層以上量子 井層的裝置中，+間障壁層最好是氮化錄鋼（InGaN)層乂其 銦（In)之莫耳濃度不同於量子井層之銦的莫耳濃度），或氮 化鎵（GaN)。（中間」障壁層意指配置於作用區域之兩鄰 近量子井層之間的障壁層，或者是配置於含鋁層與量子井 層之間的障壁層。） 圖2(b)說明根據本發明之半導體雷射。圖购之雷射 裝置15是在（Al，Ga，In)N系統中製造。 雷射裝置15生長於基板！上面。在圖，基板R藍寶石 基板。緩衝層2,第一覆蓋層3,與第一光學引導層4依序生 長於基板α(_υ®。在圖2(b)之具體實施射，緩衝層2 是4微米（#m)厚的n型氮化鎵（GaN)層，第一覆蓋層3是〇5 微米Um)厚的n型氮化鎵鋁（A1GaN)層，而第一光學引導層 4則是100奈米（nm)厚的η型氮化鎵（GaN)層。 作用區域5生長於第一光學引導層4上面。 第二光學引導層7’第二覆蓋層8與罩套層9依序生長於作 用區域5上面。第二光學引導層7與第二覆蓋層8具有與第一 光學引導層4與第一罩套層3相反的導電性。在圖：⑻之雷射 一極體15中’第一光學引導層7是1〇〇奈米（麵)厚的p型氮化 鎵（GaN)層，第一覆蓋層8是〇.5微米（μιη)厚的p型氮化鎵鋁 (A1GaN)層，而罩套層9則是3〇〇奈米厚的ρ型氮化鎵（㈣） 97090.doc -15- 1277221 雷射裝置15之作用區域5包括複數層。作用區域$之最下 層12與最上層14是含鋁層，而在此一實例中，是氮化鎵鋁 (AlGaN)層。沒有作用區域5之其他層是特意包含鋁的。 作用區域5在最低之氮化鎵鋁（A1GaN)層12與最上之 AlGaN層14之間，進一步包含一層或一層以上量子井層。 在圖2(a)中，以13指示量子井層。 圖2(b)之雷射裝置的作用區域$可以包含上述圖之 LED的任何結構。圖2(b)之雷射的作用區域的層組成份，厚 度與摻雜，宜與上述圖2(a)iLED相同。 具有如圖2(b)所示之一般結構的雷射裝置，或具有如圖 2(a)所示之一般結構的LED，能夠發出波長範圍從38〇奈米 (nm)至450奈米之紫外光_藍光波長的光線，尤其是可以具 有範圍從390奈米至41〇奈米的輻射波長。 圖5(a)至5(d)是本發明之裝置之一些可能的作用區域的 圖解說明。 圖5(a)所示之作用區域5在其最下層具有第一氮化鎵鋁 (AlGaN)層12，而在其最上層則具有第二氮化鎵鋁（A1GaN) 層14。單一之量子井層Μ，舉例來說，如氮化鎵錮（InGaN) 層，配置於第一AlGaN層12與第二AlGaN層14之間。第一障 壁層15配置於第一八1(}_層12與量子井層16之間，而第二 障壁層17則配置於第二八1(}心層14與量子井層16之間。舉 例來說，該障壁層可以是氮化鎵銦（InGaN)層或氮化鎵（GaN) 層。因此，圖5(a)之作用區域對應於上述之結構「A1」。 圖5(a)之作用區域可以應用於圖2(a)所示之LED結構，或 97090.doc -16- I277221 者是圖2⑻所示之雷射二極體結構。第—障壁層i5，量 層16與第—壁層17-起構成圖2⑷與卿中以「13」於- 的層。 曰不 一般而言，除了圖5(b)之你田π α^ 口 （…之作用區域沒有圖5(a)之第一障辟 層15以外，圖5⑻所示之作用區域大致上與圖5⑷所示之； 用區域-致。在圖5(b)之作用區域中，量子井層⑽接鄰接 較低層之氮化鎵事叫層12。圖5⑻之作用區域對應於 上述之結構「B1」。 -般而言，除了圖5⑷之作用區域沒有圖5⑷之第二障壁 層17以外，圖5⑷所示之作用@域大致上與圖5⑷所示之作 用區域-致。在圖5⑷之作用區域中，量子井層⑽接鄰接 較高層之氮化鎵鋁（入1(33杓層14。圖5(b)之作用區域對應於 上述之結構「C1」。 圖5(d)顯不包含超過一層量子井層之作用區域的實例。 圖5(d)所示之作用區域具有第一氮化鎵鋁（A1GaN)層^作 為其最下層，並具有第二氮化鎵鋁（入1(^”層14作為其最上 層。兩層量子井層16, 16,配置於第一氮化鎵鋁（A1GaN)層 U與第二氮化鎵鋁（AlGaN)層14之間。第一障壁層15配置於 第一氮化鎵鋁（AlGaN)層12與第一量子井層16之間，而第二 障壁層17則配置於第二氮化鎵鋁（八1(}心）層14與第二量子 井層16,之間。進一步的障壁層15,配置於第一量子井層16與 第二量子井層16,之間。因此，圖5(a)之作用區域對應於上 述之結構「A2」。 圖5(b)至5(d)的作用區域可以應用於圖2(a)所示之LED結 97090.doc -17- 1277221 構或圖2(b)所示之雷射二極體結構，障壁層15，i5，，丨了與 量子井層16, 16,一起構成圖2(a)與圖2(1?)中，以「13」指示 的層。舉例來說，該量子井層或每一量子井層16, 氮 化鎵銦（InGaN)層，而該障壁層或每一障壁層15, i5，， 可以是氮化鎵銦（InGaN)層或氮化鎵（GaN)層。 圖3(a)說明本發明之LED所得之光學輸出功率（任意單 位），其中該LED具有-作用區域，而作用區域之最下與最 上層是氮化鎵鋁（AlGaN)層。圖3(a)顯示改變作用區域之較 低層的氮化鎵鋁層12的厚度，所獲得之光學輪出功率，其 包含沒有較低層之氮化鎵鋁層之結構的資料點（即厚度為 零時的資料點)。it些結果是使用上層氮化鎵紹(aig二 14具有2.5奈米（nm)厚度之作用區域，所獲得的結果。 可以瞭解的是’和作用區域之最下層不是含鋁層的裝置 相比，如果較低層之氮化鎵鋁（AlGaN)層具有範圍從大約ι 奈米（nm)至大約50奈米的厚度，則其獲得增加之光學輸出 功率。當作用區域之較低層的规啊12具有大約2〇_25夺 米的厚度時’其獲得最大的光學輸出功率。提供較低層的 AlGaN層12,可以增加|置之光學輸出功率超㈣倍。 圖3(b)說明本發明之LED所得之光學輸出功率（任意單 位）’其中該LED具有-作用區域，而作用區域之最下與最 上層是氣化鎵紹（AlGaN)層。圖3(b)顯示改變作用區域之較 高層的氮化鎵紹層14的厚度’所獲得之光學輸出功率。這 些結果是使用作用區域下層氮化鎵12具有Μ 奈米（)厚度之LED所獲得的結果。圖抑)之垂直刻度與圖 97090.doc -18- 1277221 3 (a)之垂直刻度相同。

可以瞭解的是，和作用區域之最上層不是含㈣的裝置 相比，如果較高層之氮化鎵鋁（A1GaN)層具有範圍從大約工 奈米㈣）至大約15奈#的厚度，則其獲得增加之光學輸出 功率。當作用區域之較高層的八咖層14具有大約5斜米 的厚度時’其獲得最大的光學輸出功率。提供較高層之 AlGaN層14可以再—次實質上增加裝置之光學輸出功率。 雖然在圖3(b)中沒有較高層之仙❿層的厚度為零的資料 點’可以預期作用區域不具有較高層之…⑽層Μ的咖 的輸出功率，將是小於0.1 au。 在本I明之發光襄置中，較高層與較低層之氮化嫁銘 (AlGaN)層14、12形成裝置之作用區域5部>。對於特定的 運作條件（如特定的驅動電流與溫度），如果形成發光裝置之 作用區域部分的層，影響裝置發出之光線的強度與/或波 長’則形成該層。從圖4中，可以了解較高層與較低層之氮 化鎵鋁（AlGaN)層14、12的確形成作用區域部分。 圖4顯示兩個作用區域之光激冷光（却〇luminescence)頻 譜（任意單位）。該等作用區域並未併入完整裝置中，而是沈 積於氮化鎵（GaN)基板上，以便實施光激冷光測量。

一作用區域是本發明之作用區域，其中該作用區域之牽 上層與最下層是含㈣’而在此一情況中，是氮罐 (。另—作用區域是傳統的作用區域，#中該作用 4之最上層與最下層是氮化鎵(Ga_。除了作用區域最 上層與最下層不同以外，兩個作用區域是相一致的。 97090.doc -19- 1277221 在圖4中，曲線（a)是以氮化鎵（GaN)當作最上層與最下層 之傳統作用區域的缝冷光頻譜，而曲線（b)則是以氮化録 鋁（AlGaN)層當作最上層與最下層之本發明之作用區域的 光激冷光頻譜。可以了解的是，在曲線卬）中，在波長大約 4〇〇奈米（nm)處的光激冷光強度高峰（此一高峰對應於作用 區域之預期輻射波長），大約三倍大於曲線在此一波長之 最大光激冷光強度高峰。以氮化鎵鋁（A1GaN)層作為最外層 之作用區域，其增加的光激冷光（PL)效率，確認A1GaN層是 作用區域的成分。相反地，在圖丨之傳統雷射裝置丨〇中，

AlGaN電子阻絕層6不會形成雷射裝置1〇之作用區域$部 分。 附圖中大約360奈米處的高峰表示來自下面氮化鎵（GaN) 基板的光激冷光。可以了解的是，傳統作用區域在此處之 光激冷光高峰，比本發明之作用區域在此處之光激冷光高 峰向很多。這是因為很多載子從傳統作用區域脫離進入下 面的基板中，導致基板較高的光激冷光。相反地，本發明 之作用區域提供較佳之載子禁閉，使得較少載子可以脫離進 入下面的基板，因此相對地減少下面基板的光激冷光強度。 本發明之發光裝置可以使用任何適當之半導體生長裝置 來製造’舉例來說，如分子束蠢晶（MBE)，或有機金屬氣 相磊晶（MOVPE)。如果使用MBE生長該裝置，則可以利用 英國專利申請案第0219728.3號中敘述的技術。 在生長過程中，如果氮化鎵鋁（AlGaN)層12，14在其生長 之後立即退火，則其最好是在比生長溫度更高的溫度。如 97090.doc -20- 1277221 果使用此一生長方法，則一開始便生長緩衝層2與較低層的 含銘層12(在圖2(a)之LED的情況中），或緩衝層2與較低層 的覆蓋層3，較低層光學引導區域4與較低層的含鋁層12(在 圖2(b)之雷射的情況_)。接著，停止材料的沈積，並增加 生長反應室的溫度，以於高於生長溫度之退火溫度，對較 低層之含鋁層12實施退火。 一旦障壁層15完成退火，便重新開始材料的沈積，並且 生長量子井層13與較高層之含鋁層14，以完成作用區域5。 接著再一次停止材料的沈積，增加生長反應室的温度，以 於高於生長溫度之退火溫度，對較高層之含鋁層14實施退 火。然後，生長LED結構或雷射結構剩下的部分。 在申請中之英國專利申請案第0325〇99〇號中，更詳細地 敘述此一生長過程，與其優點， 在上述之具體實施例中，作用區域之最低與最高含鋁層 12, 14是氮化鎵鋁（A1GaN)層.本發明並不受限於此，作^ 區域之最低與最高含銘層12，14也可以i氮化銦録链 (AlGalnN)層。 【圖式簡單說明】 上文係以說明貫例的方式 佳特性，其中： 參考附圖，敘述本發明之較 圖1是在（A1， 圖解剖面圖；

Ga ’ In)N系統中製造之半導體雷射裝置的 圖2(a)係根據本發明之lED的概圖； 圖·系根據本發明之雷射二極體的概圖； 97090.doc •21 - 1277221 學功率輸出，其係根據 圖3(a)與3(b)說明發光裝置增加光 本發明； 另圖4顯示在（A1，Ga，In_統中製造之傳統半導體雷射 裝置’與本發明之雷射裝置的發光頻譜；及 圖5(a)至5(d)顯示本發明之裝置的可能作用區域。 在所有圖式中，類似的參考符號指示類似的元件。 【主要元件符號說明】 1 基板 2 緩衝層 3 第一覆蓋層 4 第一光學引導層 5 作用區域 6 摻雜的AlGaN層 7 第二光學引導層 8 第二覆蓋層 9 罩套層 10 半導體雷射裝置（雷射二極體） 11 發光二極體（LED) 12 最下層 13, 16, 16， 量子井層 14 最上層 15 雷射裝置（圖2(b)) 15, 15， 第一障壁層（圖5) 17 第二障壁層

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Claims (1)

1277221 十、申請專利範圍·· 1· -種在氮化物材料系統中製造之半導體發光裝置，其包 括一基板，與配置於該基板上之作用區域； 其：該作用區域包括：一形成該作用區域之最下層的 第3銘層，一形成該作用區域之最上層的第二含紹 層；至少一氮化鎵銦（InGaN)量子井層；及至少一無鋁 壁層； 而且其中該至少一氮化鎵姻量子井層西己置於該第一含 銘層與該第二含㈣之間；而該至少—無轉壁層亦配 置於該第一含鋁層與該第二含鋁層之間。 2.㈣求項！之裝置，其中該第—含㈣是一層選自由氮化 ’家(AlGaN)與氮化銦鎵鋁（A1GaInN)所組成之群的材 /求員1之裝置’其中該第二含崔呂層是一層選自由氮化 、家、（AlGaN)與氮化錮鎵鋁（A1GaInN)所組成之群的材 料。 士了求項1之裝置，其中該作用區域在該第一含銘層與該 至夕氮化鎵銦（InGaN)量子井層之間，包括一第一無鋁 障壁層。 月长項1之裝置，其中該作用區域在該至少一氮化鎵銦 (GaN)里子井層與該第二含鋁層之間，包括一第二無鋁 障壁層。 U項1之裝置，其中讓作用區域包括至少兩層氮化嫁姻 (InGaN)里子井層，而且其中每兩層鄰近之氮化鎵銦 97090.doc 1277221 (InGaN)量子井層被各自之無㈣㈣分開。 7.如請求項】之裝置，其中每— 層。 早i層疋虱化叙銷（InGaN) 8 ·如吻求項1之裝置，中兮筮 中〇<㈣· 4。 苐一含銘層是从仏』層，其 9. 如明求項1之裝置，其中該第_人42 s目士 (rnn)之厚度。 T /第』層具有不超過50奈米 10. 如請求項9之 1 兮 ㈣之厚度。〃中°亥5亥第一含銘層具有大約20奈米 11 ·如請求項j 中一4 中該第二含㈣是_一層，其 12·如δ青求項1 姑 ㈣之厚度 其中該第二含紹層具有不超過15奈米 13 ·如請求項】 ㈣之厚度。 中該第二含铭層具有大約5奈米 14. 如請求項1之裝置，其中該第-含銘層並非特音摻雜。 15. 如請求 l6 ^ 、 ，/、中该第二含鋁層並非特意摻雜。 一， 凌置，其中該氮化鎵銦（InGaN)量子井層或矣 〇一鎵銦（InGaN)量子井層是MW層，其中 97090.doc