TWI389342B - 氮化物半導體裝置 - Google Patents

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Description

氮化物半導體裝置 [相關申請案之交叉參考]
本申請案主張於2007年12月6日向韓國智慧財產局提出專利申請的第2007－0126131號案作為優先權，該優先權所揭示之內容結合於本案以作為參考。
本發明係有關於氮化物半導體裝置，且尤其有關利用具有量子位障(quantum barrier)及量子井(quantum well)層的最佳結構的主動層以改善氮化物半導體裝置的發射效率，特別是於高電流的操作下。
一般而言，氮化物半導體係廣泛應用於綠色或藍色發光二極體(LED)或雷射二極體(LD)，以供作為全彩顯示器、影像掃描器、各種信號系統及光學通訊裝置的光源。此氮化物半導體裝置可作為光發射裝置，該光發射裝置包含透過電子及電洞的再結合的特性而發射各種顏色(例如綠色及黃色)光線的主動層。
由於該氮化物LED的發展，氮化物LED的應用範圍已隨著技術的進步而顯著地擴展。因此，該LED已經明顯被研發作為用於一般照明的光源。特別的是，習知的氮化物光發射裝置大部份都已經被使用作為於低電流及低輸出的機動產品(mobile product)上實施的配件。然而，氮化物光發射裝置目前的應用已經漸漸擴展到於高電流及高輸出領域。而此將導致迫切需要發展在高電流下具有高效率的 LED結構。
第1圖係為顯示習知氮化物半導體裝置的剖面圖。
參照第1圖的內容，可知氮化物半導體裝置10包含藍寶石(sapphire)基板11、n型氮化物半導體層12、多重量子井結構的主動層15、p型氮化物半導體層17及透明電極層(transparent electrode layer)18，而該透明電極層18係接續地形成在該藍寶石基板11上。
該n型氮化物半導體層12係部分地蝕刻以提供用於形成n－電極19a的區域。而在該透明電極層18上係形成有p－電極19b。
於此，該主動層15係形成具有彼此交替沈積的複數個量子井層15a及量子位障層15b的多重量子井結構。
這個氮化物半導體裝置具有主要由該主動層中的電子及電洞的再結合可能性而決定的發射效率，亦即，內部量子效率(internal quantum efficiency)。
為了加強內部量子效率，研究已經朝向透過改善該主動層的結構而增加與光發射相關之有效載子的數量。換言之，為了確保該主動層中有較多數量的有效載子，有需要降低溢流到該主動層外界的載子數量。
此外，載子係有限制地注入到該主動層的特定局部區域，而藉以降低整體主動層中的有效主動區域。在該有效主動區域的此種衰減會馬上導致光發射效率的降低。而因此需要用於確保在整個主動層中再結合的方法。
將參照第2圖而給予更為詳盡的說明。
第2A圖係顯示習知氮化物半導體裝置的主動層的載子濃度的模擬結果，其中，該主動層具有七對量子井層及量子位障層，而該等量子井層及量子位障層分別具有30埃()及150埃()的厚度。第2B圖係顯示習知氮化物半導體裝置的主動層的輻射再結合率(radiative recombination rate)的模擬結果，其中，該主動層具有七對量子井層及量子位障層，而該等量子井層及量子位障層係分別具有30埃()及150埃()的厚度。
首先，根據顯示於第2A圖的載子濃度(電子係由虛線表示及電洞係由實線表示)，可知電洞較電子少作移動，因此在對的數量上有所增加，而該等電洞則不太可能殘留。由於各別來自該n型及p型氮化物半導體層的該等電子及電洞有較大的距離，故該等電子及電洞較少被散佈。但是該等電洞相對地會更快速地減少。因此，如同第2B圖中所示，在位於該p型氮化物半導體層附近的區域II的量子井層係顯示出有高的有效再結合可能性。
如同上述，該主動層的有效再結合可能性可隨著使用於需要高電流的發光裝置而顯著地進一步降低。因此，這造成了在該技術領域中需要有當該光發射裝置於高電流的狀態下操作時，能增加發射效率的多重量子井結構。
本發明之一態樣在於提供一種氮化物半導體裝置，其由於最佳化的多重量子井結構而明顯地改善於高電流操作時的發射效率(emission efficiency)。
根據本發明的態樣係提供一種氮化物半導體裝置，係包含：n型氮化物半導體層；p型氮化物半導體層；以及主－動層，係形成於該n型及p型氮化物半導體層之間，該主動層包含彼此交替沈積的複數個量子井層及至少一個量子位障層，其中，該主動層包含：第一量子井層；第二量子井層，係形成與接近該p型氮化物半導體層的該第一量子井層相鄰並具有量子階較該第一量子井層的量子階高；以及穿隧量子位障層(tunneling quantum barrier layer)，係形成在該第一及第二量子井層之間並具有能夠讓載子穿隧通過其中的厚度。
該主動層可包含複數個量子位障層，而其中一個量子位障層係形成與接近該p型氮化物半導體層的該第二量子井層相鄰，其中，該一層量子位障層係為具有厚度較該穿隧量子位障層的厚度大的結晶品質改善層(crystal quality improvement layer)。
該主動層可包含作為一個單元結構的該第一量子井層、該穿隧量子位障層、該第二量子井層及該結晶品質改善層，並且該單元結構可重複至少一次。
該單元結構可被重複一到三十次。
該第二量子井層可具有厚度較該第一量子井層的厚度小。
該第一量子井層可具有20到60埃()的厚度。
該第二量子井層可具有10到50埃()的厚度。
該穿隧量子位障層可具有10到80埃()的厚度。
該結晶品質改善層可具有30到200埃()的厚度。
該第二量子井層可具有由摻雜所定義的量子階。
該主動層可復包括：第三量子井層，係形成與接近該n型氮化物半導體層的該第一量子井層相鄰並具有量子階較該第一量子井層的量子階高；以及第二穿隧量子位障層，係形成在該第一及第三量子井層之間並具有能夠讓載子穿隧通過其中的厚度。
該第三量子井層可具有10到50埃()的厚度。
該第二穿隧量子位障層具有10到80埃()的厚度。
本發明的例示實施例將於此參照附圖詳細說明。然而，此發明也可以多種不同的形式實施，因而當要理解不應以此所提出的實施例作為本發明的限制。更確切地說，這些實施例係提供而使得此次的揭露能夠徹底且完整，並將充份地對所屬技術領域的人士傳達本發明的範圍。在圖式中，為了清楚描述可能將形狀及尺寸誇大，並且於全文中使用相同的元件符號標示相同或近似的元件。
第3圖係顯示根據本發明的例示實施例的氮化物半導體裝置的剖面圖。第4圖係顯示在第3圖中以A指示的區域的放大圖。
首先，參照第3圖，可知氮化物半導體裝置30包含基板31、n型氮化物半導體層32、主動層300及p型氮化物半導體層37。
該n型氮化物半導體層32可被部分地曝露以供設置n 型電極39a，其中，該n型電極39a係形成在該n型氮化物半導體層32的曝露部分的頂部上。此外，透明電極層38及p型電極39b可被接續地形成在該p型氮化物半導體層37的頂部上。
本實施例係顯示一種平面的氮化物半導體裝置，其中，該n型電極39a及p型電極39b係朝向相同方向設置。但是本發明並非以此作為限制，所屬技術領域的人士皆可輕易瞭解本發明亦可應用於垂直的氮化物半導體裝置上。
該基板31係用於生長氮化物單晶，並且通常使用藍寶石的基板。此外，該基板31也可由碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂鋁(MgAl2 O4 )、氧化鎂(MgO)、氧化鋰鋁(LiAlO2 )或氧化鋰鎵(LiGaO2 )製成。
然而，根據本實施例未圖示的緩衝層(例如未摻雜的氮化鎵層)可被生長以改善在該基板31上所生長的氮化物半導體單晶的結晶品質。
該n型氮化物半導體層32及p型氮化物半導體層37係各別可由摻雜有n摻雜物(n－dopant)及p摻雜物(p－dopant)的半導體材料所形成，而該半導體材料係具有表示為Alx Iny Ga(1－x－y) N的成分，其中，0≦x≦1、0≦y≦1及0≦x＋y≦1。對於上述半導體材料的代表性範例中，該半導體材料包含有氮化鎵、氮化鋁鎵及氮化銦鎵。而且，該n型摻雜物可使用矽、鍺、硒、碲或碳，以及該p型摻雜物可採用鎂、鋅或鈹。
由於電子及電洞的再結合，因而在該n型氮化物半導 體層32及該p型氮化物半導體層37之間形成的主動層300發射出具有預定能量的光線。如第3圖中所示，可知該主動層300係形成具有複數個量子井層及複數個量子位障層的多重量子井結構，其中，該複數個量子井層及該複數個量子位障層係彼此交替地沈積。
特別的是，在本實施例中，該主動層的特徵在於四層的重複結構，該四層的重複結構包含有彼此交替地沈積成為一個單元35的兩個量子井層及兩個量子位障層。此重複結構係設置以確保該主動層中的載子的順暢移動。
在第3圖中以A所指示的區域被放大於第4圖中，藉以詳細描述該等量子井層及該等量子位障層的四層單元結構35。
如第4圖中所示，可知本實施例的多重量子井結構係藉由該四層單元結構35的重複而定義，其中，該四層單元結構35包含有兩個量子井層35a及35c與兩個量子位障層35b及35d。
以下，基於功能性的考量，該等量子井層35a及35c與該等量子位障層35b及35d係稱為第一量子井層35a、穿隧量子位障層35b、第二量子井層35c及結晶品質改善層35d。
該第一量子井層35a係相鄰於該n型氮化物半導體層32，電子最主要是從該n型氮化物半導體層32而被注入。該第一量子井層提供作為在該四層單元結構35中的主要光發射層。
該穿隧量子位障層35b具有d2的厚度使得能夠讓來自該第一量子井層35a或第二量子井層35c的載子穿隧通過該層。由此相應地允許該等載子順暢地移動到該等量子井層的一個相鄰層。
該第二量子井層35c具有量子階(quantum level)較該第一量子井層35a的量子階高。為了這個目的，本實施例中的該第二量子井層35c具有厚度較該第一量子井層35a的厚度小。如將於隨後描述者，具有高量子階的該第二量子井層35c主要是表現出類步階(step－like)功能以使得該等載子易於移動到該相鄰的量子井層，並表現出相當弱的光射出功能。
該結晶品質改善層35d係為量子位障層，用以克服由事先沈積該第一量子井層35a、穿隧量子位障層35b及第二量子井層35c到數十埃()的厚度而引起的結晶品質衰退的問題。亦即，在本實施例的多重量子井結構中，該第一量子井層35a、穿隧量子位障層35b及第二量子井層35c的結構特徵可增加在該主動層中的載子的移動率(mobility)。由此相應地允許將該結晶品質改善層35d(亦即，相鄰之量子位障層)生長成有相當厚的厚度，用以恢復由多重薄層沈積物所降低的結晶品質。
因而，該結晶品質改善層35d具有厚度d4較該穿隧量子位障層35b的厚度大。然而，根據本發明，該結晶品質改善層35d的適當厚度限制並非必要。鑑於該主動層300的厚度及藍移現象(blue shift phenomenon)，該結晶品質 改善層35d可對厚度進行適當地調整，而此將於稍後敘述。
於下，該四層單元結構35的功能將參照第5圖而做更為詳細的描述。第5圖係顯示第4圖中所示的多重量子井結構的導電帶能階(conduction band energy level)。為了解釋的方便，第5圖僅顯示電子移動作為載子。
首先，注入到該第一量子井層35a內的部分電子e－係藉由再結合用於光發射的電洞而發射預定波長的光線。當注入有大量的電子時，該第一量子井層35a具有充滿電子的能階E0及E1，並將額外的電子穿隧通過該相鄰的穿隧量子位障層35b並注入到該第二量子井層35c內。
在此，將如同稍後所描述的，該第二量子井層35c具有的量子階較該第一量子井層35a的量子階高。因此，該等電子可更為容易地由該第一量子井層35a的高量子階穿隧到該第二量子井層35c的零量子階E’0 。
該穿隧量子位障層35b具有大約10到80埃()的厚度d2 以表現出此穿隧功能。此外，由於量子效應，該第一量子井層35a具有20到60埃()的厚度d1 以獲得高內部量子效率(internal quantum efficiency)。
藉由穿隧而注入到該第二量子井層35c內的該等電子具有的量子階較該第一量子井層35a的量子階高。如同上述，可理解該第二量子井層35c主要是表現在使該等電子移動到其它相鄰的量子井層的類步階功能，特別是，使該等電子移動到該接著的4層單元的另一第一量子井層。
該第二量子井層35c可具有厚度較該第一量子井層 35a的厚度小以達成該高的量子階。具體而言，該第二量子井層35c具有10到50埃()的厚度d3 。
如同上述，具有高量子階的該第二量子井層35c允許將該等電子以更高的效率注入到該相鄰的量子井層，藉以擴大該主動層的整體有效主動區域。
同時，該第二量子井層可具有相對較小的厚度以達成該第二量子井層35c的高量子階。或者，該第二量子井層可被摻雜有適當的材料或者是在銦(indium)或鋁的內容物上有所調整。
該結晶品質改善層35d可具有厚度與例如各別的該第一量子井層35a、穿隧量子位障層35b及第二量子井層35c一樣小，而有利地確保將該等電子注入到該相鄰量子井層。然而，在本實施例中，該結晶品質改善層35d主要是形成來改善結晶品質。
亦即，具有相當小的厚度以實施上述功能的該第一量子井層35a、穿隧量子位障層35b及第二量子井層35c並無法展現出優異的結晶品質。當重複地沈積時，這些具有小厚度的層允許將該等載子有效率的注入，但是由於結晶品質的下降，因而可能無法在整體光發射效率上產生大幅增加。
因而，相較於先前沈積的該等層35a、35b及35c的每一層厚度，該結晶品質改善層35d可具有相當大的厚度。
然而，如將參照第9圖進行說明者，該結晶品質改善層35d具有太大的厚度會導致供應電流的增加，藉以加劇 發射光波長的藍移。考慮此因素，該結晶品質改善層35d可具有30到200埃()的厚度d4 。
此外，本實施例的多重量子井結構具有組成一個單元結構35的該第一量子井層35a、穿隧量子位障層35b、第二量子井層35c及結晶品質改善層35d且此單元結構35被重複多次的特徵。由此相應地改善該等量子井層之間的載子移動率(carrier mobility)以及半導體結晶品質。特別的是，於高電流的狀態下操作時，該光發射裝置達成優異的光發射效率。
在此，該主動層300可具有僅一個單元結構35或複數個單元結構重複的特徵。該等單元結構35可根據裝置的驅動電流密度(driving current density)而以最佳數量重複。一般而言，電流密度的增加將導致最佳重複數量的增加。當需要重複多次時，該等單元結構35可重複30次或更少。換言之，該等量子井層及量子位障層的各別數量可為60個或更少。
同時，舉例而言，可架構該等量子井層35a及35c與量子位障層35b及35d，使得氮化銦鎵(InGaN)及氮化鎵(GaN)被重複沈積。在此情況下，該等量子井層及量子位障層可具有根據所需波長適當選擇的精確成分。
第6圖係顯示用於根據本發明的另一例示實施例的氮化物半導體裝置的多重量子井結構的導電帶能階(conduction band energy level)。
在本實施例中，該多重量子井結構的單元結構相較於 先前的實施例包含有兩個額外的層。
換言之，如同第6圖所示，可知根據本實施例的多重量子井結構的單元結構65以與第5圖相同的方式均包含有第一量子井層65c、第一穿隧量子位障層65d、第二量子井層65e及結晶品質改善層65f。另外，該單元結構65復包含有第三量子井層65a及第二穿隧量子位障層65b。
在本實施例中，不僅需要考慮到電子的移動率，也需要考慮到電洞的移動率。該第三量子井層65a係另外地設於該等電洞的移動路徑上以供易於將該等電洞注入到該等量子井層的一個相鄰層內。該穿隧量子位障層65b的實施具有相同於該第一穿隧量子位障層65d的目的。
換言之，本實施例與先前實施例之間僅有的差異係在於本實施例將改善載子的注入效率。該第三量子井層65a及該第二穿隧量子位障層65b係分別等同於該第二量子井層65e及該第一穿隧量子位障層65d。
因而，第5圖與第6圖所展現的整體載子移動率相似。然而，注入到該第三量子井層65a的電子e－係透過穿隧而注入到該第一量子井層65c內。因此，本實施例的第一量子井層65c與第5圖相同也提供有主要光發射層。
在移動通過該第一量子井層65c之後的載子移動率及每一層的功能係可參照先前實施例的描述，而無需要進一步詳細的說明。
於下將說明相較於習知的多重量子井結構，本實施例的多重量子井結構達成多少的改善。
第7A圖及第7B圖係標繪說明習知的多重量子井結構與根據本發明例示實施例的多重量子井結構之間的發射強度的比較結果。
首先，第7A圖係顯示在晶片具有1mm×1mm的尺寸及10A/cm2 的電流密度下的發明例與比較例之間的比較結果。在此，發明例與第3圖的結構相似，均是由四層構成一個單元結構。具體而言，該第一量子井層具有30埃()的厚度、該穿隧量子位障層具有30埃()的厚度、該第二量子井層具有20埃()的厚度、以及該結晶品質改善層具有90埃()的厚度。該單元結構被重複有五次。
此時，在比較例中，該量子井層及該量子位障層各具有30埃()的厚度以形成超晶格(superlattice)結構。一對該量子井層及一對該量子位障層被重複有14次，以使得該主動層的整體厚度與發明例相同。
如第7A圖中所示，可知發明例相較於比較例在平均上增加有22%的光發射強度。此係因為超晶格結構的多重量子井結構由於穿隧而改善載子注入效率，但是會由於結晶品質的衰退而降低發射效率。
相較之下，如第3圖結構的發明例係由於穿隧及較高的量子階而得以確保寬裕的載子移動率及較佳的結晶品質，藉以達成優良的光發射效率。
第7B圖係標繪說明習知的例子與發明例之間的光發射強度的比較結果。第7B圖係顯示在較第8A圖為高的35A/cm2 密度下的測試結果。
第7B圖的發明例1及比較例係與參照第7A圖說明的發明例及比較例的結構相同。發明例2與第3圖的結構相同，均為一個單元結構包含四層，於其中，第一量子井層具有30埃()的厚度、穿隧量子位障層具有30埃()的厚度、第二量子井層具有20埃()的厚度、以及結晶品質改善層具有50埃()的厚度。下列有三種情況以確保各別主動層的厚度相似，在發明例1中該單元結構被重複五次、在發明例2中該單元結構被重複七次、以及在比較例中該單元結構被重複十四次。
基於測試的結果，發明例係顯示於高電流密度下的光發射強度顯著地增加。特別的是，藉由增加該單位結構的重複數量，同時相對地薄化(非增厚)該結晶品質改善層，而可於高電流密度下達成較高的光發射效率。
第8圖係標繪說明發射波長的改變，而該發射波長的改變係有關於根據本發明例示實施例的多重量子井結構的結晶品質改善層的厚度。
參照第8圖，可知標示A與B的曲線係顯示量子位障層的每一個具有30埃()的厚度的比較例的結果。曲線C與D係為發明例的標繪結果，其中，該結晶品質改善層各別具有50埃()及90埃()的厚度。
參照第8圖，可知該結晶品質改善層的厚度增加會使得該光發射裝置遭受到藍移的退化，特別是在高電流操作時。
因此，該結晶品質改善層可具有考量到測試結果、該 結晶品質改善層的發射效率改善效果及實際裝置的電流密度所決定的最佳化厚度。鑑於這些因素，該結晶品質改善層可具有30到200埃()的厚度。
如上所提出的內容，由於具有最佳化的多重量子井結構的主動層，根據本發明的例示實施例的氮化物半導體裝置係顯著地改善於高電流操作下的發射效率。
另外，該氮化物半導體裝置的半導體單晶係可在結晶品質上予以改善。
雖然本發明已結合上述例示實施例而予以描述，但是對熟悉本技術領域的人士而言，可在不背離隨附的申請專利範圍所定義的發明精神與範圍下做出修飾及改變是顯而易見的。
10‧‧‧氮化物半導體裝置
11‧‧‧藍寶石基板
12‧‧‧n型氮化物半導體層
15‧‧‧主動層
15a‧‧‧量子井層
15b‧‧‧量子位障層
17‧‧‧p型氮化物半導體層
18‧‧‧透明電極層
19b‧‧‧p－電極
19a‧‧‧n－電極
30‧‧‧氮化物半導體裝置
31‧‧‧基板
32‧‧‧n型氮化物半導體層
35‧‧‧四層單元結構
35a‧‧‧第一量子井層
35b‧‧‧穿隧量子位障層
35c‧‧‧第二量子井層
35d‧‧‧結晶品質改善層
37‧‧‧p型氮化物半導體層
38‧‧‧透明電極層
39a‧‧‧n型電極
39b‧‧‧p型電極
300‧‧‧主動層
d1、d2、d3、d4‧‧‧厚度
E0、E1、E’0 ‧‧‧能階
65‧‧‧單元結構
65a‧‧‧第三量子井層
65b‧‧‧第二穿隧量子位障層
65c‧‧‧第一量子井層
65d‧‧‧第一穿隧量子位障層
65e‧‧‧第二量子井層
65f‧‧‧結晶品質改善層
A‧‧‧放大區域
於前文中結合附圖的詳細說明將可更清楚地瞭解本發明的上述內容及其它觀點、特徵與其它優點。其中：第1圖係顯示習知氮化物半導體裝置的剖面圖；第2A圖及第2B圖係分別顯示習知氮化物半導體裝置的主動層的載子濃度及輻射再結合率分佈的模擬結果，其中，該主動層具有七對量子井層及量子位障層，而該等量子井層的每一個具有30埃()的厚度，以及該等量子位障層的每一個具有150埃()的厚度；第3圖係顯示根據本發明的例示實施例的氮化物半導體裝置的剖面圖；第4圖係顯示在第3圖中以A指示的區域的放大圖； 第5圖係顯示第4圖中所示的多重量子井結構的導電帶能階；第6圖係顯示用於根據本發明的另一例示實施例的氮化物半導體裝置的多重量子井結構的導電帶能階；第7A圖及第7B圖係標繪說明習知的多重量子井結構與根據本發明例示實施例的多重量子井結構之間的發射強度的比較結果；以及第8圖係標繪說明發射波長的改變，而該發射波長的改變係有關於根據本發明例示實施例的多重量子井結構的結晶品質改善層的厚度。
30‧‧‧氮化物半導體裝置
31‧‧‧基板
32‧‧‧n型氮化物半導體層
35‧‧‧四層單元結構
37‧‧‧p型氮化物半導體層
38‧‧‧透明電極層
39a‧‧‧n型電極
39b‧‧‧p型電極
300‧‧‧主動層
A‧‧‧放大區域

Claims (13)

  1. 一種氮化物半導體裝置，係包括：n型氮化物半導體層；p型氮化物半導體層；以及主動層，係形成於該n型及p型氮化物半導體層之間，該主動層包括彼此交替沈積的複數個量子井層及至少一個量子位障層(quantum barrier layer)，其中，該主動層包括：第一量子井層；第二量子井層，係形成與接近該p型氮化物半導體層的該第一量子井層相鄰並具有零量子階較該第一量子井層的零量子階高；以及穿隧量子位障層(tunneling quantum barrier layer)，係形成在該第一及第二量子井層之間並具有能夠讓載子穿隧通過其中的厚度。
  2. 如申請專利範圍第1項之氮化物半導體裝置，其中，該主動層包括複數個量子位障層，以及該等量子位障層之其中一層係形成與接近該p型氮化物半導體層的該第二量子井層相鄰，其中，該一層量子位障層係為具有厚度較該穿隧量子位障層的厚度大的結晶品質改善層(crystal quality improvement layer)。
  3. 如申請專利範圍第2項之氮化物半導體裝置，其中，該主動層係包括作為一個單元結構的該第一量子井層、該 穿隧量子位障層、該第二量子井層及該結晶品質改善層，並且該單元結構重複至少一次。
  4. 如申請專利範圍第3項之氮化物半導體裝置，其中，該單元結構被重複一到三十次。
  5. 如申請專利範圍第1項之氮化物半導體裝置，其中，該第二量子井層具有厚度較該第一量子井層的厚度小。
  6. 如申請專利範圍第1項之氮化物半導體裝置，其中，該第一量子井層具有20到60埃(Å)的厚度。
  7. 如申請專利範圍第1項之氮化物半導體裝置，其中，該第二量子井層具有10到50埃(Å)的厚度。
  8. 如申請專利範圍第1項之氮化物半導體裝置，其中，該穿隧量子位障層具有10到80埃(Å)的厚度。
  9. 如申請專利範圍第1項之氮化物半導體裝置，其中，該結晶品質改善層具有30到200埃(Å)的厚度。
  10. 如申請專利範圍第1項之氮化物半導體裝置，其中，該第二量子井層具有由摻雜所定義的零量子階(quantum level)。
  11. 如申請專利範圍第1項之氮化物半導體裝置，其中，該主動層復包括：第三量子井層，係形成與接近該n型氮化物半導體層的該第一量子井層相鄰並具有零量子階較該第一量子井層的零量子階高；以及第二穿隧量子位障層，係形成在該第一及第三量子井層之間並具有能夠讓載子穿隧通過其中的厚度。
  12. 如申請專利範圍第11項之氮化物半導體裝置，其中，該第三量子井層具有10到50埃(Å)的厚度。
  13. 如申請專利範圍第11項之氮化物半導體裝置，其中，該第二穿隧量子位障層具有10到80埃(Å)的厚度。
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