專利名稱：一種有源區(qū)為p型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光管，尤其是涉及一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管。
背景技術(shù)：
隨著新工藝、新技術(shù)、新材料的快速發(fā)展，以氮化鎵(GaN)及其化合物半導(dǎo)體、 SiC等材料為代表的第三代半導(dǎo)體材料被廣泛的研究和應(yīng)用，尤其是以氮化鎵系化合物為代表的半導(dǎo)體材料在光電領(lǐng)域的應(yīng)用，如藍(lán)綠光以及紫外發(fā)光二極管，藍(lán)綠光以及紫外激光器，短波段太陽能電池，光探測器等方面的應(yīng)用，具有廣闊的前景和發(fā)展?jié)摿?。部分成品器件已被廣泛應(yīng)用于大功率照明、全彩戶外大型顯示屏、光通訊、存儲等方面([l]shuji Nakamura. Recent Developments in InGaN-Based Blue LEDs and LDs. Department of Research and Development, Nichia Chemical Industries, Ltd ； [2]Takashi MUKAI, Motokazu YAMADA and Shuji NAKAMURA. Characteristics of InGaN-Based UV/Blue/ Green/Amber/Red Light-Emitting Diodes.Jpn.J. Appl. Phys, 1999 ；38 :3976 ； [3] F.A. ponce & D. P. Bour, Nature, Vol 386，27March 1997.)。目前，氮化鎵及其化合物半導(dǎo)體發(fā)光材料的制備可以采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積的方法(MOCVD)、分子束外延(MBE)或氫化物氣相外延(HVPE)等方法，在單晶襯底上外延生長氮化鎵系化合物半導(dǎo)體材料。工業(yè)生產(chǎn)中，最為廣泛的生長氮化鎵及其化合物光電器件的方法，是通過金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的方法，在藍(lán)寶石襯底上生長器件結(jié)構(gòu)，主要包括襯底層、緩沖層、N型層、有源區(qū)、載流子阻擋層、P型層、電極等結(jié)構(gòu)。一般情況下，襯底表面、P型層表面以及N型層可以包含以提高器件出光效率，優(yōu)化金屬半導(dǎo)體歐姆接觸，優(yōu)化器件抗靜電特性而生長的透明導(dǎo)電的薄層結(jié)構(gòu)。外延完成后，通過光刻，干法刻蝕，金屬蒸鍍，腐蝕等工序，使器件露出N型層，并在P層表面制作擴(kuò)展電流的透明導(dǎo)電層以及打線電極，器件經(jīng)過研磨切割，并且封裝后，制得發(fā)光器件。其中夾在P型層和N型層之間的有源區(qū)，一般是由具有不同禁帶寬度的勢壘層和勢阱層重復(fù)交替層疊的多量子阱結(jié)構(gòu)組成，勢壘層半導(dǎo)體材料禁帶寬度大于勢阱層禁帶寬度，載流子經(jīng)過時可被限制在勢阱層中，進(jìn)行輻射復(fù)合。在氮化鎵系化合物半導(dǎo)體材料制作的光電器件中，有源區(qū)多量子阱結(jié)構(gòu)中的勢壘層可以采用GaN系材料，勢阱層可以采用InGaN系材料([4] Chin-Hsiang CHEN, Shoou-JinnCHANG and Yan-Kuin SU. High-Indium-Content InGaN/ GaN Mu11ip1e-Quantum-ffe11 Light-Emitting Diodes. Jpn. J. Appl. Phys,2003 ；42 :2281 ； [5]Horng-Shyang Chen, Dong-Ming Yeh, Chih-Feng Lu, etal. White light generation with CdSe-ZnS nanocrystals coated on an InGaN-GaN quantum-well blue/Green two-wavelength light-emitting diode. IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, 2006 ； 18 NO. 13.)。傳統(tǒng)工藝中，勢壘部分可由未摻雜的本征氮化鎵材料或含有N型摻雜劑的氮化鎵材料構(gòu)成。在本征氮化鎵系材料或N型氮化鎵系材料中，空穴是作為少子，但是氮化鎵系材料中空穴作為少子的擴(kuò)散長度遠(yuǎn)短于電子作為少子的擴(kuò)散長度，而少子擴(kuò)散長度短將影響半導(dǎo)體器件的光電特性，例如有源區(qū)中載流子的分布不均勻，以及量子阱結(jié)構(gòu)的注入效率和載流子的輻射復(fù)合幾率差，尤其是位于少子擴(kuò)散方向上，多量子阱結(jié)構(gòu)末端的量子阱，其少子注入效率相對較低，并且有源區(qū)中可以設(shè)計的量子阱數(shù)量也將受到限制。這些問題將影響器件的發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管。本發(fā)明從下至上依次設(shè)有襯底層、緩沖層、N型層、有源區(qū)、P型層、P金屬電極和N 金屬電極；所述P金屬電極連接P型層，N金屬電極連接N型層，所述有源區(qū)被夾在P型層與N型層之間，所述有源區(qū)由包含最少2個層疊周期的勢壘層和勢阱層重復(fù)交替層疊而成， 每1個層疊周期包含一層勢壘層和一層勢阱層，所述勢壘層摻入P型摻雜劑。所述有源區(qū)包含最少2個層疊周期的勢壘層和勢阱層重復(fù)交替層疊而成，最好是所述有源區(qū)包含最少2個層疊周期的具有不同禁帶寬度的勢壘層和勢阱層重復(fù)交替層疊而組成。所述勢壘層的單層厚度可為2 50nm。所述勢壘層摻入P型摻雜劑的方法，可以是均勻摻雜或非均勻摻雜，所述非均勻摻雜包括漸變式的雜質(zhì)濃度分布或階躍式的雜質(zhì)濃度分布。所述層疊周期可為3 15個層疊周期。所述勢壘層中，可以每一層勢壘層都摻入 P型摻雜劑，也可以一部分勢壘層摻入P型摻雜劑，另一部分勢壘層摻入N型摻雜劑或不摻入摻雜劑，其中摻入摻雜劑勢壘層的層疊位置可以為3 15個層疊周期中的任何位置。所述勢阱層的單層厚度可為1 5nm。所述襯底層的表面可設(shè)有成核層或緩沖層，以便使外延生長出的氮化鎵系化合物晶體體內(nèi)缺陷以及位錯密度低于IOiciCnT3 ；所述襯底層上或襯底層表面設(shè)有圖形化襯底結(jié)構(gòu)，以便阻止載流子逃逸出有源區(qū)的載流子阻擋層，為金屬和半導(dǎo)體歐姆接觸而制作的表面結(jié)構(gòu)，有利于發(fā)光器件表面發(fā)出光子的結(jié)構(gòu)，減少半導(dǎo)體體內(nèi)光吸收的結(jié)構(gòu)，使器件抵抗反向擊穿電壓大于IOV和抗靜電能力大于1000V(人體模式，HM)的結(jié)構(gòu)等。所述有源區(qū)中的勢壘層和勢阱層等結(jié)構(gòu)由AlxIny(}ai_x_yN(0≤X≤1，0≤Y≤1) 材料構(gòu)成。所述組成勢壘層的AlxlInyl(iai_xl_ylN(0≤Xl≤1,0≤Yl≤1)材料與組成勢阱層的Alx2Iny2(iai_x2_y2N(0≤X2≤1，0≤Y2≤1)材料組份中的X1、Y1與Χ2、Υ2的值可相同或部分相同或不同，以使得勢壘層半導(dǎo)體材料的禁帶寬度寬于勢阱層半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，而形成半導(dǎo)體勢壘和勢阱結(jié)構(gòu)。所述P型摻雜劑可選自Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra等中的至少一種，所述N型摻雜劑可選自C、Si、Ge、Sn、Pb、0、S、Se、Te、Po和Be等中的至少一種。所述P型摻雜劑的濃度可為1 X IO16CnT3 1 X 102°cm_3。所述N型摻雜劑的濃度可為 IXlO16Cnr3 IXIO2Wo當(dāng)本發(fā)明的成品器件在20mA正向電流下工作時，器件正向電壓在2. 9 4. 2V范圍內(nèi)。所述有源區(qū)所包含的重復(fù)交替層疊的勢壘層和勢阱層的形成方法可以使用或部分使用氮化鎵系化合物半導(dǎo)體升華或分解的方法。所述襯底層的材料可采用常規(guī)已知的襯底材料，包括導(dǎo)電材料和非導(dǎo)電材料，例如iSS、SiC、GaP、GaAs、Si、ZnO、MgO以及氮化鎵系化合物本身。所述一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管可設(shè)有載流子阻擋層和表面結(jié)構(gòu)層。本發(fā)明通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)中主要包含襯底層、N型層、有源區(qū)、P型層和電極等部分。所述有源區(qū)被夾在P型層與N型層之間，由具有不同禁帶寬度的勢壘層和勢阱層重復(fù)交替層疊的多量子阱結(jié)構(gòu)組成，有源區(qū)中的勢壘層包含P型摻雜劑。與傳統(tǒng)的發(fā)光結(jié)構(gòu)制作在本征氮化鎵系材料或N型氮化鎵系材料中不同，本發(fā)明將有源區(qū)結(jié)構(gòu)制作在P型氮化鎵系材料中，這樣電子將作為少子，而少子電子相比少子空穴具有更長的擴(kuò)散長度，因而器件有源區(qū)的載流子分布更均勻，量子阱注入效率和輻射復(fù)合幾率將改善，尤其是位于少子擴(kuò)散方向上，多量子阱結(jié)構(gòu)末端的量子阱結(jié)構(gòu)也將獲得良好的少子注入。利用這種特性， 有源區(qū)中將有機(jī)會設(shè)計出更多組的量子阱結(jié)構(gòu)。由此可見，采用本發(fā)明特點(diǎn)制作的器件的發(fā)光效率將優(yōu)于現(xiàn)有工藝制作的器件。顯然，本發(fā)明通過引入含P型摻雜劑的勢壘層，提高器件有源區(qū)的發(fā)光效率，優(yōu)化了器件的光電性能，達(dá)到提高氮化鎵系化合物半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光效率的目的。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例2所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光器件的側(cè)面剖面示意圖， 襯底采用非導(dǎo)電材料。圖2是本發(fā)明采用導(dǎo)電襯底實(shí)施的半導(dǎo)體發(fā)光器件的側(cè)面剖面示意圖。圖3是發(fā)光結(jié)構(gòu)中的有源區(qū)的具體結(jié)構(gòu)，勢壘層結(jié)構(gòu)與勢阱層結(jié)構(gòu)的層次關(guān)系示意圖。在圖1 3中，各標(biāo)記說明如下101襯底、102緩沖層(成核區(qū))、103N型層、104有源區(qū)(由重復(fù)交替疊層的201 和202組成)、105載流子阻擋層、106P型層、107表面結(jié)構(gòu)層、108透明導(dǎo)電層、109P金屬電極、IlON金屬電極、201有源區(qū)中的勢壘層、202有源區(qū)中的勢阱層。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明結(jié)構(gòu)的制作過程將由2個具體實(shí)施例詳細(xì)說明，并參考說明書附圖，以便更詳細(xì)地闡述發(fā)明內(nèi)容。需要說明的是，兩個實(shí)施方案中，均以MOCVD制作藍(lán)綠光LED發(fā)光器件為例進(jìn)行說明，但是本發(fā)明結(jié)構(gòu)并非僅可制作藍(lán)綠光LED發(fā)光器件，也可應(yīng)用于紫外光器件以及激光器等發(fā)光器件。器件襯底的類型沒有特定的限制，可以采用常規(guī)已知的襯底種類，如藍(lán)寶石(Al2O3)，SiC、GaP、GaAs、Si、ZnO、MgO和氮化鎵系化合物本身。實(shí)施例中以藍(lán)寶石(C-Plane)為襯底進(jìn)行外延加工，因此襯底為非導(dǎo)電材料，非導(dǎo)電襯底上外延的器件剖面結(jié)構(gòu)可參見圖1 (導(dǎo)電襯底制作的器件剖面結(jié)構(gòu)可參見圖2)。此外，為制作本發(fā)明進(jìn)行的外延生長設(shè)備，并非僅可采用M0CVD，也可以使用MBE，HVPE等外延設(shè)備。實(shí)施例中， 僅重點(diǎn)描述發(fā)明的特征部分，其他附屬結(jié)構(gòu)或加工步驟是為使讀者能夠更詳細(xì)的了解發(fā)明特征而進(jìn)行描述，以便說明本發(fā)明結(jié)構(gòu)制作的可行性，采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征，使用其他附屬結(jié)構(gòu)或加工步驟而制作的器件仍然屬于所述權(quán)利要求之內(nèi)。圖3給出發(fā)光結(jié)構(gòu)中的有源區(qū)的具體結(jié)構(gòu)，勢壘層結(jié)構(gòu)與勢阱層結(jié)構(gòu)的層次關(guān)系示意圖。
在實(shí)施例中，MOCVD生長氮化鎵系半導(dǎo)體晶體的材料源分別為TMGa提供( 源， TMIn提供h源，TMAl提供Al源，NH3提供N源，CP2Mg提供P型摻雜劑Mg源，SiH4提供N 型摻雜劑Si源，運(yùn)載氣體為氫氣。實(shí)施例1 將藍(lán)寶石襯底(101)置于MOCVD反應(yīng)室內(nèi)，首先將反應(yīng)室升溫至600 1100°C范圍內(nèi)，優(yōu)選為1100°C條件下，氫氣氛圍內(nèi)對襯底進(jìn)行烘烤以去除表面雜質(zhì)，也可在600 1100°C范圍內(nèi)，采用NH3或NH3與吐的混合氣體對襯底表面進(jìn)行處理。反應(yīng)室降溫至550 560°C范圍內(nèi)，優(yōu)選560°C，通入( 源和N源生長20 30nm 厚的緩沖層(102)。反應(yīng)室升溫至1040 1080°C范圍內(nèi)，通入( 源和N源生長2 μ m厚的非摻雜GaN 材料，接下來反應(yīng)室增加通入Si源，再生長2 μ m厚的N型摻雜GaN材料(103)。反應(yīng)室降溫至650 900 °C范圍內(nèi)，優(yōu)選700 850 °C，生長4周期的 InxGa1^xN (202,0 <X< 1)/GaN (201)多量子阱結(jié)構(gòu)(104，有源區(qū))，其中GaN作為勢壘層， hxGai_xN作為勢阱層。反應(yīng)室通入( 源與N源生長GaN勢壘層001)，勢壘層厚度范圍為2 50nm，優(yōu)選3 20nm，在GaN勢壘層生長過程中Mg源作為P型摻雜劑。生長勢阱層Inx^vxN時，反應(yīng)室時通入( 源、N源、h源，勢阱層(202)生長厚度為2 3nm，其中生長hfahN時，通過控制h源流量和材料生長溫度，來調(diào)整h的組份X，以獲取的不同禁帶寬度要求的勢阱結(jié)構(gòu)002)。有源區(qū)生長順序?yàn)樯L含P型摻雜劑的GaN勢壘層 (201) — InGaN勢阱層(202)—含P型摻雜劑的GaN勢壘層(201) — InGaN勢阱層(202)— 含P型摻雜劑的GaN勢壘層O01) — InGaN勢阱層(20 —含P型摻雜劑的GaN勢壘層 (201) — InGaN勢阱層(202)—含P型摻雜劑的GaN勢壘層^)1)。將反應(yīng)室溫度升至1040 1080°C生長P型AlGaN層(105)，生長厚度范圍為15 25nm，生長時反應(yīng)室通入( 源、N源、Al源、Mg源。反應(yīng)室內(nèi)通入( 源、N源、Mg源繼續(xù)生長P型摻雜GaN材料(106)，生長厚度為 0. 01 1 μ m，優(yōu)選厚度為0. 1 0. 3 μ m。最后，根據(jù)器件使用要求，在P型GaN表面生長歐姆接觸優(yōu)化層、光提取層或抗靜電層等透明導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(107)。完成生長后，可在反應(yīng)室內(nèi)或反應(yīng)室外氮?dú)夥諊?00 750°C退火20 25min 激活摻雜劑。外延生長完成后，在外延片表面生長透明導(dǎo)電層(108)，其材質(zhì)可為下列之一 Ni/Au, Ni/Pt, Ni/Pd, Pt/Au, Cr/Au, Ni/Pt/Au, ITO, CTO, ZnO, InO 以及其他類似材料。通過光刻、干法刻蝕、腐蝕等步驟，去掉表面部分透明導(dǎo)電層(108)，并刻蝕露出部分N型摻雜GaN層(103)，并在其表面和透明導(dǎo)電層表面制作金屬打線盤(109，110)，打線盤直徑范圍為100 150 μ m，厚度為1 3μπι，材料可以為Ni/Au，Ni/Pt, Ni/Pd, Ni/Co, Pd/Au, Pt/Au, Ti/Au, Cr/Au, Cr/Pt/Au, Ti/Al, Ti/Al/Ti/Au, Ti/Al/Pt/Au 以及其他類似材料。實(shí)施例2 實(shí)施例2的實(shí)施具體方式，除了有源區(qū)結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1不同外，其他部分可以采用相同工藝步驟，此處不再贅述。以下僅介紹其有源區(qū)結(jié)構(gòu)的制造過程。
完成N型GaN材料(103)的生長后，反應(yīng)室降溫至650 900°C范圍內(nèi)，優(yōu)選700 850°C，生長4周期的InxGai_xN(202)/GaM201)多量子阱結(jié)構(gòu)(104，有源區(qū))。具體為反應(yīng)室通入( 源與N源生長GaN勢壘層，勢壘層厚度范圍為2 50nm，優(yōu)選3 20nm，在GaN 勢壘層生長過程中Mg源作為P型摻雜劑。生長勢阱層hx(iai_xN時反應(yīng)室時通入( 源、N 源、h源，勢阱層生長厚度為2 3nm，其中生長InxGai_xN時通過控制In源流量和材料生長溫度，來調(diào)整h的組份X，以獲取不同禁帶寬度要求的勢阱結(jié)構(gòu)。優(yōu)選生長方法為第一步，生長2 3nm非摻雜GaN，第二步，通入Mg源生長1 2nm含P型摻雜劑的GaN，關(guān)閉Mg 源。連續(xù)重復(fù)第一步和第二步共3次，最后，再生長2 3nm非摻雜GaN，完成厚度約16nm 的第一勢壘層。接下來反應(yīng)室通入( 源，N源，In源，生長2 3nm厚的hx(iai_xN勢阱層。 此時完成第一周期的勢壘層/勢阱層結(jié)構(gòu)，依據(jù)第一周期勢壘層/勢阱層結(jié)構(gòu)的制作方法， 重復(fù)4次，最后參考第一勢壘層的制作方法生長出最后的勢壘層，完成有源區(qū)制作。然后，參考實(shí)施例1，完成器件制作的其他工序，即可完成本實(shí)施例。歸納上述，本發(fā)明提供了一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管結(jié)構(gòu)及其制作方法，在器件有源區(qū)的制作中，通過引入含P型摻雜劑的勢壘層，提高器件有源區(qū)的發(fā)光效率，優(yōu)化了器件的光電性能。本發(fā)明通過優(yōu)化的結(jié)構(gòu)和制作方法，提高氮化鎵系化合物半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光效率。具體來講，一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)中主要包含襯底層(101)，N型層(103)，有源區(qū)(104)，P型層(106)，電極(108，109，110)等部分。所述有源區(qū)(104)被夾在P型層(106)與N型層(103)之間，由具有不同禁帶寬度的勢壘層(201) 和勢阱層(202)重復(fù)交替層疊的多量子阱結(jié)構(gòu)組成，本發(fā)明的有源區(qū)中的勢壘層(201)包含P型摻雜劑。與傳統(tǒng)的發(fā)光結(jié)構(gòu)制作在本征氮化鎵系材料或N型氮化鎵系材料中不同， 本發(fā)明將有源區(qū)結(jié)構(gòu)制作在P型氮化鎵系材料中，這樣電子將作為少子，而少子電子相比少子空穴具有更長的擴(kuò)散長度，因而器件有源區(qū)的載流子分布更均勻，量子阱注入效率和輻射復(fù)合幾率將改善，尤其是位于少子擴(kuò)散方向上，多量子阱結(jié)構(gòu)末端的量子阱結(jié)構(gòu)也將獲得良好的少子注入。利用這種特性，有源區(qū)中將有機(jī)會設(shè)計出更多組的量子阱結(jié)構(gòu)。由此可見，采用本發(fā)明特點(diǎn)制作的器件的發(fā)光效率將優(yōu)于現(xiàn)有工藝制作的器件。
權(quán)利要求
1.一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管，其特征在于從下至上依次設(shè)有襯底層、緩沖層、N型層、有源區(qū)、P型層、P金屬電極和N金屬電極；所述P金屬電極連接P型層， N金屬電極連接N型層，所述有源區(qū)被夾在P型層與N型層之間，所述有源區(qū)由包含最少2 個層疊周期的勢壘層和勢阱層重復(fù)交替層疊而成，每1個層疊周期包含一層勢壘層和一層勢阱層，所述勢壘層摻入P型摻雜劑。
2.如權(quán)利要求1所述的一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管，其特征在于所述有源區(qū)包含最少2個層疊周期的勢壘層和勢阱層重復(fù)交替層疊而成，是所述有源區(qū)包含最少2個層疊周期的具有不同禁帶寬度的勢壘層和勢阱層重復(fù)交替層疊而組成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管，其特征在于所述勢壘層的單層厚度為2 50nm ；所述勢阱層的單層厚度為1 5nm。
4.如權(quán)利要求1所述的一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管，其特征在于所述勢壘層摻入P型摻雜劑的方法，是均勻摻雜或非均勻摻雜，所述非均勻摻雜包括漸變式的雜質(zhì)濃度分布或階躍式的雜質(zhì)濃度分布。
5.如權(quán)利要求1所述的一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管，其特征在于所述層疊周期為3 15個層疊周期。
6.如權(quán)利要求1所述的一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管，其特征在于所述勢壘層中，每一層勢壘層都摻入P型摻雜劑；或一部分勢壘層摻入P型摻雜劑，另一部分勢壘層摻入N型摻雜劑或不摻入摻雜劑，其中摻入摻雜劑勢壘層的層疊位置為3 15個層疊周期中的任何位置。
7.如權(quán)利要求1所述的一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管，其特征在于所述襯底層的表面設(shè)有成核層或緩沖層。
8.如權(quán)利要求1所述的一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管，其特征在于所述襯底層上或襯底層表面設(shè)有圖形化襯底結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1所述的一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管，其特征在于所述有源區(qū)中的勢壘層和勢阱層由Al JrvGh^NM料構(gòu)成，其中0彡X彡1，0彡Y彡1 ；所述組成勢壘層的AlxlInyl(iai_xl_ylN材料與組成勢阱層的Alx2Iny2(iai_x2_y2N材料組份中的XI、Yl與X2、 Y2的值可相同或部分相同或不同，其中0 < Xl < 1，0 < Yl < 1 ;0 < X2 < 1，0 < Y2 < 1 ；所述P型摻雜劑選自Be、Mg、Ca、Sr、Ba和Ra中的至少一種，所述N型摻雜劑選自C、 Si、Ge、Sn、Pb、0、S、Se、Te、Po 和 Be 中的至少一種；所述P型摻雜劑的濃度最好為1 X 1016CnT3 1 X 1020Cm-3 ；所述N型摻雜劑的濃度最好為 IXlO16Cnr3 1XlO20cm-3
10.如權(quán)利要求1所述的一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管，其特征在于所述一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管設(shè)有載流子阻擋層和表面結(jié)構(gòu)層。
全文摘要
一種有源區(qū)為P型的氮化鎵系半導(dǎo)體發(fā)光管，涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光管。從下至上依次設(shè)有襯底層、緩沖層、N型層、有源區(qū)、P型層、P金屬電極和N金屬電極；所述P金屬電極連接P型層，N金屬電極連接N型層，所述有源區(qū)被夾在P型層與N型層之間，所述有源區(qū)由包含最少2個層疊周期的勢壘層和勢阱層重復(fù)交替層疊而成，每1個層疊周期包含一層勢壘層和一層勢阱層，所述勢壘層摻入P型摻雜劑。通過引入含P型摻雜劑的勢壘層，提高器件有源區(qū)的發(fā)光效率，優(yōu)化了器件的光電性能，達(dá)到提高氮化鎵系化合物半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光效率的目的。
文檔編號H01L33/32GK102280547SQ20111025437
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者劉威, 劉寶林, 曾凡明 申請人:廈門大學(xué)