多重量子阱層結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多重量子阱層結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)能阱能障對沿著一方向排列。每一能阱能障對包括一能障層及一與能障層相鄰的能阱層。這些能阱能障對的這些能障層與這些能阱層交替配置，每一能阱能障對的能阱層與能障層在此方向上的厚度比為能阱能障厚度比，且部分能阱能障對的能阱能障厚度比沿著此方向遞增。
【專利說明】多重量子阱層結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種量子阱結(jié)構(gòu)，且特別是有關(guān)于一種多重量子阱層結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)物質(zhì)的尺寸縮小到納米等級時(shí)，不僅尺寸大幅微小化，一些量子效應(yīng)如，局限效應(yīng)、表面界面效應(yīng)、穿隧效應(yīng)等也會(huì)特別顯著，而這些特性的出現(xiàn)可以應(yīng)用在電子元件的改良、生物芯片的制作、醫(yī)療儀器的靈敏度的增加等方面。
[0003]更詳細(xì)的來說，由于電子具有粒子性和波動(dòng)性，在納米材料中，電子波函數(shù)長度與量子結(jié)構(gòu)的特征尺寸相近，此時(shí)電子的波動(dòng)性可得到充分展現(xiàn)。所以當(dāng)一種材料在某一方向降低尺寸到幾納米時(shí)，量子局限效應(yīng)便會(huì)出現(xiàn)在這個(gè)方向上，此時(shí)電子會(huì)被局限在另外兩個(gè)維度所構(gòu)成的二維空間中自由運(yùn)動(dòng)，這樣的系統(tǒng)稱為量子阱(quantum well)。量子阱可利用較高能隙的半導(dǎo)體層作為能障層，而以能隙較低的半導(dǎo)體作為能阱層。將能障層從兩旁夾住能阱層形成如阱狀的能帶結(jié)構(gòu)的量子阱，可使載體容易被局限住，以增加發(fā)光的效率。
[0004]在制作量子阱的過程中，經(jīng)常是生長異質(zhì)結(jié)構(gòu)(heterostructure)的情況，例如是生長氮化鎵(GaN)與氮化銦鎵(InGaN)的多重量子阱結(jié)構(gòu)。當(dāng)所生長的兩種異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的晶格不匹配時(shí)，結(jié)構(gòu)中會(huì)有應(yīng)力的累積。隨著生長厚度越厚時(shí)，所累積的應(yīng)力就越大，當(dāng)超過某臨界值，材料層就無法承受此應(yīng)力，而必須以其他形式來釋放應(yīng)力。如此，經(jīng)常造成磊晶上的缺陷，使得多重量子阱的結(jié)構(gòu)受到破壞，進(jìn)而降低發(fā)光的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其具有低密度的磊晶形成缺陷和良好的結(jié)構(gòu)性。
[0006]本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種多重量子阱層結(jié)構(gòu)。多重量子阱層結(jié)構(gòu)包括多個(gè)能阱能障對，其沿著一方向排列。每一能阱能障對包括一能障層以及一與能障層相鄰的能阱層。這些能阱能障對的這些能障層與這些能阱層交替配置，每一能阱能障對的能阱層與能障層在此方向上的厚度比為能阱能障厚度比，且部分能阱能障對的能阱能障厚度比沿著此方向遞增。
[0007]本發(fā)明的另一實(shí)施例提出一種多重量子阱層結(jié)構(gòu)。多重量子阱層結(jié)構(gòu)包括多個(gè)能阱能障對，其沿著一方向排列。每一能阱能障對包括一能障層及一與能障層相鄰的能阱層。其中，這些能阱能障對的這些能障層與這些能阱層交替配置。每一能阱能障對的能阱層與能障層在此方向上的厚度比為能阱能障厚度比。至少部分能阱能障對的能阱能障厚度比沿著此方向遞增，這些能阱能障對的能障層在此方向上的厚度沿著此方向遞減，且這些能阱能障對的能阱層在此方向上的厚度沿著此方向遞增。
[0008]本發(fā)明的又一實(shí)施例提出一種多重量子阱層結(jié)構(gòu)。多重量子阱層結(jié)構(gòu)包括多組能阱能障對，其沿著一方向排列。每一組能阱能障對包括多個(gè)相鄰堆疊的能阱能障對，且每一能阱能障對包括一能障層以及一與能障層相鄰的能阱層。其中，此多組能阱能障對的這些能阱能障對的這些能障層與這些能阱層交替配置，每一組能阱能障對的這些能阱能障對的這些能阱層與這些能障層在此方向上的總厚度的比為總能阱能障厚度比，且至少部分能阱能障對的總能阱能障厚度比沿著此方向遞增。
[0009]基于上述，本發(fā)明的一實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)中的部分能阱能障對的能阱能障厚度比沿著排列方向遞增，如此可有效降低因能障層與能阱層的晶格差異所產(chǎn)生的應(yīng)力，以降低多重量子阱層結(jié)構(gòu)中形成V形缺陷的機(jī)會(huì)，進(jìn)而有效提升多重量子阱層結(jié)構(gòu)的品質(zhì)。本發(fā)明的另一實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)中至少部分能阱能障厚度比沿著排列方向遞增，其中能阱能障對中的能障層的厚度和能阱層的厚度是漸變式的，如此可有效降低因能障層與能阱層的晶格差異所產(chǎn)生的應(yīng)力，以降低多重量子阱層結(jié)構(gòu)中形成V形缺陷的機(jī)會(huì)，進(jìn)而有效提升多重量子阱層結(jié)構(gòu)的品質(zhì)。本發(fā)明再一實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)中，至少部分多組能阱能障對的總能阱能障厚度比沿著排列方向遞增，如此可有效降低因能障層與能阱層的晶格差異所產(chǎn)生的應(yīng)力，以降低多重量子阱層結(jié)構(gòu)中形成V形缺陷的機(jī)會(huì)，進(jìn)而有效提升多重量子阱層結(jié)構(gòu)的品質(zhì)。
[0010]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所【專利附圖】

【附圖說明】詳細(xì)說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1A是本發(fā)明一實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0012]圖1B是對應(yīng)到圖1A的多重量子阱層結(jié)構(gòu)的能帶圖；
[0013]圖2A是本發(fā)明另一實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0014]圖2B是對應(yīng)到圖2A的多重量子阱層結(jié)構(gòu)的能帶圖；
[0015]圖3A是本發(fā)明再一實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0016]圖3B是對應(yīng)到圖3A的多重量子阱層結(jié)構(gòu)的能帶圖；
[0017]圖4A為本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置示意圖；
[0018]圖4B為圖4A的發(fā)光層局部示意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光裝置示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記說明:
[0021]100,200,300:多重量子阱層結(jié)構(gòu)；
[0022]110:能阱能障對；
[0023]112:能障層；
[0024]114:能阱層；
[0025]400、500:發(fā)光裝置；
[0026]410,510:第一型摻雜半導(dǎo)體層；
[0027]420,520:第二型摻雜半導(dǎo)體層；
[0028]430、530:發(fā)光層；
[0029]450:基板；
[0030]440,540:超晶格層；
[0031]550:導(dǎo)電基板；[0032]El:第一電極；
[0033]E2:第二 電極；
[0034]Hl:能障層厚度；
[0035]H2:能阱層厚度；
[0036]A:虛線；
[0037]B、C:能阱能障對組；
[0038]Pl:位能障；
[0039]P2:位能阱；
[0040]X:方向。
【具體實(shí)施方式】
[0041]圖1A是本發(fā)明一實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)的示意圖。圖1B是對應(yīng)到圖1A的多重量子阱層結(jié)構(gòu)的能帶圖。參照至圖1A，本實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)100包括多個(gè)能阱能障對110，沿著方向X排列，每一能阱能障對110包括一能障層112以及一與能障層112相鄰的能阱層114。其中，能阱能障對110的能障層112與能阱層114交替配置，每一能阱能障對110的能阱層114與能障層112在方向X的厚度比為能阱能障厚度比，且部分能阱能障對110的能阱能障厚度比沿著方向X遞增。
[0042]參照至圖1A，圖中示范性的示出多個(gè)能阱能障對110中任意三個(gè)能阱能障對110。在本實(shí)施例中，多重量子阱層結(jié)構(gòu)100中能阱能障對110的數(shù)目可以依設(shè)計(jì)者的需求而調(diào)整，例如包括5個(gè)能阱能障對110到25個(gè)能阱能障對110。這些能阱能障對110沿著一方向排列，亦即例如沿圖1A中的方向X排列，且多個(gè)能障層112與多個(gè)能阱層114呈現(xiàn)交替配置。這些能障層112與這些能阱層114呈現(xiàn)交替配置便會(huì)產(chǎn)生位能障Pl與位能阱P2交替配置的能帶結(jié)構(gòu)。請參照至圖1B，能隙較大的位能障Pl即是由圖1A中的能障層112所貢獻(xiàn)，而能隙較小的位能阱P2即是圖1A中的能阱層114所貢獻(xiàn)。
[0043]此外，每一能阱能障對110的能障層112與能阱層114在方向x上分別有能障層厚度Hl和能阱層厚度H2，而H2/H1的值定義出能阱能障厚度比。在本實(shí)施例中，部分能阱能障對110的能阱能障厚度比(H2/H1)沿著方向X遞增。詳細(xì)而言，如圖1A中顯示了多個(gè)能阱能障對110中部分的三個(gè)能阱能障對110，而此三個(gè)能阱能障對110的能阱能障厚度比(H2/H1)的相對大小例如是其中任兩個(gè)能阱能障厚度比(H2/H1)之間有沿著方向x增加的情形或者是三個(gè)能阱能障厚度比(H2/H1)之間有沿著方向X連續(xù)增加的情形。
[0044]圖2A是本發(fā)明另一實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2B是對應(yīng)到圖2A的多重量子阱層結(jié)構(gòu)的能帶圖。參照至圖2A，圖中示出了完整的多重量子阱層結(jié)構(gòu)200，本實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)200包括5個(gè)能阱能障對110。圖2A的多重量子阱層結(jié)構(gòu)200與圖1A的多重量子阱層結(jié)構(gòu)100類似，惟二者主要差異之處在于:圖1A的多重量子阱層結(jié)構(gòu)100中部分的能阱能障對110的能阱能障厚度比(H2/H1)沿著方向X有遞增的情形，而圖2A的多重量子阱層結(jié)構(gòu)200是至少部分的能阱能障對110的能阱能障厚度比(H2/H1)沿著方向X遞增，換言之，多重量子阱層結(jié)構(gòu)200中，部分能阱能障對110的能阱能障厚度比(H2/H1)呈現(xiàn)遞增外，也可以是全部的能阱能障對110的能阱能障厚度比(H2/H1)皆遞
士豳
>曰ο[0045]圖3A是本發(fā)明再一實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3B是對應(yīng)到圖3A的多重量子阱層結(jié)構(gòu)的能帶圖。圖3A的多重量子阱層結(jié)構(gòu)300與圖1A的多重量子阱層結(jié)構(gòu)100類似，惟二者主要差異之處在于:多重量子阱層結(jié)構(gòu)300包括多組能阱能障對B、C沿著方向X排列，而每一組能阱能障對B、C包括多個(gè)相鄰堆疊的能阱能障對110。此外每一組能阱能障對B、C的能阱能障對的能阱層與能障層在方向X上的總厚度的比為總能阱能障厚度比，且至少部分多組能阱能障對B、C的總能阱能障厚度比沿著方向X遞增。
[0046]參照至圖3A，圖中示范性的示出出多組能阱能障對中任意兩組能阱能障對B、C。圖3A中的虛線A的兩邊分成兩組能阱能障對B、C，其中B組能阱能障對有三個(gè)能阱能障對110，而C組能阱能障對有兩個(gè)能阱能障對110。因此B組能阱能障對有三個(gè)能障層112和能阱層114在方向X上的能障層厚度H1、能阱層厚度H2，而C組能阱能障對有兩個(gè)能障層112和能阱層114在方向X上的能障層厚度H1、能阱層厚度H2。所以B組能阱能障對有加總的能障層112厚度Η和加總的能阱層114厚度H2’，進(jìn)而得到總能阱能障厚度比(H2’/H1’)。同理C組能阱能障對也有總能阱能障厚度比(Η2’/Η)。在本實(shí)施例中，沿著方向X上，總能阱能障厚度比(Η2’ /Η )是遞增的，所以C組能阱能障對的總能阱能障厚度比(Η2’/Η)大于B組能阱能障對的總能阱能障厚度比(Η2’/Η)。然而，在另一實(shí)施例中，
B、C兩組能阱能障對的總能阱能障厚度比(H2’ /Η )也可以是相同的，而是位于C組能阱能障對的相對于B組能阱能障對的一側(cè)的另一組能阱能障對(例如圖3A中C組能阱能障對的上方的另一組能阱能障對)的總能阱能障厚度比(Η2’/Η)較大，或者是B組能阱能障對的相對于C組能阱能障對的一側(cè)的另一組能阱能障對(例如圖3Α中B組能阱能障對的下方的另一組能阱能障對)的總能阱能障厚度比(Η2’ /Η )較小。
[0047]參照至圖1A到圖3Α，在這三個(gè)實(shí)施例中，部分的能阱能障對110的能阱能障厚度比(Η2/Η1)沿著方向X遞增，而能阱能障對110中的能障層112在方向X上的能障層厚度Hl沿著方向X遞減，并且能阱能障對110中的能阱層114在方向X上的能阱層厚度Η2沿著方向X遞增。換言之，能阱層114的能阱層厚度Η2沿著方向X遞增，同時(shí)能障層112的能障層厚度Hl沿著方向X遞減，然后造成能阱能障厚度比(Η2/Η1)呈現(xiàn)遞增的變化。
[0048]在圖1A到圖3Α的實(shí)施例中，能阱能障對110的能阱能障厚度比(Η2/Η1)的值可以是界于0.25到2之間。此外，圖1A到圖3Α的實(shí)施例里，多重量子阱層結(jié)構(gòu)100、多重量子阱層結(jié)構(gòu)200、多重量子阱層結(jié)構(gòu)300中能阱能障厚度比(Η2/Η1)或總能阱能障厚度比(Η2’ /Η )的遞增情形可以是至少出現(xiàn)兩次。舉例而言，參考至圖1Α，在多重量子阱層結(jié)構(gòu)100中至少可以找到任意三個(gè)能阱能障對110，而這三個(gè)能阱能障對110的能阱能障厚度比(Η2/Η1)沿著方向X依序遞增，意指這三個(gè)能阱能障厚度比(Η2/Η1)是不同的而且沿著方向X連續(xù)增大。
[0049]圖4Α為本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光裝置的示意圖，而圖4Β為圖4Α的發(fā)光層局部示意圖。請參考圖4Α與圖4Β，本實(shí)施例的發(fā)光裝置400為一種水平式發(fā)光裝置，發(fā)光裝置400包括基板450、第一型摻雜半導(dǎo)體層410、發(fā)光層430、第二型摻雜型半導(dǎo)體層420、第一電極El以及第二電極Ε2。第一電極El以及第二電極Ε2配置成面向同一側(cè)。發(fā)光層120配置在第一型摻雜半導(dǎo)體層410上，而第二型摻雜半導(dǎo)體層420配置在發(fā)光層430上，意即發(fā)光層430是位于第一型摻雜半導(dǎo)體層410與第二型摻雜半導(dǎo)體層420之間。具體而言，第一型摻雜半導(dǎo)體層410例如為N型半導(dǎo)體層，而第二型摻雜半導(dǎo)體層420例如為P型半導(dǎo)體層，其中N型半導(dǎo)體層與P型半導(dǎo)體層的材質(zhì)系可由氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁銦鎵(AlInGan)至少其中之一摻雜II族元素或IV族元素所構(gòu)成，其中本實(shí)施例系以氮化鎵(GaN)作為舉例說明。然而，在其他實(shí)施例中，第一型摻雜半導(dǎo)體層410亦可以是P型半導(dǎo)體層，而第二型摻雜半導(dǎo)體層420為N型半導(dǎo)體層。
[0050]請繼續(xù)參考圖4A與圖4B，在發(fā)光裝置400中，發(fā)光層430可以是采用如圖1A到圖3A實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)100、多重量子阱層結(jié)構(gòu)200、多重量子阱層結(jié)構(gòu)300，亦即圖4B中多個(gè)能阱能障對110的相對兩側(cè)分別配置有第一型摻雜半導(dǎo)體層410 (例如為N型半導(dǎo)體層)及第二型摻雜半導(dǎo)體層420 (例如為P型半導(dǎo)體層)，且部分能阱能障對110的能阱能障厚度比(H2/H1)從靠近第一型摻雜半導(dǎo)體層(例如為N型半導(dǎo)體層)410的一側(cè)往靠近第二型摻雜半導(dǎo)體層(例如為P型半導(dǎo)體層)420的一側(cè)遞增。同時(shí)，部分能阱能障對110的能障層112的能障層厚度Hl從靠近第一型摻雜半導(dǎo)體層(例如為N型半導(dǎo)體層)410的一側(cè)往靠近第二型摻雜半導(dǎo)體層(例如為P型半導(dǎo)體層)420的一側(cè)遞減，且部分能阱能障對110的能阱層114的能阱層厚度H2從靠近第一型摻雜半導(dǎo)體層(例如為N型半導(dǎo)體層)410的一側(cè)往靠近第二型摻雜半導(dǎo)體層(例如為P型半導(dǎo)體層)420的一側(cè)遞增。
[0051]參照至圖4B，在本實(shí)施例中，多個(gè)能阱能障對110中的能障層112例如是氮化鎵(GaN)層，而能阱層114例如是氮化銦鎵(InGaN)層，進(jìn)一步的說，其中氮化鎵(GaN)層中的雜質(zhì)可以小于10%，而氮化銦鎵(InGaN)層中的含銦量可以是大于15%，如此可以調(diào)整能隙以致發(fā)光裝置400能發(fā)出藍(lán)色光波段的光線，此外，在本實(shí)施例中，能障層112也可是氮化鋁鎵(AlGaN)層，而能阱層114則為氮化鋁銦鎵(InAlGaN)層。
[0052]本實(shí)施例中的發(fā)光層430采用如圖1A到圖3A實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)100、多重量子阱層結(jié)構(gòu)200、多重量子阱層結(jié)構(gòu)300。進(jìn)一步來說，發(fā)光層430例如采用圖3A實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)300，其中部分多組能阱能障對(如圖3A中的B組能阱能障對、C組能阱能障對)的總能阱能障厚度比沿著方向X遞增，因此發(fā)光層430采用多重量子阱層結(jié)構(gòu)300的情況下，最靠近第一型摻雜半導(dǎo)體層(例如為N型半導(dǎo)體層)410的能阱能障對110的能障層112的能障層厚度Hl大于其他能障層112的能障層厚度Hl，如此一來，多個(gè)能阱能障對110的結(jié)構(gòu)性較佳。依能障層112和能阱層114分別是氮化鎵(GaN)和氮化銦鎵(InGaN)層的例子來說，由于氮化鎵(GaN)與氮化銦鎵(InGaN)的晶格常數(shù)不匹配而導(dǎo)致在量子阱中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力存在，當(dāng)?shù)熸?InGaN)的磊晶厚度超過臨界值時(shí)，會(huì)傾向由位錯(cuò)(dislocation)的形式來降低總自由能及其所積累積的應(yīng)力，而延伸到表面形成V型的裂縫缺陷。所以在本實(shí)施例中，一開始由較薄的能阱層114磊晶在較厚的能障層112能夠產(chǎn)生較佳的結(jié)晶性，以減少因位錯(cuò)(dislocation)而導(dǎo)致的V型缺陷，進(jìn)而加強(qiáng)電子和空穴的復(fù)合率(recombination),提升發(fā)光效率。
[0053]此外，發(fā)光層430例如采用圖1A實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)100，其中部分能阱能障對110的能阱能障厚度比沿著方向X遞增，因此發(fā)光層430采用多重量子阱層結(jié)構(gòu)100的情況下，最靠近第二型摻雜半導(dǎo)體層(例如為P型半導(dǎo)體層)420的能阱能障對110的能阱層114的能阱層厚度H2大于其他能阱層114的能阱層厚度H2，如此使得電子和空穴有較佳的復(fù)合率(recombination)。詳細(xì)而言，因?yàn)殡娮雍涂昭ǖ牡刃з|(zhì)量不同，使得電子和空穴大部分是在靠近第二型摻雜半導(dǎo)體層(例如為P型半導(dǎo)體層)420的能阱層114中復(fù)合，而依圖1A實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)100，靠近第二型摻雜半導(dǎo)體層(例如為P型半導(dǎo)體層)420的能阱層114的能阱層厚度H2較厚，因而有更多的電子可以局限于能阱中，換言之，當(dāng)發(fā)光裝置400被驅(qū)動(dòng)時(shí)，最靠近第二型摻雜半導(dǎo)體層(例如為P型半導(dǎo)體層)420的能阱層114便可承載較多的載體，從而可提升發(fā)光裝置400的整體發(fā)光效率。
[0054]另外值得一提的是，發(fā)光層430例如采用圖2A實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)200，其中至少部分的能阱能障對Iio的能阱能障厚度比(H2/H1)沿著方向X遞增，而且能障層112的能障層厚度Hl沿著方向X遞減，能阱層114的能阱層厚度H2沿著方向x遞增。因此發(fā)光層430采用多重量子阱層結(jié)構(gòu)200的情況下，能障層112的能障層厚度Hl往靠近第二型摻雜半導(dǎo)體層(例如為P型半導(dǎo)體層)420的一側(cè)遞減，而且能阱層114的能阱層厚度H2往靠近第二型摻雜半導(dǎo)體層(例如為P型半導(dǎo)體層)420的一側(cè)遞增。換句話說，能阱能障對110中的能阱層114和能障層112是呈現(xiàn)厚度漸變式的方式配置，而且厚度上的漸變出現(xiàn)在至三個(gè)能阱能障對110中，如此產(chǎn)生在能阱層114和能障層112間的應(yīng)力差異可以減小，進(jìn)而減低由位錯(cuò)(dislocation)而導(dǎo)致的V型缺陷。于是,多重量子講層結(jié)構(gòu)200的缺陷減少使得高漏電流的情形被抑制，然后電子和空穴的復(fù)合率(recombination)增加，從而可提升發(fā)光裝置400的整體發(fā)光效率。此外，在本實(shí)施例中，發(fā)光裝置400可進(jìn)一步的包括超晶格層440配置在第一型摻雜半導(dǎo)體層(例如為N型半導(dǎo)體層)410與發(fā)光層430之間，而超晶格層440可以是氮化鋁鎵(AlInGan)層與氮化鎵(GaN)層交替配置的超晶格結(jié)構(gòu)，如此也有助于降低由應(yīng)力釋放所產(chǎn)生的位錯(cuò)(dislocation)缺陷密度。
[0055]圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光裝置示意圖。本實(shí)施例的發(fā)光裝置500包括第一型摻雜半導(dǎo)體層510 (例如為N型半導(dǎo)體層)、發(fā)光層530、第二型摻雜半導(dǎo)體層520 (例如為P型半導(dǎo)體層)、第一電極El以及第二電極E2。由圖5可知，本實(shí)施例的發(fā)光裝置500為一種垂直式發(fā)光裝置，因此第一電極El配置在第一型摻雜半導(dǎo)體層510 (例如為N型半導(dǎo)體層)的另一側(cè)，且第一型摻雜半導(dǎo)體層510 (例如為N型半導(dǎo)體層)位于發(fā)光層530與第一電極El之間。在本實(shí)施例中，發(fā)光裝置500可包括有導(dǎo)電基板550，配置在第二型摻雜半導(dǎo)體層520 (例如為P型半導(dǎo)體層)與第二電極E2之間。需要說明的是，由于本實(shí)施例的發(fā)光層530亦是采用前述的發(fā)光層430所描述的實(shí)施態(tài)樣，意即發(fā)光層530亦可采用如圖1A至圖3A所示出的多重量子阱層結(jié)構(gòu)100、多重量子阱層結(jié)構(gòu)200、多重量子阱層結(jié)構(gòu)300，能阱能障厚度比(H2/H1)由第一型摻雜半導(dǎo)體層510往第二型摻雜半導(dǎo)體層520的方向遞增，因此，本實(shí)施例的發(fā)光裝置500的功效可參考前述說明，在此便不再贅述。此外，在本實(shí)施例中，發(fā)光裝置500亦可進(jìn)一步的包括超晶格層540配置在第一型摻雜半導(dǎo)體層(例如為N型半導(dǎo)體層)510與發(fā)光層530之間，而超晶格層540的功效可參考前述說明。
[0056]綜上所述，本發(fā)明的一實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)中的部分能阱能障對的能阱能障厚度比沿著排列方向遞增，如此可有效降低因能障層與能阱層的晶格差異所產(chǎn)生的應(yīng)力，以降低多重量子阱層結(jié)構(gòu)中形成V形缺陷的機(jī)會(huì)，進(jìn)而有效提升多重量子阱層結(jié)構(gòu)之品質(zhì)。本發(fā)明的另一實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)中至少部分能阱能障厚度比沿著排列方向遞增，其中能阱能障對中的能障層的厚度和能阱層的厚度是漸變式的，如此可有效降低因能障層與能阱層的晶格差異所產(chǎn)生的應(yīng)力，以降低多重量子阱層結(jié)構(gòu)中形成V形缺陷的機(jī)會(huì)，進(jìn)而有效提升多重量子阱層結(jié)構(gòu)的品質(zhì)。本發(fā)明再一實(shí)施例的多重量子阱層結(jié)構(gòu)中，至少部分多組能阱能障對的總能阱能障厚度比沿著排列方向遞增，如此可有效降低因能障層與能阱層的晶格差異所產(chǎn)生的應(yīng)力，以降低多重量子阱層結(jié)構(gòu)中形成V形缺陷的機(jī)會(huì)，進(jìn)而有效提升多重量子阱層結(jié)構(gòu)的品質(zhì)。
[0057]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多重量子阱結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 多個(gè)能阱能障對，沿著一方向排列，每一該能阱能障對包括: 一能障層；以及 一能阱層，與該能障層相鄰， 其中，該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能障層與該多個(gè)能阱層交替配置，每一該能阱能障對的該能阱層與該能障層在該方向上的厚度比為能阱能障厚度比，且部分該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱能障厚度比沿著該方向遞增。
2.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的多重量子阱結(jié)構(gòu)，其特征在于，該多個(gè)能阱能障對的相對兩側(cè)分別配置有N型半導(dǎo)體層及P型半導(dǎo)體層，且部分該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱能障厚度比從靠近該N型半導(dǎo)體層的一側(cè)往靠近該P(yáng)型半導(dǎo)體層的一側(cè)遞增。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，部分該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能障層在該方向上的厚度從靠近該N型半導(dǎo)體層的一側(cè)往靠近該P(yáng)型半導(dǎo)體層的一側(cè)遞減。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，部分該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱層在該方向上的厚度從靠近該N型半導(dǎo)體層的一側(cè)往靠近該P(yáng)型半導(dǎo)體層的一側(cè)遞增。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，該多個(gè)能障層為氮化鎵層，且該多個(gè)能阱層為氮化銦鎵層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一該能阱能障對的該能阱能障厚度比大于等于0.25且小于等于2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，部分該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能障層在該方向上的厚度沿著該方向遞減。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，部分該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱層在該方向上的厚度沿著該方向遞增。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，該多個(gè)能阱能障對中的至少三個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱能障厚度比沿著該方向遞增。
10.一種多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 多個(gè)能阱能障對，沿著一方向排列，每一該能阱能障對包括: 一能障層；以及 一能阱層，與該能障層相鄰， 其中，該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能障層與該多個(gè)能阱層交替配置，每一該能阱能障對的該能阱層與該能障層在該方向上的厚度比為能阱能障厚度比，至少部分該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱能障厚度比沿著該方向遞增，該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能障層在該方向上的厚度沿著該方向遞減，且該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱層在該方向上的厚度沿著該方向遞增。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，該多個(gè)能阱能障對的相對兩側(cè)分別配置有N型半導(dǎo)體層及P型半導(dǎo)體層，且至少部分該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱能障厚度比從靠近該N型半導(dǎo)體層的一側(cè)往靠近該P(yáng)型半導(dǎo)體層的一側(cè)遞增，該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能障層在該方向上的厚度從靠近該N型半導(dǎo)體層的一側(cè)往靠近該P(yáng)型半導(dǎo)體層的一側(cè)遞減，且該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱層在該方向上的厚度從靠近該N型半導(dǎo)體層的一側(cè)往靠近該P(yáng)型半導(dǎo)體層的一側(cè)遞增。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，該多個(gè)能障層為氮化鎵層，且該多個(gè)能阱層為氮化銦鎵層。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一該能阱能障對的該能阱能障厚度比大于等于0.25且小于等于2。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，該多個(gè)能阱能障對中的至少三個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱能障厚度比沿著該方向遞增。
15.一種多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 多組能阱能障對，沿著一方向排列，每一組能阱能障對包括多個(gè)相鄰堆疊的能阱能障對，每一該能阱能障對包括: 一能障層；以及 一能阱層，與該能障層相鄰， 其中，該多組能阱能障對的該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能障層與該多個(gè)能阱層交替配置，每一組能阱能障對的該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱層與該多個(gè)能障層在該方向上的總厚度之比為總能阱能障厚度比，且至少部分該多組能阱能障對的該多個(gè)總能阱能障厚度比沿著該方向遞增。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，該多個(gè)能阱能障對的相對兩側(cè)分別配置有N型半導(dǎo)體層及P型半導(dǎo)體層，且至少部分該多組能阱能障對的該多個(gè)總能阱能障厚度比從靠近該N型 半導(dǎo)體層的一側(cè)往靠近該P(yáng)型半導(dǎo)體層的一側(cè)遞增。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少部分該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能障層在該方向上的厚度從靠近該N型半導(dǎo)體層的一側(cè)往靠近該P(yáng)型半導(dǎo)體層的一側(cè)遞減。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少部分該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱層在該方向上的厚度從靠近該N型半導(dǎo)體層的一側(cè)往靠近該P(yáng)型半導(dǎo)體層的一側(cè)遞增。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，該多個(gè)能障層為氮化鎵層，且該多個(gè)能阱層為氮化銦鎵層。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一該能阱能障對的該能阱能障厚度比大于等于0.25且小于等于2。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少部分該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能障層在該方向上的厚度沿著該方向遞減，且至少部分該多個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱層在該方向上的厚度沿著該方向遞增。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的多重量子阱層結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一該能阱能障對的該能阱層與該能障層在該方向上的厚度比為能阱能障厚度比，且該多個(gè)能阱能障對中的至少三個(gè)能阱能障對的該多個(gè)能阱能障厚度比沿著該方向遞增。
【文檔編號】H01L33/06GK103681998SQ201210359774
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月24日
【發(fā)明者】林京亮, 王信介, 賴彥霖 申請人:新世紀(jì)光電股份有限公司