[发明专利]氮化物半导体发光器件的制造方法

说明书

本非临时申请基于2007年3月27日向日本专利局提交的特愿2007-081357，在此引入其全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及氮化物半导体发光器件的制造方法，更具体而言涉及活性层的结晶质量得已改善并且具有高发光效率的氮化物半导体发光器件的制造方法。

背景技术

通常，氮化物半导体发光器件的活性层具有多量子井结构(multiplequantum well structure)，其中带隙彼此不同的In_x1Ga_1-x1N井层(well layer)和In_x2Ga_1-x2N阻挡层(x₁＞0，x₂≥0，x₁＞x₂)交替层叠(例如，特开平06-268257号公报)。采用多量子井结构允许以厚约2-5nm的薄井层形成发光层，同时确保有利于发光的载流子态密度(state density)。因而，可提供发光效率比大块(bulk)InGaN层用作活性层时高的发光器件。

然而，在活性层具有多量子井结构的情况下，井层和阻挡层的In组成比不同，因而表面能不同，从而难以提供井层/阻挡层之间的骤变界面和阻挡层/井层之间的骤变界面。在非骤变界面中，作为发光层的井层具有空间上不均匀的厚度。通常，量子效率主要取决于井层的厚度。因而，厚度不均匀的井层产生量子效率低的部分，从而导致发光器件的总发光效率降低。

特开2000-261106号公报披露了为了改善发光效率在多量子井层的晶体生长过程中掺入Si作为杂质。然而，这种方法引起下述问题：由于在晶体生长过程中掺入杂质，结晶质量下降。

此外，特开平09-214052号公报披露了在生长AlGaAs活性层之前或生长AlGaAs活性层的过程中中断AlGaAs活性层的生长，将少量铟(In)加至晶体表面。然而，在这种情况下，活性层不包含In，由此造成In扩散并掺杂进入晶体，从而可能使器件受到影响。另外，必须精确控制In的添加量，使得该量相对于活性层的Al组成小于5原子百分比，并限制In的供给量。

发明内容

鉴于上述问题作出本发明，本发明的目的是提供制造方法，利用该制造方法可获得具有更高发光效率的氮化物半导体发光器件。

本发明涉及氮化物半导体发光器件的制造方法，该器件至少具有在基底上生长的n型氮化物半导体层、活性层和p型氮化物半导体层。该方法包括下述步骤：在生长所述活性层之前使表面活性剂材料与所述n型氮化物半导体层的表面或未掺杂氮化物半导体层的表面接触，或者在生长所述活性层的过程中或生长所述活性层之后使表面活性剂材料与已生长的晶体表面(growth crystal surface)接触。

在本发明中，通过交替层叠带隙彼此不同的井层和阻挡层(barrier layer)形成活性层，并且优选包括下述步骤：在生长至少一层井层之后，使表面活性剂材料与该井层的表面接触。优选的是，井层由In_xGa_1-xN(0＜x≤1)形成。

优选的是，表面活性剂材料包括In、Al、Ga、Mg、Zn、Si或Ge。

此外，优选采用金属有机化学气相沉积法生长n型氮化物半导体层、活性层和p型氮化物半导体层。

根据本发明，可改善氮化物半导体发光器件诸如例如发蓝光的氮化物半导体发光二极管器件的发光效率。

根据随后本发明的详细说明以及结合附图，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优势将更加显而易见。

附图说明

图1为本发明优选实施方案的步骤示意图并显示氮化物半导体发光二极管器件制造方法的实例。

具体实施方式

此后，参考实施方案详细描述本发明的方法。

在本实施方案中，参考图1(a)，通过金属有机化学气相沉积法(MOCVD法)，首先在基底101上形成n型氮化物半导体层102。例如，蓝宝石、SiC、Si、ZnO等可用作基底101。此外，n型氮化物半导体层102由Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)形成，并且包括GaN缓冲层(buffer layer)、AlN缓冲层、未掺杂层等。