[发明专利]氮化物半导体器件及其制备方法

说明书

本分案申请是于2007年3月6日提出的题为“氮化物半导体器件及其制备方法”的中国专利申请号200710085676.5的分案申请。 

本非临时申请基于2006年3月6日和2007年1月18日提交于日本专利局的日本专利申请号2006-059695和2007-009282，其全部内容通过引用结合在此。 

技术领域

本发明涉及氮化物半导体发光器件，制备氮化物半导体发光器件的方法和氮化物半导体晶体管器件。 

背景技术

通常，在氮化物半导体发光器件中，已知氮化物半导体激光器因发光部分的退化而导致低可靠性。据认为由于非辐射性复合能级的存在，从发光部分中过度产生的热量导致发光部分的退化。发光部分的氧化被认为是非辐射性复合能级的主因。 

因此，为了防止发光部分的氧化，在发光部分形成三氧化二铝(Al₂O₃)、氧化硅(SiO₂)等的涂膜(参见，例如日本专利公开号2002-335053)。 

发明内容

本发明的发明人进行了研究，旨在实现即使在高功率驱动时，也不显示出因发光部分的退化导致的低可靠性的氮化物半导体激光器。 

对于常规氮化物半导体激光器，所述激光器每个都具有在发光侧的小平面形成的80nm厚的三氧化二铝涂膜，并且具有在光反射侧的小平面处形成的氧化硅膜/氧化钛膜的多层膜，其中反射率为95％，本发明的发明人进行了两种老化试验：在低温和低功率的条件(30℃，CW驱动，光功率 30mW)下的老化试验；和在高温和高功率的条件(70℃，CW驱动，光功率100mW)下的老化试验。结果，在低温和低功率的条件下的老化试验中，所述器件稳定工作超过3000小时。在高温和高功率的条件下的老化试验中，观察到由于在发光部分的COD(灾变性光学损伤)，许多氮化物半导体激光器在约400小时之后停止发光。因此，在常规的氮化物半导体激光器中，发现发光部分的COD是在高温和高功率的条件下400小时相对较短的老化时间的问题。 

同样，在高温和高功率的条件下驱动氮化物半导体发光二极管器件的情况下，它的发光表面，即发光部分，可能退化，从而导致劣化的可靠性。在使用氮化物半导体的氮化物半导体晶体管器件如HFET(异质结构场效应晶体管)中，也需要提高的可靠性。 

因此，本发明的一个目的是提供：即使在高温和高功率下被驱动，也具有足够的可靠性的氮化物半导体发光器件，和制备所述氮化物半导体发光器件的方法，以及具有提高的可靠性的氮化物半导体晶体管器件。 

本发明提供一种包含在发光部分形成的涂膜的氮化物半导体发光器件。所述涂膜包含氮化铝晶体或氧氮化铝晶体。 

优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，氮化铝晶体或氧氮化铝晶体具有与形成发光部分的氮化物半导体晶体的晶轴对齐(aligned with)的晶轴。 

优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，涂膜的厚度是至少6nm并且至多150nm。 

优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，在涂膜上形成由氧化物、氧氮化物或氮化物制成的膜。 

优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，在涂膜上的由氧化物制成的膜是氧化铝膜、氧化硅膜、氧化钛膜、氧化铪膜、氧化锆膜、氧化铌膜、氧化钽膜或氧化钇膜。 

优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，在涂膜上的由氧氮化物制成的膜是具有与涂膜的组成不同的组成的氧氮化铝膜或氧氮化硅膜。 

优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，在涂膜上的由氮化物制成的膜是氮化铝膜或氮化硅膜。 

优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，在涂膜上形成氟化镁膜。 

本发明的氮化物半导体发光器件是氮化物半导体激光器，并且可以在氮化物半导体激光器的发光侧的小平面上形成所述涂膜。 

本发明的氮化物半导体发光器件是氮化物半导体发光二极管器件，并且可以在氮化物半导体二极管器件的发光表面上形成所述涂膜。 

在此，在本发明的氮化物半导体发光器件是氮化物半导体激光器或氮化物半导体发光二极管器件的情况下，优选使用由组成结构式Al_sGa_tN(s+t＝1，0≤s≤1，0≤t≤1)表示的氮化物半导体制成的衬底作为衬底。在此，在上述组成结构式中，Al表示铝，Ga表示镓，N表示氮，s表示铝的组成比率，并且t表示镓的组成比率。