[发明专利]具有物理气相沉积形成氮化铝缓冲层的氮化镓类发光二极管的制造

说明书

相关申请的交叉引用

此申请案主张美国申请案第13/036,273号的权益，所述美国申请案是在2011年2月28日提出申请，且主张2010年12月16日提出申请的美国临时申请案第61/424,006号的权益，所述美国申请案的整体内容在此以引用的方式并入本文。

发明领域

本发明的实施例涉及三族氮化物材料的领域，且具体地说涉及制造氮化镓类的发光二极管（LED）的领域，所述LED具有物理气相沉积（PVD）形成的氮化铝缓冲层。

相关技术的描述

三五族材料在半导体与相关工业（例如发光二极管（LED）工业）中扮演日益重要的角色。通常，三五族材料不易生长或沉积在异质衬底上（已知为异质外延（heteroepitaxy））又不形成缺陷或裂隙。例如，在许多使用依序制造的材料层层叠的应用中，无法轻易地拥有所选的膜（例如氮化镓膜）的高质量表面保全。在衬底与器件层之间包含一或多个缓冲层已是一项解决途径。然而，三五族材料经常对于工艺条件敏感，且必须小心地避免这类情况在制造工艺的特定期间发生。然而，在许多应用中，也无法轻易避免敏感的三五族膜与可能的损坏条件交互作用。

发明内容

本发明的实施例涉及氮化镓类的发光二极管（LED）的制造，所述发光二极管具有物理气相沉积（PVD）形成的氮化铝缓冲层。

实施例中，多腔室系统包括物理气相沉积（PVD）腔室，所述PVD腔室具有由铝构成的靶。还包括腔室，所述腔室适于沉积无掺杂的氮化镓或n型的氮化镓，或所述腔室适于沉积无掺杂的氮化镓及n型的氮化镓两者。

另一实施例中，多腔室系统包括物理气相沉积（PVD）腔室，所述PVD腔室具有由铝构成的靶。还包括第一金属有机化学气相沉积（MOCVD）腔室，且所述第一MOCVD腔室用于沉积无掺杂的或n型的氮化镓。还包括第二MOCVD腔室，所述第二MOCVD腔室用于沉积多量子阱（MQW）结构。还包括第三MOCVD腔室，所述第三MOCVD腔室用于沉积p型氮化铝镓或p型氮化镓，或所述第三MOCVD腔室用于沉积p型氮化铝镓及p型氮化镓两者。

另一实施例中，制造发光二极管（LED）结构的方法包括以下步骤：在多腔室系统的物理气相沉积（PVD）腔室中于衬底上方形成氮化铝层。在所述多腔室系统的第二腔室中形成无掺杂的或n型氮化镓层于所述氮化铝层上。

附图简要说明

图1图示根据本发明一或多个实施例的基准组合工具示意图、基准LED结构，与基准时间与沉积关系图。

图2A图示根据本发明实施例的组合工具示意图与用于LED结构制造的相对应的温度与时间的关系曲线图。

图2B图示根据本发明实施例的发光二极管（LED）结构与相对应的时间与沉积关系图。

图3是根据本发明实施例的流程图，所述图表示制造氮化镓类光LED的方法中的操作，所述LED具有PVD形成的氮化铝缓冲层。

图4是根据本发明实施例的MOCVD腔室的示意剖面图，所述MOCVD腔室适合用于制造三族氮化物材料。

图5是根据本发明实施例的HVPE腔室的示意剖面图，所述HVPE腔室适合用于制造三族氮化物材料。

图6图示根据本发明实施例的氮化镓（GaN）类发光二极管（LED）的剖面图，所述LED形成在金属化衬底上。

具体描述

在此描述氮化镓类发光二极管（LED）的制造，所述LED具有物理气相沉积（PVD）形成的氮化铝缓冲层。在随后的描述中，提出许多特定细节（诸如处理腔室的配置方式与材料的必须条件（regime））以使读者透彻地理解本发明的实施例。对于此技术领域中的技术人员而言，将明了无须所述特定细节即可实行本发明的实施例。在其它实例中，不详细描述众所熟知的特征结构（诸如特定的二极管配置方式），以不至于非必要地混淆了本发明的实施例。再者，应理解在图中所示的各实施例为说明性质的示意图，且在图中所示的各实施例不必然按照比例尺绘制。此外，可能不会在此于实施例中明确公开其它布置与配置方式，但仍应将所述布置与配置方式视为落入本发明的精神与范围内。