[发明专利]用于使用远程等离子体化学气相沉积和溅射沉积来生长发光器件中的层的方法

说明书

本文描述的是用于使用远程等离子体化学气相沉积（RP‑CVD）和溅射沉积来生长发光器件的层的方法。方法包括在生长衬底上生长发光器件结构，并且使用RP‑CVD和溅射沉积中的至少一种在发光器件结构上生长隧道结。隧道结包括与p型区直接接触的p++层，其中通过使用RP‑CVD和溅射沉积中的至少一种来生长p++层。用于生长器件的另一方法包括使用RP‑CVD和溅射沉积中的至少一种在生长衬底上方生长p型区，并且在该p型区上方生长其他层。用于生长器件的另一方法包括使用RP‑CVD和溅射沉积中的至少一种在p型区上方生长发光区和n型区。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月20日提交的美国临时申请第62/339,412号和2016年7月14日提交的欧洲临时申请第16 179 434.2号的权益，它们的内容在此通过引用被并入本文，如同被完全阐述那样。

技术领域

本申请涉及发光器件。

背景技术

包括发光二极管（LED）、谐振腔发光二极管（RCLED）、垂直腔表面发射激光器（VCSEL）以及边缘发射激光器的半导体发光器件属于当前可用的最高效的光源。在能够跨可见光谱操作的高明亮度发光器件的制造中当前引起兴趣的材料系统包括III-V族半导体，特别是镓、铝、铟以及氮的二元、三元以及四元合金，也被称为III族氮化物材料。

典型地，通过金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）或其它外延技术，通过在蓝宝石、碳化硅、III族氮化物或其他合适的衬底上外延生长不同组分和掺杂剂浓度的半导体层的叠层来制备III族氮化物发光器件。该叠层经常包括形成在衬底上方的一个或多个掺杂有例如Si的n型层、形成在该一个或多个n型层上方的有源区中的一个或多个发光层、以及形成在该有源区上方的一个或多个掺杂有例如Mg的p型层。电气接触部在n型和p型区上形成。

在商业的III族氮化物LED中，半导体结构典型地通过MOCVD生长。在MOCVD期间使用的氮源典型地是氨。当氨解离时，产生氢。氢与镁形成络合物，镁在p型材料的生长期间被用作p型掺杂剂。氢络合物使镁的p型特征失活，有效地降低了p型材料的掺杂剂浓度，这降低了器件的效率。在p型材料的生长之后，结构被退火以便通过驱除氢来破坏氢镁络合物。

发明内容

本文描述的是用于使用远程等离子体化学气相沉积（RP-CVD）和溅射沉积来生长发光器件的层的方法。一种方法包括在生长衬底上生长发光器件结构，并且使用RP-CVD和溅射沉积中的至少一种在该发光器件结构上生长隧道结。发光器件结构包括n型区、发光区以及p型区。隧道结包括与p型区直接接触的p++层和与p++层直接接触的n++层，其中通过使用RP-CVD和溅射沉积中的至少一种来生长p++层。用于生长器件的另一方法包括使用RP-CVD和溅射沉积中的至少一种在生长衬底上方生长p型区，在该p型区上方生长发光区，以及在该发光区上方生长n型区，其中p型区、发光区以及n型区由III族氮化物材料制成。用于生长器件的另一方法包括在生长衬底上方生长p型区，在该p型区上方生长发光区，以及在该发光区上方生长n型区，其中使用RP-CVD和溅射沉积中的至少一种来生长发光区和n型区中的至少一个。

附图说明

可以从以下结合附图以示例的方式给出的描述得到更详细的理解，在附图中：

图1是用于使用氨作为氮源来生长器件的层的说明图；

图2是用于在氨环境中生长器件的说明图；

图3是示出器件中的退火的p型层的说明图；

图4是用于使用RP-CVD和溅射沉积中的至少一种来生长器件的说明图；

图5是依照某些实现方式的说明性的发光二极管（LED）；

图6是用于使用RP-CVD和溅射沉积中的至少一种来生长图5的LED的说明性的流程图；

图7是依照某些实现方式的说明性的隧道结LED；

图8是依照某些实现方式的用于制造图7的隧道结LED的说明性的方法；