[发明专利]半导体本体和制造半导体本体的方法

说明书

本申请涉及一种半导体本体和制造半导体本体的方法。

在基于氮化合物半导体的发光二极管中，经常使用掺杂了镁以获得p型导电性的半导体层。在制造期间，半导体层可以经历活化步骤，在该活化步骤中，内置于层中的氢与镁分离。尤其是在掺杂有镁的掩埋半导体层中，镁的不充分活化可能导致发光二极管的工作电压的提高。

本发明的任务是提供一种具有改善了的光电特性的半导体本体。具体地，p型半导体层具有改善了的活化度。此外，提供一种制造半导体本体的方法。

本发明的任务通过独立权利要求的主题来解决。其他构造方案和改进方案是从属权利要求的主题。

根据一个实施方式，半导体本体具有n型半导体层和p型半导体层。p型半导体层包含p型杂质。n型半导体层包含n型杂质和其他杂质。

通过使所述其他杂质活化，能够使p型半导体层的活化度永久地提高。也就是说，提高了提供空穴作为载流子的p型杂质的原子的份额。

特别地，n型半导体层可以具有至少局部地提高了的对于氢的可透过性。氢在n型半导体层中的溶解度可以利用所述其他杂质来提高。在对p型半导体层进行活化时，氢可以穿过配置于p型半导体层之上的n型半导体层。于是，氢穿过n型半导体层的扩散可以由于其他杂质而变得容易。

在一个实施方式中，在p型半导体层与n型半导体层之间构造有用于产生辐射的有源区域和/或隧道接触。换言之，在p型半导体层与n型半导体层之间存在功能性的pn结。所述功能性的pn结要么在有源区域的情况下用于产生辐射，要么在隧道结的情况下用于将p型掺杂的层与n型掺杂的层电连接。在此，隧道结例如可以具有高度p型掺杂的隧道层和高度n型掺杂的隧道层。

在半导体本体的一个实施方式中，p型半导体层被至少另一个半导体层覆盖。所述另一个半导体层例如可以是具有用于产生辐射的有源区域的半导体层或是具有隧道接触的半导体层。于是，在每种情况下，p型半导体层被覆盖并且不位于半导体本体的外侧。也就是说，p型半导体层是不暴露的。

在半导体本体的一个实施方式中，p型半导体层配置于有源区域与载体或生长衬底之间。于是，在有源区域的远离p型半导体层的一侧上，可以配置有具有n型杂质和其他杂质的n型半导体层。在每种情况下，p型半导体层被覆盖并且不能从半导体本体的外部自由地接近。

在半导体本体的一个实施方式中，n型半导体层的厚度为至少5nm、优选为至少10nm、特别优选为至少20nm。不具有其他杂质的、即只具有n型杂质的n型半导体层对于氢是不可透过的。只有添加其他杂质才能够实现该层对于氢的可透过性。优选的是，在此情况下n型半导体层形成为比20nm厚，这例如改善了n型半导体层的横向导电性。

半导体本体优选地基于氮化合物半导体材料。

“基于氮化合物半导体材料”在上下文中意指：外延有源层组或者其中的至少一个层包括氮的Ⅲ族/Ⅴ族化合物半导体材料，优选包括Al_nGa_mIn_1-n-mN，其中，0≤n≤1，0≤m≤1，且n+m≤1。在此，所述材料不必强制性地具有依据上面的通式的数学上精确的关系。确切的说，所述材料可以具有一种或多种杂质以及附加的成分，所述附加的呈分基本上不使Al_nGa_mIn_1-n-mN材料的特征物理特性发生变化。但为了简单起见，上面的通式仅包括晶格的基本成分(Al、Ga、In、N)，即便这些基本成分可能部分地被少量的其他物质所取代。

在一个优选的实施方式中，其他杂质在材料和/或浓度方面构成于n型半导体层中，使得n型半导体层对于氢的可透过性提高。在对p型半导体层进行活化时，氢能得到改善地穿过n型半导体层。p型半导体层活化的程度于是可以得到提高。在这种情况下，氢在n型半导体层中的溶解度可以利用所述其他杂质得以提高。

在另一个优选的实施方式中，n型半导体层中的其他杂质起到受主的作用。

在氮化合物半导体材料中，来自元素周期表的第一主族和第二主族的元素适合作为受主。通过将这样的元素嵌入晶体中的Ⅲ族元素的晶格空位上，可以提高半导体材料的p型导电性。

利用起受主作用的杂质，利用其他杂质部分地补偿了n型掺杂。已经证实的是，尽管n型半导体层中的n型掺杂受到了部分的补偿，由于p型半导体层中的p型杂质的活化度提高，作为其他杂质的受主在总体上导致了半导体本体的光电特性的改善。