[发明专利]Ⅲ族氮化物纳米棒发光装置及其制造方法

说明书

本申请要求于2010年9月14日提交到韩国知识产权局的第10-2010-0090115号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用包含于此。 

技术领域

本发明涉及一种III族氮化物纳米棒，更具体地讲，涉及一种使用III族氮化物纳米棒的发光装置及其制造方法。 

背景技术

通常，在基底上方生长III族氮化物纳米棒的情况下，会难于适当地控制纳米棒的直径、长度、生长位置以及晶体生长方向，从而导致难以形成具有期望形状的纳米棒并产生缺陷，从而装置的驱动电压增加并且装置的操作特性劣化。 

具体地讲，在光电装置的情况下，在基于载流子的复合而操作时，这样的限制会使发光效率劣化并使其寿命缩短。 

发明内容

本发明的一方面提供了一种III族氮化物纳米棒发光装置及其制造方法，在III族氮化物纳米棒发光装置中，在生长单晶纳米棒过程中产生的晶体缺陷被最小化，并且具有三维结构的发光装置的发光效率得到提高。 

根据本发明的一方面，提供了一种制造III族氮化物纳米棒发光装置的方法，所述方法包括以下步骤：准备基底；在基底上形成包括暴露部分基底的一个或多个开口的绝缘膜；通过提供III族源气体和氮(N)源气体在基底的被开口暴露的部分上生长第一导电III族氮化物纳米棒晶种层；通过以脉冲模式提供III族源气体和杂质源气体并连续地提供N源气体在第一导电III族氮化物纳米棒晶种层上生长第一导电III族氮化物纳米棒；在每个第一导电III族氮化物纳米棒的表面上形成有源层；以及在有源层上形成第二导电氮化物半导 体层。 

在第一导电III族氮化物纳米棒晶种层的生长中，第一导电III族氮化物纳米棒晶种层可以具有在70nm/分钟至120nm/分钟的范围内的生长速率。 

在第一导电III族氮化物纳米棒晶种层的生长中，第一导电III族氮化物纳米棒晶种层可以生长至绝缘膜的高度。 

生长第一导电III族氮化物纳米棒可以包括在第一导电III族氮化物纳米棒晶种层上形成第一导电III族氮化物纳米棒的中间部分的第一生长工艺和形成第一导电III族氮化物纳米棒的端部的第二生长工艺。 

在第二生长工艺中，可以控制第二生长工艺的温度、III族源气体的流速、N源气体的流速和III族源气体的脉冲宽度中的至少一种，从而控制第一导电III族氮化物纳米棒的端部的形状。 

在第一导电III族氮化物纳米棒的生长中，第一导电III族氮化物纳米棒可以具有在30nm/分钟至70nm/分钟的范围内的生长速率。 

可以以具有预定周期和预定脉冲宽度的脉冲模式喷射III族源气体和杂质源气体。 

基底可以包括从由蓝宝石、硅(Si)、氧化锌(ZnO)、砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)、MgAl₂O₄、氧化镁(MgO)、铝酸锂(LiAlO₂)、LiGaO₂和氮化镓(GaN)组成的组中选择的至少一种。 

绝缘膜可以包括从由二氧化硅(SiO₂)、二氧化钛(TiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化钛(TiN)、氮化铝(AlN)、二氧化锆(ZrO₂)、氮化钛铝(TiAlN)、氮化钛硅(TiSiN)和氮化硅(Si₃N₄)组成的组中选择的至少一种。 

杂质源气体可以为硅烷(SiH₄)。III族源气体可以为三甲基镓(TMGa)。N源气体可以为氨气(NH₃)。 

有源层可以包括至少一对量子阻挡层和量子阱层。 

量子阻挡层可以由Al_yGa_1-yN(0≤y≤1)形成，量子阱层可以由In_xGa_1-xN(0≤x≤1)形成。 

所述方法还可以包括在有源层和第二导电氮化物半导体层之间形成电子阻挡层。 

根据本发明的另一方面，提供了一种通过所述方法制造的III族氮化物纳米棒发光装置。 

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上面和其他方面、特征和其他优点将被更清楚地理解，其中： 

图1A至图1D是示出根据本发明示例性实施例的在基底上形成第一导电III族氮化物纳米棒的工艺的视图；