[发明专利]生长氮化镓基半导体层的方法及用其制造发光器件的方法

说明书

技术领域

本发明的示例性实施例涉及一种生长氮化镓基半导体层的方法以及一种制造发光器件的方法，更具体地，涉及使用金属有机化学气相沉积的一种生长氮化镓基半导体层的方法以及一种制造发光器件的方法。

背景技术

通常，诸如氮化镓(GaN)的III族氮化物具有优异的热稳定性和直接跃迁型能带结构。因此，为了应用于发射可见光和紫外光的诸如发光二极管或激光二极管的发光器件，已经对氮化镓化合物半导体进行了广泛地研究。具体地，使用氮化铟镓(InGaN)的蓝色和绿色发光二极管已经被用于诸如大尺寸真彩色平板显示装置、信号灯、室内照明、高密度光源、高分辨率输出系统、光通信等的范围广泛的领域中。

在半导体器件的制造中，氮化镓化合物半导体层通常通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)而生长在基板上。用于MOCVD的设备包括用于装载基板的腔室，并且提供源气和气氛气体(包括载气)以在预定的腔室压强下在基板上生长外延层。

商业应用的MOCVD设备可通常构造成在大约200 Torr或更低的低压下生长外延层。这样的低压MOCVD设备可实现外延层的相对快的生长，但会在外延层中造成高密度的晶体缺陷，尤其是点缺陷。因此，外延层会具有低的晶体质量。

此外，当低压MOCVD设备用于生长活性层中的阱层时，为了增大阱层中In的含量，生长温度可以低至例如大约750℃。

此外，当在阱层的低生长温度下在阱层上生长垒层时，会难以使垒层具有良好的晶体质量。因此，已经采用了通过在阱层的生长之后提高生长温度来生长垒层的方法。对于包括多个阱层和多个垒层的活性层，腔室内的基板的温度需要频繁地变化，由此增大了用于活性层的生长的处理时间。此外，当基板温度在阱层的生长之后升高时，阱层会分解，由此导致靠近阱层和垒层之间的界面的阱层的晶体质量的劣化。为了解决这个问题，可在生长垒层之前形成覆盖层，但覆盖层仍然会不能提供阱层和垒层之间的期望的界面特性。

在该背景技术部分中公开的上述信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此它可包含不形成现有技术的任何部分也不是现有技术可建议本领域普通技术人员的内容的信息。

发明内容

技术问题

本发明的示例性实施例提供了一种生长半导体层的方法以及一种制造发光器件的方法，所述方法可改善在包括具有不同组成的氮化镓层的半导体堆叠件中(例如，活性层中)的界面特性。

本发明的示例性实施例还提供了一种生长半导体层的方法以及一种制造发光器件的方法，所述方法可减少用于半导体层的生长的处理时间。

发明的附加特征将在随后的描述中阐述，并且通过描述，部分地将是明显的，或者可通过发明的实践来了解。

问题的解决方案

本发明的示例性实施例公开了一种通过金属有机化学气相沉积来生长氮化镓基半导体层的方法。所述方法包括：在腔室中设置基板；在第一腔室压强下在基板上生长第一导电型氮化镓基半导体层；在高于第一腔室压强的第二腔室压强下在第一导电型氮化镓基半导体层上生长氮化镓基活性层；以及在低于第二腔室压强的第三腔室压强下在活性层上生长第二导电型氮化镓基半导体层。第一、第二和第三腔室压强低于760 Torr(托)。

本发明的示例性实施例还公开了一种通过金属有机化学气相沉积来生长氮化镓基半导体层而制造半导体器件的方法。所述方法包括：在腔室中设置基板；在第一腔室压强下在基板上生长第一导电型氮化镓基半导体层；在高于第一腔室压强的第二腔室压强下在第一导电型氮化镓基半导体层上生长氮化镓基活性层；以及在低于第二腔室压强的第三腔室压强下在活性层上生长第二导电型氮化镓基半导体层。第一、第二和第三腔室压强低于760 Torr。

本发明的示例性实施例还公开了一种通过金属有机化学气相沉积来生长氮化镓基半导体层的方法。所述方法包括：在腔室中设置基板；在100 Torr至300 Torr的范围中的腔室压强下在基板上生长第一导电型GaN层；在300Torr至700 Torr的范围中的腔室压强下在第一导电型GaN层上生长氮化镓基活性层；以及在100 Torr至300 Torr的范围中的腔室压强下在活性层上生长第二导电型GaN层。活性层包括阱层和垒层。

将理解的是，上文的一般描述和下文的详细描述都是示例性的和解释性的，并且意图提供所要求保护的发明的进一步解释。

附图说明

通过结合附图对下述实施例的详细描述，本发明的上述和其他方面、特征和优点将变得明显。

图1是根据本发明的一个实施例的半导体器件的示意剖视图。