专利名称：一种用化合物半导体制造光发射装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种用化合物半导体制造光发射装置的方法，更特别地是一种用III-V族化合物半导体制造光发射装置的方法，通过在比传统技术低的温度下进行热处理，增加元件的光发射的效率或耐久性，也就是在高氧浓度的条件下激活p-半导体层，此想法来源于众所周知的事实，即氧浓度超高，越好的掺入例如p-GaN的p-型的半导体可以被激活。
背景技术：
一般地，作为一种直接转换类型的III-V族化合物半导体具有高的光发射效率，所以该半导体被广泛地用在光发射元件，如二极管元件(激光二极管元件)、光电探测器(太阳能电池，光学传感器)、电子装置(晶体管，功率器件)等等。
制造所说的III-V族化合物半导体的方法有MBE(分子束外延)、MOVPE(金属有机汽相外延)和HVPE(氢化物汽相外延)三种方法。
特别地，MOVPE方法作为制造III-V族化合物半导体的方法已被广泛地应用，因为该方法可以获得高质量的均匀的III-V族化合物半导体。图1是由传统技术的MOVPE方法制造的光发射元件。
如图1所示，III-V族化合物半导体的传统的光发射元件具有在蓝宝石基层之上掺杂n-型的氮化镓层(n-GaN)(11)和在其上形成的激活层。掺杂p-型的p-GaN(13)形成在激活层上，n-GaN的一部分成为暴露的，且n-平头电极(15)形成于其上，用于扩张电流的透明电极(14)和p-平头电极(16)按次序地形成在p-GaN(13)之上。
如上所形成的所述III-V族化合物半导体，特别是，p-GaN层(13)按传统技术的在氮和氧的条件下进行热处理，因为它必须形成高空穴浓度。
例如，如果含镁的掺杂p-型p-GaN由MOCVD方法形成，镁受体不能被激活，而是与氢结合从而形成中性复合物Mg-H。为了阻止所述问题，高热处理使Mg-H的键断裂，然后使原先与镁结合的氢释放出来。
但是，高温处理需要大量的热能。还会出现比如上述III-V族化合物半导体的变质和变形的一些问题，因而降低了光发射元件的耐久性和光发射效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种用化合物半导体制造光发射装置的方法以解决上述问题。
本发明是一种用化合物半导体制造光发射装置的方法，包括步骤一，按顺序在双基层之上形成n-半导体层、一个激活层、一个p-半导体层；步骤二，制成具有从p-半导体层到n-半导体层的部分沿垂直方向的台面切割的n-半导体的部分；步骤三，在p-半导体层之上形成用于扩充电流和在氧等离子体的条件下激活p-半导体层的透明电极；步骤四，在用于扩充电流的透明电极之上形成各n-平头电极和p-平头电极。
上述双基层优选为蓝宝石基层。另外，p-半导体和n-半导体层优选是III-V族化合物半导体，特别是GaN层。
根据下面的附图对本发明进行详细地描述，其中相同的数字是指相同的元件。
图1是按照传统技术MOVPE方法制造成的光发射元件。
图2a至图2e是优选实施例的序列。
具体实施例方式
参照附图对本发明的优选实施例进行详细描述。
本发明是一种用化合物半导体制造光发射装置的方法，包括步骤一，按顺序在双基层之上形成一个n-半导体层、一个激活层、一个p-半导体层；步骤二，制成具有从p-半导体层到n-半导体层的一部分沿垂直方向进行的台面切割的n-半导体的部分；步骤三，在p-半导体层之上形成用于扩充电流和在氧等离子体的条件下激活p-半导体层的透明电极；步骤四，在用于扩充电流的透明电极之上形成各n-平头电极和p-平头电极。
首先，根据本发明的用化合物半导体制造光发射装置的方法，生长磊晶(Epi)，同时通过使用MOVPE生成方法，按顺序地在双基层上形成n-型化合物半导体层(n-半导体层)，激活层和p-型化合物半导体层(p-半导体层)。
然后，从p-半导体层到n-半导体层的部分在半导体的垂直方向进行台面切割而使n-半导体的一部分暴露。
之后，由金属材料制成的用于扩张电流的透明电极形成在所述p-半导体层之上，同时当p-半导体层连接(omic-connect)到透明电极时，进行热处理以激活p-半导体层。
这时，基于在高氧浓度的条件下p-半导体层可以被更多地激活的事实，p-半导体层是在氧等离子体离子的条件下被激活，与使用氧分子或氮分子的传统的技术不同。
因此，如果p-半导体在氧分子或氮分子的条件下被激活，当p-半导体层生长时，氢可以以分子被释放出来从而与使用的材料分离。
而且，因为热处理不得不在600℃下操作，这需要大量的能量。在将O2变成氧离子后，释放水和氢气更容易。
因此，如果在低温下维持氧的条件，水会容易地放出，并且不必要的能量不会被浪费。
根据本发明，如果p-半导体层在氧气等离子的条件下被激活，与在高温下激活的传统技术相比，p-半导体层可以更好地被激活，而且可以节约不必要的热能浪费。
在p-半导体层通过热处理被激活后，n-平头电极形成在n-半导体层上用于引线结合，和p-平头电极形成在透明电极之上。
因此，与传统技术相比，在低温、氧等离子的条件下激活p-半导体层，可以增加光发射元件的耐久性或效率。
图2a至图2e是优选实施例的序列。
在优选实施例中，半导体层被描述为III-V族化合物半导体层，特别是n-半导体描述为“n-GaN”，p-半导体描述为“p-GaN”，和双基层描述为蓝宝石基层。
首先，图2a表示在蓝宝石基层20之上按照MOVPE生成方法生成n-GaN21，激活层22，p-GaN23。
然后，如图2b所示，从p-半导体层到n-半导体层的部分在垂直方向进行台面切割而使n-半导体层23的一部分暴露。并且如图2c所示，由金属材料制成的用于扩张电流的透明电极24形成在所述p-半导体23之上。
之后，在p-半导体层23连接(omic-connect)到透明电极的同时，进行热处理以激活p-半导体层。
那时，由于p-型douse的受体如镁受体与氢结合而出现高电阻。因此，在本发明中为了断开上述键，在氧条件下进行热处理。
结果，相对于传统的600℃温度，在低温下进行热处理是可能的，从受体断开的氢可以以与氧结合的水的形式放出。
当上述程序完成时，如图2d所示，n-平头电极25形成在所说的暴露的n-GaN21之上，并且如图2e所示，p-平头电极26形成在透明电极24之上。
如上文所描述的，根据本发明，可以减少不必要的热能浪费，因为，由于p-半导体可以在有氧的条件下被激活，它可以在低温下激活。而且因为p-半导体层可以被更好地激活，因此可有效地增加光发射装置的耐久性和效率。
所描述的本发明显然可以以许多方式进行变化，这些变化不认为是脱离本发明的精神和范围，对于所属技术领域的技术人员来说所有这种的修改是显而易见的，应当包括在本发明的权利要求范围内。
权利要求
1.一种用化合物半导体制造光发射装置的方法，包括步骤一，按顺序在双基层之上形成一个n-半导体层，一个激活层，和一个p-半导体层；步骤二，制成至少一个通过从p-半导体层到n-半导体层的一部分在垂直方向的台面切割而暴露的n-半导体的部分；步骤三，在p-半导体层之上形成用于扩充电流的透明电极和在氧等离子体的条件下激活p-半导体层；步骤四，在用于扩充电流的透明电极之上形成各n-平头电极和p-平头电极。
2.根据权利要求1的用化合物半导体制造光发射装置的方法，其中所述双基层是蓝宝石基层。
3.根据权利要求1的用化合物半导体制造光发射装置的方法，其中所述的一个或多个n-半导体和p-半导体层是III-V族化合物半导体层。
全文摘要
本发明涉及一种用化合物半导体制造光发射装置的方法，更特别是一种用III－V族化合物半导体制造光发射装置的方法，通过在比传统技术低的温度下进行热处理，增加元件光发射效率或耐久性，即在高氧浓度条件下激活p－半导体层，此想法来源众所周知的事实，即氧浓度超高，越好的掺入如p－GaN的p－型半导体可以被激活。该方法包括步骤一，按顺序在双基层之上形成n－半导体层、一个激活层、一个p－半导体层；步骤二，制成具有从p－半导体层到n－半导体层部分沿垂直方向台面切割的n－半导体的部分；步骤三，在p－半导体层之上形成用于扩充电流的透明电极和在氧等离子体条件下激活p－半导体层；步骤四，在用于扩充电流的透明电极之上形成各n－平头电极和p－平头电极。
文档编号H01L21/324GK1527413SQ200410006449
公开日2004年9月8日 申请日期2004年3月8日 优先权日2003年3月7日
发明者徐廷勋 申请人:Lg电子有限公司