专利名称：基于第Ⅲ族氮化物的化合物半导体发光器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有改善的光提取性能的基于第III族氮化物的化合物 半导体发光器件。当在本文使用时，"基于第III族氮化物的化合物半导
体，，包括由式AlxGaylm-x-yN (0《x《l， 0《y《l, 0《x+y《l)表示的半导体； 这种半导体包含预定的元素以获得例如n-型/p-型导电性；并且在这种
半导体中，用B或Tl替代一部分第III族元素，用P、 As、 Sb或Bi替
代一部分第V族元素。
背景技术：
通常，基于第III族氮化物的化合物半导体发光器件采用折射率高 达约2.5的基于第III族氮化物的化合物半导体。因此，在这样的器件 中，光的全反射可能在由第III族氮化物化合物半导体制成的层(例如， GaN层)与由不同于第III族氮化物化合物半导体并表现出低折射率的 材料制成的电极层、保护层或绝缘层之间的界面发生，导致由发光层至 外部的光的提取性能低。已经采取了对策。例如，日本专利申请公开 (kokai) No. 2000-196152和2006-294907 7>开一种半导体发光器件， 其中利用表面上具有浮凸(embossment )的透明电极覆盖最上层(p-GaN 层)。在该器件中，通过在其上没有形成垫电极的区域处的透明电极的 浮凸表面，光被提取而没有全反射。
同时，本发明人先前报道了一种赋予氧化钛(Ti02)导电性的技术 (见WO 2006/073189 )。
发明内容
本发明人已经发现当在获得良好电导率的范围内加入杂质(例如， 铌(Nb)或钽(Ta))以赋予氧化钛(Ti02)导电性时，可成功地调整 氧化钛的折射率。基于这个发现完成了本发明。
在本发明的第一方面中，提供具有透明电极的基于第III族氮化物 的化合物半导体发光器件，其中所述透明电极包含用至少一种选自以下
物质掺杂的氧化钛铌(Nb )、钽(Ta )、钼(Mo )、砷(As )、锑(Sb )、 铝(Al)和鴒(W)，掺杂的摩尔比为相对于钛(Ti)的l~100/。，所述 透明电极在其至少一部分上具有浮凸。
在本发明的第二方面中，透明电极包含选自氧化钛铌和氧化钛钽中 的至少一种，其中铌(Nb)和钽(Ta)对钛(Ti)的摩尔比分别为3~ 10 % 。
在本发明的第三方面中，发光器件包括基于第III族氮化物的化合 物半导体接触层，并且在透明电极和接触层之间没有由不同于接触层和 透明电极的材料制成的层。
在本发明的第四方面中，透明电极与接触层接触，和透明电极和接 触层的折射率之比为0.98 ~ 1.02。
在本发明的第五方面中，发光器件包括基于第III族氮化物的化合
物半导体接触层，并且在透明电极与由基于第ni族氮化物的化合物半
导体制成的接触层之间仅有透明的导电层，该导电层由不同于接触层和 透明电极的材料制成，并且其厚度为透明导电层中发射光的波长的四分
之一或更小。该透明导电层不限于单层，而是包含总厚度为100 nm或 更小的多层膜。当用于本文中时，术语"透明电极(或层)"指的是至 少相对于由本发明发光器件发出的光基本上是透明的。
在本发明的第六方面中，透明电极为p-电极。在本发明的第七方面 中，透明电极为n-电极。
当用杂质如铌(Nb)或钽(Ta)掺杂氧化钛(Ti02)时，掺杂的氧化 物的电阻率显著降低。根据本发明人的新发现，当以1~10 mol。/。的量的 铌(Nb)或钽(Ta)替代氧化钛(Ti02)中的钛(Ti)时，掺杂的氧化物 的折射率(对于360 ~ 600 nm的光)变得和氮化镓的电阻率几乎相同。图 5是显示当钽的组成比例x由0.01变化至0.2 (六个值)时，氧化钬钽 (Ti^TaxOz)的折射率相对于400 ~ 800 nm的光的变化图。当将另 一种杂 质(例如，铌(Nb))加入氧化钛时，获得类似的结果。同时，才艮据例如 由Isamu Akasaki, Baifukan Co., Ltd.,编撰的Advanced Electronics Series 1-21， "Group III Nitride Semiconductor",第57页，图3.12， GaN在370 nm 的波长下折射率为约2.74，在400 nm下为约2.57，在500 nm下为约2.45, 或在600 nm下为约2.40。
根据本发明人先前的发现，当以1 ~ 10 mol %的量将杂质如铌(Nb ) 或钽(Ta)加入氧化钬(Ti02)中时，掺杂的氧化物表现出约5 x IO4 Q.cm 或更小的电阻率(见WO 2006/073189 )。
基于上述发现，例如，基于第III族氮化物的化合物半导体器件的电 极层可由利用杂质如铌(Nb)或钽(Ta)以1~10%的量掺杂的氧化钛 (Ti02)制得，并且在这种杂质掺杂的氧化钬(Ti02)层和第III族氮化 物层(例如，氮化镓层)之间界面处的360 ~ 600 nm的光的全反射可得到 最大可能程度的抑制。如下所述，通过控制这种杂质的掺杂量，可控制利 用杂质如铌(Nb)或钽(Ta)掺杂的氧化钛(Ti02)层的折射率在例如 400 ~ 600 nm的范围内的预定波长处比第III族氮化物层(例如，氮化镓 层)的折射率高。因此，例如，可通过全反射防止从氮化镓层传输至由此 掺杂的氧化钛(Ti02)层的UV光返回氮化镓层。
直接连接透明电极的接触层可由氮化镓或由具有预定组成的基于第 III族氮化物的化合物半导体制成。已经得知，基于第III族氮化物的化合 物半导体的折射率随着第in族元素的组成比例或加入半导体的杂质的量
而变化。因此，最优选地，控制加入氧化钛(Ti02)的杂质如铌(Nb)或 钽(Ta)的量，使得透明电极的折射率变得与和其直接连接的接触层相同。 在这种优选的情况下，没有发生光的全反射。即使当透明电极和接触层的 折射率不完全相等时，从降低全反射的角度来看，透明电极对接触层的折 射率之比优选为0.95 ~ 1.05，更优选为0.98 ~ 1.02,尤其更优选为0.99 ~ 1.01。在这种情况下，相对于加入氧化钛(Ti02)的杂质如铌(Nb)或钽 (Ta)的量在1~10 mor/。范围内变化，折射率的变化大，而电导率(电 阻率)的变化相对较小。因此，可确定加入的这种杂质量，使得电导率保 持在最高可能的水平(即，电阻率保持在最低可能的水平)，并且调整折 射率至预定值。
通常，介质的折射率与介质的密度正相关。因此，应注意氧化物膜的 折射率随着其密度降低而减小。
因此，当使用通过控制加入其中的杂质(例如，铌(Nb)或钽(Ta)) 的量而获得预定折射率和充分降低的电阻率的氧化钛(Ti02)层作为基于 第III族氮化物的化合物半导体发光器件的电极时,可避免从GaN层提取 光的失败，这种失败可能由至少在电极和GaN层之间的界面处的光的全反 射所导致。形成厚的氧化钛(Ti02)层和在其上拔:供浮凸的工艺的实施比
在氮化镓层上提供浮凸的工艺远远容易得多，氮化镓层由于高电阻率导致
不能加厚。根据本发明，光提取性能提高了30%。
当与附图结合考虑时，参考下面对优选实施方案的详述，将更好的 理解和认识到本发明的各种其它的目的、特征和很多其它附带优点，其 中
图1为根据本发明的实施方案1的基于第III族氮化物的化合物半 导体发光器件100的结构的截面图。
图2为根据本发明的实施方案2的基于第III族氮化物的化合物半 导体发光器件200的结构的截面图。
图3A为根据本发明的实施方案3的基于第III族氮化物的化合物半 导体发光器件300的结构的截面图。
图3B为根据本发明实施方案3的变化方案的基于第III族氮化物的 化合物半导体发光器件310的结构的截面图。
图4A为根据本发明的实施方案4的基于第III族氮化物的化合物半 导体发光器件400的结构的截面图。
图4B为根据本发明实施方案4的变化方案的基于第III族氮化物的 化合物半导体发光器件410的结构的截面图。
图4C为根据本发明实施方案4的另 一个变化方案的基于第III族氮 化物的化合物半导体发光器件420的结构的截面图。
图5为显示对应于钽的组成比例的变化的氧化钛钽折射率的散布图。
具体实施例方式
本发明的杂质掺杂的氧化钬(Ti02)层可由任意已知技术形成；例如 WO 2006/073189中描述的脉冲激光沉积或'减射。用于形成所述层的靶可 以是通过将氧化钛(Ti02)与氧化铌(Nb203)或氧化钽(Ta2Os)混合使
得钛(Ti)对铌(Nb)、钽(Ta)或其它杂质的摩尔比变为预定的值而预 先制备的烧结的乾。通过混合各个氧化物的细孩i颗粒并随后加热来制备由 这种混合物形成的烧结的靼。使用其中钛(Ti)对铌(Nb)或钽(Ta)的 摩尔比已经调整至预定值的Ti-Nb合金或Ti-Ta合金作为耙，通过反应性 溅射可实施层的形成。
例如，当氧化钬层形成为使得在460 nm或其附近该层的折射率变得 等于氮化镓(GaN)(即，2.48)时，加入氧化钛(Ti02)中的钽(Ta)或 铌(Nb )的量优选3 ~ 10 mol % ，更优选6 ~ 8 mol % 。当氧化钬层形成为 使得在520 nm或其附近该层的折射率变得等于氮化镓(GaN)(即，2.43 ) 时，加入氧化钬(Ti02)中的钽(Ta)或铌(Nb)的量优选3 ~ 10 mol% ， 更优选3 5mo10/0。
形成的氧化钛(Ti02)层可以是具有较高密度的金红石型TK)2层， 或者是具有较低密度的锐钬型Ti02层。从降低电阻的观点看，锐钬型Ti02 层是更优选的。基于第III族氮化物的化合物半导体发光层可以由单层、 单量子阱(SQW)层或多量子阱(MQW)层形成。
当通过作为常用半导体制造技术的外延生长来形成基于第III族氮化 物的化合物半导体发光器件，接着在发光器件的最上层(p-层)上形成杂 质掺杂的氧化钛(Ti02)电极时，该掺杂的氧化钛(Ti02)电极作为p-电 极。在这种情况下，当在外延生长的衬底的底表面上提供由多个透明层形 成的布拍膝反射层和高反射金属层中的至少一种时，可有效地利用发散至 外延生长衬底的底表面的光。
可通过任何公知技术如对暴露表面的蚀刻、纳米压印、电子束光刻或 细微氧化钛(Ti02)颗粒的结合在掺杂的氧化钛(Ti02)电极的暴露表面 上提供浮凸，即凹凸结构。
可通过下面的程序实施蚀刻。首先，通过光刻来图案化光刻胶掩模。 由此形成的图案实例，即凹凸结构包括点图案、栅格图案和条形图案。该 图案可根据需要周期地或非周期地布置。掩模开口的宽度或间距(间隔) 优选为3nm或更小。更优选地，当X表示发射波长，n表示掺杂的氧化钛 (Ti02)电极的折射率时，掩模开口的宽度或间距(间隔)优选为X/(4n) 到X。因此，未掩蔽部分被蚀刻(通过干蚀刻或湿蚀刻，其可才艮据需要进 行选择)。蚀刻深度必须至少为X/(4n),并且优选为间距的一倍至三倍。
用于在Ti02电极上形成浮凸的方法可以是在形成TK)2膜期间形成 浮凸的方法；在没有形成掩模的情况下蚀刻TK)2膜而随机形成微凹陷和/ 或微凸起的方法；在Ti02膜上形成光刻胶掩模图案，并在该图案上形成另 一个Ti02膜，随后通过剥离工艺将不需要的部分和掩模一起除去的方法； 或者形成TK)2膜，然后热处理该膜，由此在膜表面上随机形成浮凸的方法。
可在具有浮凸的掺杂的氧化钬(Ti02)电^面上形成导电膜或绝缘 膜。或者，可在电极的浮凸表面上顺序地形成导电膜和绝缘膜。
众所周知，存在除去外延生长衬底的技术。在该技术中，支撑衬底与 暴露的半导体层(例如，p-层)结合，并且除去其上形成n-层的外延生长 衬底，由此暴露n-层的表面。当在n-层的暴露表面上形成杂质掺杂的氧化 钛(1102)电极时，掺杂的氧化钬(Ti02)电极作为n-电极。在这种情况 下，当在p-层和支撑衬底之间提供由多个透明层形成的布4i^反射层和高 反射金属层中的至少一种时，可减少被支撑衬底吸收的光的量。
实施方案1
图1为根据本发明的实施方案1的基于笫III族氮化物的化合物半 导体发光器件100的结构的截面图。基于第III族氮化物的化合物半导 体发光器件100包含蓝宝石衬底10、在衬底10上提供的氮化铝(A1N) 緩沖层(厚度约15 nm)(未显示)、和在緩沖层上形成的硅(Si)醒 掺杂GaN n-接触层11 (厚度约4jim )。在该n-接触层11上提供由10 层单元形成的n-覆层(cladding layer) 12 (厚度约74 nm),所述单 元各自包括未掺杂的IncuGa^N层、未掺杂的GaN层和硅(Si)-掺杂 GaN层。
在ii-覆层12上提供具有多量子阱(MQW)结构的发光层13，其 中所述多量子阱结构包括交替堆叠的八个阱层和八个势垒层，每个阱层 由In。.2Ga().8N层(厚度约3nm)形成，并且每个势垒层由GaN层(厚 度约2 nm)和Al謹Gao.94N层(厚度3nm)形成。在发光层13上 提供由p-型AlQ.3Gao.7N层和p-型Ino.o8GaQ.92N层形成的单元层的多个层 的p-覆层14 (厚度约33 nm)。在p-覆层14上提供具有层叠结构的 p-接触层15(厚度约80nm)，该层叠结构包括两个具有不同镁浓度 的p-型GaN层。
在p-接触层15上提供由氧化钛铌(铌3 mol% )制成并具有浮凸 20s即凹凸结构的透明电极20。在n-接触层11的暴露表面上提供电极 30。电极30由钒(V)层(厚度约20nm)和铝(Al)层(厚度约 2nm)制成。在透明电极20的一部分上提供由金(Au)制成的电极垫 25。
通过溅射或类似技术形成厚度为100 ~ 500 nm的氧化钛铌透明电极 20。从防止对在平面方向上扩散的电流的扩散电阻的增加的角度来看， 电极20的厚度优选至少100 nm。氧化钛铌透明电极20相对于至少由 发光层13发出的光必须基本上是透明的。
透明电极20可任选具有金红石型结构或锐钛型结构。然而，从电 阻率的角度来看，透明电极20优选具有锐钛型结构。
在图1中所示的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器件100 如下制造。
采用氨(NH3)气、载气(H2或N2)、三甲基镓(TMG)气体、三甲 基铝(TMA)气体、三曱基锢(TMI)气体、硅烷(SiH4)气体和环戊二 烯基镁(Cp2Mg)气体。
利用有机物对具有a-晶 面主表面的单晶蓝宝石衬底10进行清洗，并进 行热处理，并置于提供在MOCVD设备的反应室中的基座上。随后，引导 H2以在环境压力下2 L (升)/分钟的流量流过反应室约30分钟的同时， 在1100匸下焙烧蓝宝石衬底10。
随后，将蓝宝石衬底10的温度降至400X:，并且供给H2 (20 L/分钟)、 NH3 (10 L/分钟)和TMA (1.8 x 105 mol/分钟)约1分钟，由此形成厚度 约为15 nm的A1N緩冲层。
随后，保持蓝宝石衬底10的温度为1150"C ，并且供给H2( 20 L/分钟)、 NH3( 10 L/分钟)、TMG( 1.7 x 104 mol/分钟)和用H2气体稀释为0.86 ppm 的硅烷(2 x l(T8 mol/分钟)40分钟，以由此形成n-型GaN n-接触层11 (厚 度约4.0jim，电子浓度2 x 1018 mol/cm3，珪浓度4 x 1018 mol/cm3 )。
随后，保持蓝宝石衬底10的温度为800C;供给]\2或H2 (10 L/分钟) 和NH3( 10 L/分钟)，并且改变TMG、 TMI和已经用H2气稀释至0.86 ppm 的硅烷的供给量，以由此形成包括10层单元的n-覆层12 (厚度约74 rnn)，所述单元均包括未掺杂的IH(uGa。.9N层、未掺杂的GaN层和硅
(Si)-掺杂GaN层。
在n-覆层12形成后，保持蓝宝石衬底10的温度为770匸，改变TMG、 TMI和TMA的供给量，由此形成具有多量子阱(MQW)结构的发光层 13,该多量子阱结构包括交替堆叠的八个阱层和八个势垒层，其中每个 阱层由111。.203。.8]\层(厚度约3 nm)形成，并且每个势垒层由GaN 层(厚度约2nm)和Al。.o6Gao.94N层(厚度3nm)形成。
随后，保持蓝宝石衬底10的温度为840"C ，供给N2或H2 (10 L/分钟) 和NH3 (10 L/分钟)；改变TMG、 TMI、 TMA和Cp2Mg的供给量，由此 形成作为包括p-型Al。.3GaQ.7N层和p-型In。.。8Ga。.92N层的单元的多个层 的p-覆层14(厚度约33nm)。
随后，保持蓝宝石衬底10的温度为IOOO"C;供给]\2或H2 (20 L/分 钟)和NH3 (10 L/分v);并且改变TMG和Cp2Mg的供给量，由此形成 包括两个具有不同的镁(Mg)浓度的GaN层的p-接触层15;即，Mg浓 度为5 x 1019/cm3的GaN层和Mg浓度为1 x 102G/cm3的GaN层。
随后，将光刻胶施加到p-型GaN层15上，并且通过光刻在预定区域 中提供开口。在未掩蔽的区域中，通过釆用含氯的气体的反应性离子蚀刻， 蚀刻各p-型GaN层15、 p-覆层14、发光层13、 n-覆层12和n-型GaN层 ll的一部分，使得暴露n-型GaN层ll的表面。随后，除去光刻胶掩模。 此后，通过下面描述的过程，在n-型GaN层ll上形成n-电极30,并且在 p-型GaN层15上形成p-电极20。
通过脉沖激光沉积，在所得晶片的整个上表面上形成氧化钬铌透明电 极(p-电极)20 (厚度200 nm)。调整铌对钛的摩尔比为3 % 。
随后，将光刻胶施加于p-电极20，并通过光刻将在p-电极20上形成 的光刻胶掩模图案化，接着通过干蚀刻，使得p-电极20具有预定的形状。
随后，将光刻胶施加于n-型GaN层ll的暴露的表面上，并通过光刻 在预定的区域中提供开口。此后，通过在约10-6托或更低数量级的真空下 的真空沉积，在n-型GaN层11上形成n-电极30。
随后，通过剥离工艺除去光刻胶使得n-电极30具有预定的形状。此 后，在含氮气氛中在600匸下实施热处理5分钟，由此使n-型GaN层11 与n-电极30合金化，并降低p-型GaN层15和p-覆层14的电阻。
随后，为了在透明电极20上形成浮凸20s，将光刻胶施加到电极20 上，并且通过光刻对光刻胶掩模进行图案化。对于470 nm的发射波长， 将在掩模中提供的圆形开口的直径调整为2 nm，并且邻近开口之间的间 距调整为lnm。随后，对未掩蔽的部分进行干蚀刻以获得150nm的蚀 刻深度。
对比实施方案
除了由氧化钬铌(铌3 mol% )制成的透明电极不具有浮凸20s，即 电极的暴露表面为平坦的之外，制造与图1所示的发光器件100具有相同 结构的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器件。在光输出方面对由 此制造的发光器件与发光器件100进行比较。发现图1中所示具有浮凸20s 的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器件100比不具有浮凸20s的 基于第III族氮化物的化合物半导体发光器件的光输出高30 % 。这些发光 器件之间没有任何其它器件特性(例如驱动电压)的差异。
实施方案2
图2为根据本发明实施方案2的基于第III族氮化物的化合物半导体 发光器件200的结构的截面图。除了在p-型GaN层15和由氧化钬铌(铌 3 mol % )制成的透明电极20之间提供由氧化铟银ITO )制成并具有50 nm 厚度(即，小于由发光器件13反射的光在空气中的发射波长(470 nm) 的1/(4n)，其中n表示ITO的折射率)的透明导电层21之外，在图2中 所示的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器件200和图1中所示的 基于第III族氮化物的化合物半导体发光器件100具有相同的结构。期望 由具有低电阻率的ITO制成的透明导电层21表现出降低正电极扩散电阻 (在平面方向上)的作用，以及降低电极和p-型GaN层15之间的接触电 阻的作用。由于由ITO制成的透明导电层21的厚度小于发光层13的发射 波长的1/(4n),在由具有低折射率的ITO制成的透明导电层21和具有高 折射率的p-型GaN层15之间的界面发生光的全反射可能性更低，并且所 产生的光吸收可忽略。因此，没有降低光提取性能。
实施方案3
图3A为根据本发明实施方案3的基于第III族氮化物的化合物半导体
发光器件300的结构的截面图。除了用由氧化铟锡(ITO)制成并且厚度 为200nm的透明导电层22覆盖由氧化钬铌(铌3mol% )制成的透明电 极20的上表面之外，在图3A中所示的基于第III族氮化物的化合物半导 体发光器件300和图1中所示的基于第III族氮化物的化合物半导体发光 器件100具有相同的结构。通过附加由ITO制成的透明导电层22，可降 低正电极的扩散电阻(在平面方向上)。图3B为根据本发明实施方案3 的变化方案的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器件310的结构 的截面图。除了用由氧化铟锡(ITO)制成并且厚度为200 nm的透明导 电层22覆盖由氧化钬铌(铌3mol% )制成的透明电极20的上表面之夕卜， 在图3B中所示的基于第m族氮化物的化合物半导体发光器件310和图2 中所示的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器件200具有相同的结 构。通过附加由ITO制成的透明导电层22，可降低正电极的扩散电阻(在 平面方向上)。
实施方案4
图4A为根据本发明实施方案4的基于第III族氮化物的化合物半导体 发光器件400的结构的截面图。除了用由二氧化硅(Si02)制成并且厚度 为500 nm的保护膜40覆盖由氧化钬铌(铌3 mol°/。)制成的透明电极 20的上表面之外，在图4A中所示的基于第III族氮化物的化合物半导体 发光器件400和图1中所示的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器 件IOO具有相同的结构。
图4B为根据本发明实施方案4的变化方案的基于第III族氮化物的 化合物半导体发光器件410的结构的截面图。除了在由二氧化硅(Si02) 制成的保护膜40的上表面上换_供浮凸40s之外，图4B中所示的基于第III 族氮化物的化合物半导体发光器件410和图4A中所示的基于第III族氮化 物的化合物半导体发光器件400具有相同的结构。和图4A中所示的在保 护膜40上表面上不具有浮凸的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器 件400相比，图4B中所示的在保护膜40上表面上具有浮凸40s的基于第 III族氮化物的化合物半导体发光器件410实现了光提取性能的进一步改 善。
图4C为根据本发明实施方案4的另一个变化方案的基于第III族氮化 物的化合物半导体发光器件420的结构的截面图。除了用由二氧化硅
(Si02 )制成并且厚度为500 nm的保护膜40覆盖由ITO制成的透明导电 层22的上表面之外，图4C中所示的基于第III族氮化物的化合物半导体 发光器件420和图3A中所示的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器 件300具有相同的结构。
和图4B中所示的基于第m族氮化物的化合物半导体发光器件410的 氧化硅(Si02)保护膜40的情^U目类似，可在图4C中所示的基于第III 族氮化物的化合物半导体发光器件420的氧化硅(Si02)保护膜40的上表 面上提供浮凸40s。
图3B中所示的基于第11I族氮化物的化合物半导体发光器件310还可 包括图4C中所示的基于第IH族氮化物的化合物半导体发光器件420的氧 化硅(Si02)保护膜40,或图4B中所示的基于第III族氮化物的化合物半 导体发光器件410的具有浮凸40s的氧化硅(Si02)保护膜40。
在每一个上述的实施方案中，单独将铌(Nb )加入氧化钛。然而，可 将钽(Ta)单独加入氧化铁，或者可将铌(Nb )和钽(Ta) —起加入氧化 钛。
权利要求
1.一种具有透明电极的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器件，其中所述透明电极包含用至少一种选自以下物质掺杂的氧化钛铌(Nb)、钽(Ta)、钼(Mo)、砷(As)、锑(Sb)、铝(Al)和钨(W)，掺杂的摩尔比为相对于钛(Ti)的1～10％，并且所述透明电极在其至少一部分上具有浮凸。
2. 根据权利要求1所述的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器 件，其中所述透明电极包含选自氧化钛铌和氧化钛钽中的至少一种，其 中铌(Nb)和钽(Ta)对钛(Ti)的摩尔比分别为3~10%。
3. 根据权利要求1所述的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器 件，其具有基于第III族氮化物的化合物半导体接触层，并且在所述透 明电极和所述接触层之间没有由不同于所述接触层和所述透明电极的 材料制成的层。
4. 根据权利要求2所述的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器 件，其具有基于第III族氮化物的化合物半导体接触层，并且在所述透 明电极和所述接触层之间没有由不同于所述接触层和所述透明电极的 材料制成的层。
5. 根据权利要求3所述的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器 件，其中所述透明电极与所述接触层接触，并且所述透明电极与所述接 触层的折射率之比为0.98 ~ 1.02。
6. 根据权利要求4所述的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器 件，其中所述透明电极与所述接触层接触，并且所述透明电极与所述接 触层的折射率之比为0.98 ~ 1.02。
7. 根据权利要求1所述的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器 件，其具有基于第III族氮化物的化合物半导体接触层，并且在所述透 明电极和所述接触层之间仅有透明导电层，所述透明导电层由不同于所 述接触层和所述透明电极的材料制成，并且其厚度为所述透明导电层中 所发射光的波长的四分之一或更小。
8. 根据权利要求2所述的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器 件，其具有基于第III族氮化物的化合物半导体接触层，并且在所述透 明电极和所述接触层之间仅有透明导电层，所述透明导电层由不同于所 述接触层和所述透明电极的材料制成，并且其厚度为所述透明导电层中 所发射光的波长的四分之一或更小。
9. 根据权利要求1至8中任意一项所述的基于第III族氮化物的化合 物半导体发光器件，其中所述透明电极为p-电极。
10. 根据权利要求1至8中任意一项所述的基于第III族氮化物的化合 物半导体发光器件，其中所述透明电极为n-电极。
11. 根据权利要求1至8中任意一项所述的基于第III族氮化物的化合 物半导体发光器件，其中所述透明电极具有第一电极和第二电极，所述 第一电极为p-电极并且所述第二电极为n-电极。
全文摘要
通过向氧化钛层中加入可获得良好电导率范围内的杂质(例如，铌(Nb))改善其折射率。本发明的基于第III族氮化物的化合物半导体发光器件包括蓝宝石衬底、氮化铝(AlN)缓冲层、n-接触层、n-覆层、多量子阱层(发光波长470nm)、p-覆层和p-接触层。在p-接触层上提供由氧化钛铌制成并具有浮凸的透明电极。在n-接触层上提供电极。在透明电极的一部分上提供电极垫。由于透明电极由含3％铌的氧化钛形成，其对于光(波长470nm)的折射率变得和p-接触层几乎相同。因此，最大可能地避免p-接触层和透明电极之间界面处的全反射。此外，由于所述浮凸，光提取性能提高了30％。
文档编号H01L33/06GK101339969SQ200810097730
公开日2009年1月7日 申请日期2008年5月23日 优先权日2007年5月25日
发明者一杉太郎, 五所野尾浩一, 守山实希, 长谷川哲也 申请人:丰田合成株式会社;财团法人神奈川科学技术研究院