以具有例如约3nm —约5nm的厚度，第二子中间层可以具有例如约2nm —约4nm的厚度。在一个实施方式中，第一子中间层的厚度大于第二子中间层。进一步地，重复堆叠第一和第二子中间层的循环数量不作具体限制。然而，当第一和第二子中间层按照预定或更多数量的循环重复彼此叠置时，活性层140和第一或第二子中间层之间的晶格参数差异会被增大，从而导致活性层140的效率的恶化。因此，第一和第二子中间层可以重复彼此叠置例如1-6个循环。
[0059]另外，第一子中间层可以具有比第二子中间层更高的能带间隙。第一子中间层可以具有相同的掺杂浓度或者彼此不同的掺杂浓度。作为替换，第一子中间层的掺杂浓度可以根据堆叠顺序改变。在一些实施方式中，第一子中间层的掺杂浓度可以规则变化。进一步地，第二中间层137的第一子中间层可以具有比η型调制掺杂层135高的掺杂浓度。因此，可以实现电子有效地从η型调制掺杂层135注入到活性层140。
[0060]参见图9A(a)和图9A(b)，将详细描述根据公开技术的一些实施方式的第二中间层137的结构及生长方法。
[0061]如图9A(a)中所示，第二中间层137可以包括超晶格结构，其中第一子中间层137a和第二子中间层137b重复地彼此叠置。参见图9A(b)，第二中间层137可以通过重复循环P来生长。在循环P期间，在时间段Tl内将Al源、Ga源、N源和η型掺杂物源供应到生长室中以生长第一子中间层137a，在生长室中将Ga源和N源供应时间段Τ2以生长第二子中间层137b，同时不供应Al源和η型掺杂物源。
[0062]在一些实施方式中，在第二中间层137的生长过程中，可以额外向生长室中供应In源。在这种情况下，与Ga源相同，在第二中间层137的生长过程中可以连续供应In源。作为替换，In源可以只在第二子中间层137b的生长过程中被供应到生长室中。
[0063]当第二子中间层137b被生长成包括InGaN时，TEGa可以被用作Ga源。TEGa的使用使得能够在较低的生长温度下形成第二子中间层137b，从而能够提高InGaN中铟的含量。当第二子中间层137b中铟的含量增大时，电子迀移率可以得到提高，从而改善包括η型氮化物半导体层130的发光二极管的发光效率。
[0064]在一些实施方式中，包括在第二中间层137中的第一子中间层137a可以具有比η型调制掺杂层135高的掺杂浓度。第一子中间层137a的掺杂浓度可以例如为I X 1is原子/cm3或更大、5 X 10 19原子/cm3或更大、或者2.9 X 10 2°原子/cm3或更大。此外，第一子中间层137a可以具有在约0.02 一约0.2之间的Al组成比。
[0065]因此，当超晶格层被形成为第二中间层137时，可以防止诸如错位这样的缺陷传向活性层140。进一步地，当第二中间层137包括具有相对高掺杂浓度的第一子中间层137a时，可以改善电子注入活性层140的效率，并且防止包括η型氮化物半导体层130的发光二极管的正向电压上的增大或降低。更确切地说，具有相对高的能带间隙的第一子中间层137a和具有相对低的能带间隙的第二子中间层137b在超晶格结构中叠置，从而形成量子阱结构。此时，由于第一子中间层137a形成为具有相对高的掺杂浓度，因此第一子中间层137a可以向第二中间层137提供很多电子，置于导带中的电子当中的大量电子可以被移入活性层140，而非被捕获在量子阱中。作为结果，第二中间层137可以防止电子注入效率的恶化，同时确保其它功能，诸如防止缺陷。
[0066]另外，包括重复叠置的第一子中间层137a和第二子中间层137b的堆叠结构允许在各个界面处形成二维电子气(2DEG)，从而有助于电子沿竖直方向和水平方向移动。因此，包括根据公开技术的一些实施方式提供的氮化物半导体层结构的发光二极管已经降低了竖直方向和水平方向上的电阻，从而提供较低的正向电压，同时改善电流扩散。
[0067]在一些实施方式中，低掺杂浓度区域可以形成在η型调制掺杂层135的最上部。在这种情况下，第二中间层137可以被生长在低掺杂浓度区域上。相应地，η型调制掺杂层135的低掺杂浓度区域毗连第二中间层137。形成于η型调制掺杂层135的最上部上的低掺杂浓度区域可以充当毗连该低掺杂浓度区域的第二中间层137的2DEG通道。这种结构使得水平方向上的电流扩散更为容易。
[0068]图9B(a)和图9B(b)示出了分别说明在生长根据公开技术的一些实施方式的第二中间层137时提供给生长室的η型掺杂物源、Ga源、Al源及N源的结构的横截面图和流量-时间关系的曲线图。
[0069]如图9B(a)中所示，第二中间层137’可以包括超晶格结构，其中第一子中间层137c、137d、137f中的一个和第二子中间层137b重复彼此叠置。不同于图9A(a)中示出的第二中间层，在该实施方式中，第二中间层137’中所包括的第一子中间层137c、137d、137f的掺杂浓度可以根据其位置而变化。
[0070]参见图9B(b)，在第一循环Pl中，通过向生长室供应Al源、Ga源、N源和η型掺杂物源预定时间段来生长第一子中间层137c，然后通过只向生长室供应Ga源和N源预定时间段、同时停止供应Al源和η型掺杂物源来生长第二子中间层137b。在第一循环Pl中，η型掺杂物源在第一流量fl下被供应到生长室中。随后，在第二循环P2中，通过与第一循环Pl的工艺类似的工艺来生长第一子中间层137d和第二子中间层137b，同时将η型掺杂物源的流量提高至第二流量f2。在第三循环P3中，通过与第二循环P2的工艺类似的工艺来生长第一子中间层137f和第二子中间层137b，同时将η型掺杂物源的流量提高至第三流量f3。相应地，第一子中间层137c、137d和137f的掺杂浓度可以沿着第一子中间层137c、137d和137f的生长方向提高。因此，如稍后将描述的那样，更靠近活性层140设置的第一子中间层137f可以具有比远离活性层140设置的第一子中间层137c更高的掺杂浓度。作为结果，η型氮化物半导体层130可以提供进一步改善的电子注入活性层140的效率。
[0071]再次参见图7，活性层140和P型氮化物半导体层150形成在η型氮化物半导体层130上或上方，从而提供如图7中所示的半导体堆叠结构。
[0072]活性层140可以包括基于氮化物的半导体，诸如(Al、Ga、In) N，并且可以通过合适的工艺生长在η型氮化物半导体层130上或上方。诸如M0CVD、MBE或HVPE等的各种技术均可以被用于生长活性层140。此外，活性层140可以具有包括皇层和阱层的多量子阱(MQW)结构。在此，形成多量子阱(MQW)结构的半导体层的元素和组成可以被调节以发射具有期望峰值波长的光线。
[0073]P型氮化物半导体层150可以包括基于氮化物的半导体，诸如(Al、Ga、In)N，并且可以通过合适的工艺生长在活性层140上。诸如MOCVD、MBE或HVPE等的各种技术均可以被用于生长P型氮化物半导体层150。P型氮化物半导体层150可以包括P型掺杂物，例如
Mg0
[0074]通过执行附加工艺以完成半导体堆叠结构，可以提供例如图14或图15中所示的发光二极管。这将稍后通过参考图14和15作更详细地描述。
[0075]图10是说明根据公开技术的一个实施例的η型氮化物半导体层的生长方法的横截面图。
[0076]相比于参见图1-7描述的实施方式，图10的半导体堆叠结构还包括未掺杂的氮化物半导体层123。图10中的实施方式与图1-7中的实施方式之间的差异大部分得到解释，且将省略对相同部件的描述。
[0077]通过向生长室内供应III族元素源和N源以生长包括(Al、Ga、In)N的氮化物半导体、同时不供应n型或P型掺杂物源来在缓冲层121上或上方形成未掺杂的氮化物半导体层 123。
[0078]通过这种方式，可以在η型氮化物半导体层130生长之前生长未掺杂的氮化物半导体层123。未掺杂的氮化物半导体层123不包括杂质，诸如η型或ρ型掺杂物，且因此表现出良好的结晶性质。因此，未掺杂的氮化物半导体层123使通过后续工艺生长于其上的其它半导体层具有改善的结晶性质。
[0079]接着，在未掺杂的氮化物半导体层123上或上方形成η型氮化物半导体层130、活性层140和ρ型氮化物半导体层150，从而提供如图10中所示的半导体堆叠结构。必要时，可以通过执行附加工艺提供具有各种结构的发光二极管。
[0080]图11 一图13是说明根据公开技术一些实施方式的半导体堆叠结构和η型氮化物半导体层的生长方法。
[0081]相比于参考图10描述的实施方式，图11 一图13中示出的实施方式还包括形成第一超晶格层161和第二超晶格层163。图11 一图13中提供的实施方式与图10中提供的实施方式之间的差异将大部分得到描述，且将省略相同部件的描述。在一些实施方式中，可以省略未掺杂的半导体层123。
[0082]首先，参见图11，缓冲层121、未掺杂的氮化物半导体层123和η型氮化物半导体层130形成在衬底110上或上方，第一超晶格层161形成在η型氮化物半导体层130上或上方。
[0083]可以通过向生长室中供应III族元素源(诸如Al、Ga或In等)和V族元素源(诸如N)使得具有不同组成的层重复彼此叠置而形成第一超晶格层161。例如，第一超晶格层161可以具有其中InGaN层和GaN层重复彼此叠置的堆叠结构。
[0084]第一超晶格层161阻止因晶格失配引起的压力和应变传播到活性层140，并且防止诸如错位的缺陷的传播，从而改善活性层140的结晶性质。
[0085]参见图12，第二超晶格层163形成在第一超晶格层163上或上方。可以通过向生长室中供应III族元素源(诸如Al、Ga或In等)和V族元素源(诸如N)使得具有不同组成的层重复彼此