具有吸除剂层的发光半导体器件的制作方法

文档序号:10663936阅读:204来源:国知局
具有吸除剂层的发光半导体器件的制作方法
【专利摘要】本发明描述了一种发光半导体器件(100),包括衬底(120)、发光层结构(155)和用于减少发光层结构(155)中的杂质的AlGaAs吸气剂层(190),发光层结构(155)包括有源层(140)和变化的铝含量的层,其中包括铝的发光层结构(155)的层的生长条件与AlGaAs吸气剂层(190)的生长条件相比是不同的。AlGaAs吸气剂层(190)实现了沉积装备或生长反应器的气相中的比如硫等那样的杂质的浓度的降低。这样的杂质的减少降低了发光层结构(155)中可能影响发光半导体器件(100)的寿命的杂质的合并的概率。生长条件从组砷分压、氧分压、沉积温度、总沉积压力和铝的沉积速率中选择。本发明进一步涉及制造这样的发光半导体器件(100)的对应方法。
【专利说明】
具有吸除剂层的发光半导体器件
技术领域
[0001 ]本发明涉及比如作为例如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)或边缘发射激光二极管的发光二极管(LED)或激光二极管那样的发光半导体器件。本发明还涉及制造这样的发光半导体器件的对应方法。
【背景技术】
[0002]US 6,447,604 BI描述了一种可以用在UV-LED中的II1-V族氮化物同质外延微电子器件结构。薄氧化物层生长在(Al,In,Ga)N衬底上并且随后在碱性溶液中被剥离或刚好在生长之前以其它合适方式被蚀刻掉。该薄氧化物层的目的是从衬底吸除或移除潜在杂质,并且允许衬底表面的前几个单层不含均相外延层中断杂质(诸如C,Si,S或O)和/或其它杂质。
[0003]存在在发光半导体器件的生长过程期间减少杂质以便增加器件的寿命和性能的进一步需要。

【发明内容】

[0004]因此本发明的目的是提供改进的发光半导体器件和制造这样的发光半导体器件的对应方法。
[0005]根据第一方面,提出一种发光半导体器件,包括衬底、发光层结构和用于减少发光层结构中的杂质的AlGaAs吸除剂(getter)层。发光层结构包括有源层和铝含量变化的层,其中包括铝的发光层结构的层的生长条件与AlGaAs吸除剂层的生长条件相比是不同的,使得AlGaAs吸除剂层内杂质的第一浓度与包括铝的发光层结构的层中杂质的第二浓度相比高至少50%。生长条件从组砷分压、氧分压、沉积温度、总沉积压力和铝的沉积速率中选择。AlGaAs吸除剂层的铝的沉积速率被选择成使得AlGaAs吸除剂层包括子层,在该子层中铝含量在第一招含量和与第一招含量不同的第二招含量之间以小于0.5%/nm变化。
[0006]发光半导体器件包括作为例如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)或边缘发射激光二极管的发光二极管(LED)或激光二极管。AlGaAs吸除剂层可以通过结构式AlxGa1-xAs来描述,其中X描述可以在AlGaAs吸除剂层内变化的AlGaAs吸除剂层的铝含量。AlGaAs可以包括少量另外的元素而不影响吸除剂层的功效。铝含量可以在Xl=O与x2=l之间变化,其中常见值在xl=0.05和x2=0.9之间。如果AlGaAs吸除剂层沉积在衬底与发光层结构之间,则可以使用Xl=O和x2=l之间的完整范围,使得例如AlAs的氧化和光子的吸收不起作用。杂质被包封在AlGaAs吸除剂层内,使得沉积装备中的气相中的杂质浓度降低。仅一个生长条件可以不同,或者来自组砷分压、氧分压、沉积温度、总沉积压力和铝的沉积速率中的两个或更多生长条件的组合在AlGaAs吸除剂层的沉积期间可以是不同的。可能的是,例如砷分压或气相中的砷分压与镓分压之间的比率可以等同于发光层结构的层的砷分压,而在AlGaAs吸除剂层的沉积期间由Al沉积速率确定的AlGaAs吸除剂层的铝含量与发光层结构的层相比在AlGaAs吸除剂层内不同地变化。
[0007]可替换地,可能的是,与包括铝的发光层结构的层的沉积相比,可以在AlGaAs吸除剂层的沉积期间不同地控制砷分压。这可以包括砷分压与镓分压的不同比率或者在AlGaAs吸除剂层的沉积期间所述比率的动态改变。
[0008]AlGaAs吸除剂层的沉积期间的不同生长条件的动态变化或改变可以具有以下优点:不必精确地匹配某些条件以便降低杂质的浓度。可能足够的是,在AlGaAs吸除剂层的沉积期间改变生长条件,其示出当沉积条件匹配在AlGaAs吸除剂层内嵌入一种或多种杂质的条件时明显降低沉积装备的气相中的浓度。明显在该方面意味着气相中的相应杂质的至少20%、优选地50%、更优选地90%的减少。还可能的是,存在两个或更多AlGaAs吸除剂层,其中在第一层中改变Al沉积速率,在第二层中改变As分压,在第三层中改变温度等^lGaAs吸除剂层的沉积期间的生长条件的变化还可以包括生长条件的振荡。AlGaAs吸除剂层的Al含量可以例如从第一 Al含量xl增加至第二 Al含量x2并且随后降低到第三Al含量x3。
[0009]存在可能影响发光半导体器件的寿命的若干杂质,比如气相中的S、P、0、Zn、S1、B、N、In等。杂质在这方面意味着相应元素是在一个特殊沉积步骤处对沉积装备或装置的气相的不想要的添加。在一个沉积步骤处的想要的掺杂剂可能是另一沉积步骤中的杂质。
[0010]实验已经显示出,尤其是硫可以显著降低发光半导体器件的寿命。AlGaAs吸除剂层因而可以适于合并硫以便降低沉积装备的气相中的硫浓度。
[0011]包括比如量子阱那样的发光层的有源层关于影响发光半导体器件的寿命的杂质的合并是最敏感的。AlGaAs吸除剂层因而优选地布置在衬底与有源层之间。一个或多个AlGaAs吸除剂层可以直接沉积在衬底上,或者可以例如在VCSEL的情况下嵌入在有源层的沉积之前沉积的下介电布拉格反射镜(DBR)中。
[0012]实验已经显示出,铝的沉积速率强烈地影响杂质的合并。AlGaAs吸除剂层的铝的沉积速率被选择成使得AlGaAs吸除剂层的铝含量变化少于0.5%/nm。实验已经进一步显示出,AlGaAs吸除剂层内的Al含量的缓慢变化可以实现沉积装备的气相中的杂质的改进的减少。招含量可以以0.4%/nm或优选地甚至0.3%/nm的恒定速率从AlGaAs吸除剂层的开始处的第一铝含量xl和AlGaAs吸除剂层的结尾处的第二铝含量x2增加。铝含量可以可替换地减小。下铝含量xl可以是0.1或0.2,并且上第二铝含量x2可以是0.9。第二铝含量x2可以优选地为0.6、0.5或0.4。可以有利的是,AlGaAs吸除剂层包括具有增加和减少的铝含量的一个或多个子层。增加和减少涉及靠近衬底的AlGaAs吸除剂层侧。后者可以是有利的,如果例如取决于其它生长条件,杂质可以优选地合并在xl=0.2和x2=0.4之间的Al含量处。可以可能的是,通过随后以0.3%/nm的速率在xl和x2之间改变Al含量来在相对薄的AlGaAs吸除剂层内合并一种或多种杂质的大部分。无论如何,还可以可能的是,AlGaAs吸除剂层包括恒定Al含量的区域。
[0013]此外,包括铝的发光层结构的层的铝的沉积速率可以被选择成使得包括铝的发光层结构的层的铝含量变化至少0.5%/nm。实验已经显示出,铝含量的快速改变相比于缓慢变化降低了在发光层结构的层内合并杂质的概率。后者帮助避免有源层内和靠近有源层的敏感区域中的杂质的合并,如果杂质的浓度在阈值以下的话。有源层内和靠近有源层的区域中的AI浓度的快速改变因而支持降低沉积装备的气相中的一种或多种杂质的浓度的AlGaAs吸除剂层的效果。
[0014]可替换于或除了以上描述的措施之外,可能有利的是,在AlGaAs吸除剂层的沉积期间的砷分压可以在镓分压的2倍和200倍之间的范围的至少部分中变化。砷分压可以优选地在AlGaAs吸除剂层的沉积期间在镓分压的5倍和80倍之间的范围的至少部分中变化。该变化可以通过从例如镓分压的10倍到30倍或从镓分压的60倍到20倍线性改变砷分压而连续变化。可替换地或此外,砷和镓分压之间的比率可以逐步改变。另外,可以可能的是提供砷和镓分压之间的振荡比率(类似地如上文关于Al含量所描述的那样)。砷和镓分压之间的比率的振荡可以实现相对薄的AlGaAs吸除剂层,其适于降低沉积装备的气相中的杂质的浓度。改变砷和镓分压之间的比率不必改变AlGaAs吸除剂层的总体晶体结构,但是晶格缺陷的数量可以改变以使得可以改变AlGaAs吸除剂层内杂质的合并概率。
[0015]可替换地或除了以上描述的措施之外,在AlGaAs吸除剂层的沉积期间的氧分压可以增加以使得AlGaAs吸除剂层内氧的第一浓度与包括铝的发光层结构的层中氧的第二浓度相比高至少50%。在AlGaAs吸除剂层的沉积期间增加沉积装备中的氧分压可以增加AlGaAs吸除剂层内杂质的合并。增加的氧分压还增加了 AlGaAs吸除剂层内的氧含量。因而要注意的是,附加氧不造成发光层结构的层中的破坏。氧分压因此被选择成使得AlGaAs吸除剂层内的氧浓度在118Cnf3以下,更优选地在2*1017cm—3以下。氧分压可以从第一到第二、第三等分压连续或逐步改变或者甚至以振荡的方式改变,如上文关于As分压或Al沉积速率描述的。
[0016]可替换地或除了以上描述的措施之外,在AlGaAs吸除剂层(190)的沉积期间的沉积温度可以在500 0C和750 0C之间的范围的至少部分中变化。温度可以从第一到第二、第三等温度连续或逐步改变或甚至以振荡方式改变,如上文关于As分压、Al沉积速率或氧分压所描述的。温度可以例如通过借助于电磁辐射来加热具有发光半导体器件的层结构的晶片以及特别地材料沉积在其上的表面来非常快速地变化。电磁辐射可以由实现快速温度改变的半导体光源提供。快速温度改变可以实现以非平衡条件沉积AlGaAs,其可以用于进一步增加AlGaAs吸除剂层的吸收能力和AlGaAs吸除剂层内的杂质的合并的概率。
[0017]可替换地或除了以上描述的措施之外,在AlGaAs吸除剂层的沉积期间的总压力可以在50mbar和150mbar之间的范围的至少部分中变化。总压力可以从第一到第二、第三等压力连续或逐步改变或者甚至以振荡的方式改变,如以上关于As分压、Al沉积速率、氧分压或温度所描述的。
[0018]沉积AlGaAs吸除剂层所需要的时间增加总的处理时间,但是需要最小厚度以便高效降低沉积装备的气相中的杂质浓度。AlGaAs吸除剂层的厚度可以因此为至少50nm。取决于沉积装备,可能有利的是,提供具有100]1111、20011111、300111]1或甚至高达500111]1的厚度的AlGaAs吸除剂层。
[0019]发光半导体器件可以包括第一、第二、第三或甚至更多AlGaAs吸除剂层,其可以通过不同生长条件沉积以使得优选地不同杂质合并在不同AlGaAs吸除剂层中。每一个AlGaAs吸除剂层可以合并所有杂质,但是可以主要合并仅一种杂质。吸除剂层可以堆叠在彼此上。可替换地或此外,可能有利的是,在例如向先前沉积的层添加掺杂剂之后向发光半导体器件添加AlGaAs吸除剂层。AlGaAs吸除剂层可以适于降低气相中的掺杂剂(例如Si)的浓度,因为掺杂剂可能是用于随后沉积的层的杂质。
[0020]发光半导体器件可以是包括第一电极和第二电极的垂直腔表面发射激光器(VCSEL),其中发光结构包括底部DBR、有源层和顶部DBR,其中AlGaAs吸除剂层的铝含量在AlGaAs吸除剂层内的改变与底部DBR或顶部DBR的层的铝含量的改变相比慢到至多是其五分之一。在AlGaAs吸除剂层的沉积期间的铝含量的相对缓慢改变可以增加降低气相中的一种或多种杂质的浓度的概率。沉积速率的改变可以是0.5%/nm、0.4%/nm、0.3%/nm或更低。关于可以靠近VCSEL的有源层沉积的渐变(折射)率层(GRIN),必须注意。GRIN的Al含量的变化比一个DBR的层的Al含量缓慢得多。GRIN内的Al的沉积速率的改变可以高于0.5%/nm, 0.6%/nm、优选地高于0.7%/nm以便避免GRIN充当靠近VCSEL的有源层的AlGaAs吸除剂层,只要气相中的一种或多种杂质的浓度超过阈值。
[0021]根据另外的方面,提供一种制造发光半导体器件的方法。该方法包括以下步骤:
~提供衬底;
-以第一生长条件提供发光层结构;以及
-以与第一生长条件不同的第二生长条件提供用于减少发光半导体器件的层结构中的杂质的AlGaAs吸除剂层,其中第二生长条件被选择成使得AlGaAs吸除剂层内杂质的第一浓度与包括铝的发光层结构的层中杂质的第二浓度相比高至少50%,并且第一和第二生长条件从组砷分压、氧分压、沉积温度、总沉积压力和铝的沉积速率中选择,其中AlGaAs吸除剂层(190)的铝的沉积速率被选择成使得AlGaAs吸除剂层(190)包括子层,在该子层中铝含量在第一招含量和与第一招含量不同的第二招含量之间以小于0.5%/nm变化。
[0022]提供AlGaAs吸除剂层的步骤可以发生在发光层结构的沉积之前。可替换地或此夕卜,可以在提供发光层结构的部分之后提供或沉积AlGaAs吸除剂层。
[0023]应当理解的是,本发明的优选实施例还可以是从属权利要求与相应独立权利要求的任何组合。另外,制造方法可以包括对应于如从属权利要求和相应实施例的描述所描述的发光半导体器件的实施例的实施例。
[0024]以下限定另外的有利实施例。
【附图说明】
[0025]本发明的这些和其它方面将从以下描述的实施例显而易见,并且将参照以下描述的实施例进行阐述。
[0026]现在将通过示例的方式基于参照附图的实施例来描述本发明。
[0027]在附图中:
图1示出根据第一实施例的发光半导体器件。
[0028]图2示出根据第二实施例的发光半导体器件。
[0029]图3示出现有技术VCSEL结构的Al分布图。
[0030]图4示出现有技术VCSEL结构的Al和硫分布图。
[0031]图5示出图4中所示的分布图的放大视图。
[0032]图6示出具有与图4中所示的分布图相比改变的生长条件的VCSEL结构的Al和硫分布图。
[0033]图7示出依照本发明的第一发光半导体器件的Al分布图。
[0034]图8示出依照本发明的第二发光半导体器件的Al分布图。
[0035]图9示出在发光半导体器件的层的沉积期间具有变化的氧分压的发光半导体器件的Al、S和O分布图。
[0036]图10示出根据本发明的方法的主要概图。
[0037]图11示出降低发光半导体器件的发光层结构中的S浓度的效果。
[0038]在图中,相同的数字自始至终是指相同的对象。图中的对象未必按照比例绘制。
【具体实施方式】
[0039]现在将借助于图来描述本发明的各种实施例。
[0040]图1示出根据第一实施例的发光半导体器件100。发光半导体器件100是VCSEL并且包括提供在GaAs衬底120的第一侧上的第一电极110、提供在GaAs衬底120的第二侧上的AlGaAs吸除剂层190、发光层结构155和第二电极170。发光层结构包括提供在AlGaAs吸除剂层190的顶部上的具有优选地超过99%的反射率的底部DBR 130、有源层140、约束层150和在第二电极170的下方提供的顶部DBR 160。顶部DBR具有优选地大于95%的反射率,其实现了经由顶部DBR 160的激光发射。有源层140包括量子阱,其在经由第一电极110和第二电极170提供电功率的情况下发射激光。激光经由顶部DBR 160发射,穿过环形第二电极170。[0041 ] AlGaAs吸除剂层190还可以布置在底部DBR 130内,如图2中所描绘的根据本发明的发光半导体器件100的第二实施例中所示。还可以可能的是提供若干AlGaAs吸除剂层190。一个或多个AlGaAs吸除剂层190可以提供在衬底上,并且一个或多个其它AlGaAs吸除剂层190可以提供在底部DBR 130的第一层与顶部DBR 160的最后一层之间。
[0042]图3示出现有技术VCSEL结构的Al分布图380。外延生长在衬底120上开始,其在图3中在大约8000nm的位置处。VCSEL的第一部分是底部DBR 130,其延伸到大约3000nm的位置,随后是由渐变折射率层(GRIN)形成的有源层140、腔间隔物、量子阱和其间的屏障物。在略微高于2500nm的位置处,结构中的最高Al水平指示构建约束层150的氧化物孔的位置,随后是顶部DBR 160,其具有比底部DBR 130更少的反射镜对,因为其传输作为激光发射的光的部分。在图3中靠近Onm的位置处的VCSEL的最后两个部分是子帽和帽层,这是形成电气接触以及在考虑到半导体材料与空气之间的折射率跳跃的情况下匹配反射率所需要的。为了增加材料的导电性,必须使用掺杂剂。典型地,使用作为P掺杂剂的碳和作为η掺杂剂的Si,然而,在成功用作掺杂剂的文献中已知的各种各样的其它元素:Sn、S、Se、Te、Zn、Be、Mg……。除这些材料之外,氧和氢通常存在于反应器中并且合并在外延结构中。存在另外的物质,其例如用于衬底或沉积装备或反应器的部分的清洗或者存在于气体中。所有这些物质在一个处理步骤中可以是有用的,但是在随后的处理步骤处可能是影响发光半导体的性能的杂质。取决于机制,导电性可以增加,光电效率可能恶化,或者器件的寿命可能缩短。因此高度期望的是降低外延结构中的杂质的量。
[0043]图4示出结构中的铝含量和杂质(其在该情况中为硫(S))的浓度的sms光谱。杂质大部分合并在2800nm和2600nm之间的Al分布图450的GRIN内的位置处,如通过硫分布图430中的峰值所示。在图5中示出这些光谱的较小范围。显然,杂质合并在缓慢变化的Al含量的区域中。以Al含量以0.31%/nm改变的方式在GRIN的沉积期间控制Al的沉积速率。硫嵌入在具有2800nm和2600nm之间的增加Al含量的GRIN中。降低有源层的2800nm和2600nm之间的As分压和Ga分压之间的比率以便使得能够借助于碳(C)实现GRIN的P掺杂,其中在2800nm和3400nm之间的范围中,As分压和Ga分压之间的比率被选择成使得避免碳的合并。S浓度具有在Xl=0.25附近的Al含量处开始并且在x2=0.4附近的Al含量处结束的明显峰值。硫的合并可以由关于Ga分压的较低As分压来支持,其可以增加其中可以俘获硫的GRIN中的晶格缺陷的数量。图11示出利用这样的标准VCSEL执行的在170 °C和6mA的驱动电流处的加速寿命试验。具有这样的高硫含量的VCSEL具有小于400小时的低寿命。
[0044]图6示出与图4中所示的分布图相比经修改的VCSEL结构的铝分布图450和硫分布图430。相比于图4和5,示出较低S含量和不同结构的SMS光谱。这可以由以下事实导致:硫浓度比图4和5中所示的结构中的硫浓度低得多。此外,避免GRIN层充当优选地通过在GRIN区域中快得多地改变Al含量来吸收硫的AlGaAs吸除剂层。基本上在该区域中没有找到硫。实验已经显示出,关键的是,在该情况下将硫的浓度降低至可以在l*1015cm3的范围中的所限定的阈值以下,以便避免发光半导体器件的快速退化。AlGaAs吸除剂层190因而可以用于合并存在于反应器中的可能杂质,以便将气相中的杂质浓度降低至阈值以下以便实现发光层结构中并且特别地在有源层中和靠近有源层的低硫浓度。此外,任何AlGaAs吸除剂层190应当避免靠近敏感的有源层HOt3AlGaAs吸除剂层190因而优选地沉积在衬底120与发光层结构之间或在靠近衬底120的底部DBR 130的下半部内。
[0045]具有AlGaAs吸除剂层190的这样的结构的一个示例在图7中示出,图7示出根据第一实施例的VCSEL结构的Al分布图780。该结构具有在大约8000nm处的超过200nm的下和上Al水平之间的Al含量的缓慢增加和减少。该增加比在DBR堆叠中缓慢得多。
[0046]另一示例在图8中示出,其示出根据第二实施例的VCSEL结构的Al分布图880。在该情况下,具有缓慢变化的Al含量的结构在大约SOOOnm处生长。在图7和8的示例中,这样的AlGaAs吸除剂层190仅重复一次。当然,可能的是生长可选地邻近于彼此的这些AlGaAs吸除剂层190中的两个或更多以通过相比于包括铝的发光层结构155的层的生长条件而改变生长条件来改进比如S或其它杂质那样的杂质的合并。生长条件从组砷分压、氧分压、沉积温度、总沉积压力和铝的沉积速率中选择。
[0047]图9示出在发光半导体器件100的层的沉积期间具有变化氧分压的发光半导体器件100的铝浓度910、硫浓度930和氧浓度920。硫主要在增加的氧分压处嵌入,其通过大约8000nm和4500nm处的氧浓度中的峰值来指示。增加的氧分压可以因而用于俘获一个或多个AlGaAs吸除剂层190内的杂质。该附加措施在该情况下支持在图9的右侧处示出的AlGaAs吸除剂层190。
[0048]图10示出根据本发明的制造发光半导体的方法的主要概图。在步骤1010中,提供衬底120。在步骤1020中,以第一生长条件提供发光层结构155。在步骤1030中,在衬底120与发光层结构155之间以与第一生长条件不同的第二生长条件提供AlGaAs吸除剂层190以用于减少发光半导体器件155的层结构中的杂质。第二生长条件被选择成使得AlGaAs吸除剂层190内的杂质的第一浓度与包括铝的发光层结构155的层中的杂质的第二浓度相比高至少50%。第一和第二生长条件从组砷分压、氧分压、沉积温度、总沉积压力和铝的沉积速率中选择。
[0049]图11示出降低发光半导体器件100的发光层结构155中的S浓度的效果。发光半导体器件100的寿命借助于在170°C和6mA的驱动电流处的加速寿命测试来测量。寿命测试显示出,在其中发光层结构155内的最大硫浓度借助于AlGaAs吸除剂层190而降低的发光半导体器件100的寿命与在没有AlGaAs吸除剂层190的情况下具有大约400小时寿命的发光半导体器件100相比增加至超过1000小时或甚至1500小时。
[0050]虽然已经在附图和前述描述中详细图示和描述了本发明,但是这样的图示和描述要被视为是说明性或示例性而非限制性的。
[0051]通过阅读本公开,其它修改对本领域技术人员而言将是显而易见的。这样的修改可以涉及本领域中已知的并且可以取代于或附加于本文已经描述的特征使用的其它特征。
[0052]本领域技术人员通过研究附图、公开内容和随附权利要求可以理解和实现对所公开的实施例的其它变型。在权利要求中,词语“包括”不排除其它元件或步骤,并且不定冠词“一”不排除多个元件或步骤。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的仅有事实不指示这些措施的组合不能用于获益。
[0053]权利要求中的参考标记不应当解释为限制其范围。
[0054]参考数字列表:
100发光半导体器件 110第一电极
120衬底
130 底部DBR
140有源层
150约束层
155发光层结构
160 顶部DBR
170第二电极
190 AlGaAs吸除剂层
380现有技术VCSEL结构的Al分布图
430硫分布图
450 Al分布图
780根据第一实施例的VCSEL结构的Al分布图
880根据第二实施例的VCSEL结构的Al分布图
910 Al浓度
920 O浓度
930 S浓度
1010提供衬底的步骤
1020提供发光层结构的步骤
1030提供AlGaAs吸除剂层的步骤。
【主权项】
1.一种发光半导体器件(100),包括衬底(120)、发光层结构(155)和用于减少发光层结构(155)中的杂质的AlGaAs吸除剂层(190),发光层结构(155)包括有源层(140)和变化的铝含量的层,其中包括铝的发光层结构(155)的层的生长条件与AlGaAs吸除剂层(190)的生长条件相比是不同的,使得AlGaAs吸除剂层(190)内杂质的第一浓度与包括铝的发光层结构(155)的层中杂质的第二浓度相比高至少50%,并且生长条件从组砷分压、氧分压、沉积温度、总沉积压力和铝的沉积速率中选择,其中AlGaAs吸除剂层(190)的铝的沉积速率被选择成使得AlGaAs吸除剂层(190)包括子层,在该子层中铝含量在第一铝含量和与第一铝含量不同的第二铝含量之间以小于0.5%/nm变化。2.根据权利要求1的发光半导体器件(100),其中AlGaAs吸除剂层适于合并杂质硫。3.根据权利要求1或2的发光半导体器件(100),其中AlGaAs吸除剂层(190)布置在衬底(120)与有源层(140)之间。4.根据权利要求1或2的发光半导体器件(100),其中AlGaAs吸除剂层(190)包括具有增加和减少的铝含量的子层。5.根据权利要求4的发光半导体器件(100),其中AlGaAs吸除剂层(190)包括恒定铝含量的区域。6.根据权利要求1或2的发光半导体器件(100),其中包括铝的发光层结构(155)的层的铝的沉积速率被选择成使得包括铝的发光层结构(155)的层的铝含量以至少0.5%/nm变化。7.根据权利要求1或2的发光半导体器件(100),其中在AlGaAs吸除剂层(190)的沉积期间的砷分压在镓分压的2倍和200倍之间的范围的至少部分中变化,使得AlGaAs吸除剂层(190)中的晶格缺陷的数量与包括铝的发光层结构(155)的层相比增加。8.根据权利要求1或2的发光半导体器件(100),其中在AlGaAs吸除剂层(190)的沉积期间的氧分压增加,使得AlGaAs吸除剂层(190)内氧的第一浓度与包括铝的发光层结构(155)的层中氧的第二浓度相比高至少50%。9.根据权利要求1或2的发光半导体器件(100),其中AlGaAs吸除剂层(190)的厚度为至少50nm。10.根据权利要求1或2的发光半导体器件(100),包括至少第一和第二AlGaAs吸除剂层(190),其中第一和第二AlGaAs吸除剂层(I90)的生长条件是不同的,使得不同杂质合并在第一和第二 AlGaAs吸除剂层(190)中。11.根据权利要求1或2的发光半导体器件(100),其中发光半导体器件(100)是包括第一电极(I 10)和第二电极(170)的垂直腔表面发射激光器(VCSEL),其中发光结构(155)包括底部DBR( 130)、有源层(140)和顶部DBR( 160),其中AlGaAs吸除剂层(190)的铝含量的改变与底部DBR( 130)或顶部DBR( 160)的层的铝含量的改变相比慢到至多是其五分之一。12.—种制造发光半导体器件(100)的方法,该方法包括以下步骤: ~提供衬底(120); -以第一生长条件提供发光层结构(155);以及 -以与第一生长条件不同的第二生长条件提供AlGaAs吸除剂层(190)以用于减少发光半导体器件(155)的层结构中的杂质,其中第二生长条件被选择成使得AlGaAs吸除剂层(190)内杂质的第一浓度与包括铝的发光层结构(155)的层中杂质的第二浓度相比高至少.50%,并且第一和第二生长条件从组砷分压、氧分压、沉积温度、总沉积压力和铝的沉积速率中选择,其中AlGaAs吸除剂层(190)的铝的沉积速率被选择成使得AlGaAs吸除剂层(190)包括子层,在该子层中铝含量在第一铝含量和与第一铝含量不同的第二铝含量之间以小于.0.5%/nm 变化。
【文档编号】H01L33/02GK106030938SQ201580010520
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月20日
【发明人】U.维奇曼恩, J.S.科布, A.P.恩格哈德特, H.梅恩奇, M.F.C.谢曼恩
【申请人】皇家飞利浦有限公司
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