氮化物半导体器件及其制备方法

专利名称：氮化物半导体器件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及氮化物半导体发光器件，制备氮化物半导体发光器件的方 法和氮化物半导体晶体管器件。
背景技术：
通常，在氮化物半导体发光器件中，已知氮化物半导体激光器因发光 部分的退化而导致低可靠性。据认为由于非辐射性复合能级的存在，从发 光部分中过度产生的热量导致发光部分的退化。发光部分的氧化被认为是 非辐射性复合能级的主因。
因此，为了防止发光部分的氧化，在发光部分形成三氧化二铝(Ab03)、 氧化硅(Si02)等的涂斷参见，例如日本专利公开号2002-335053)。

发明内容
本发明的发明人进行了研究，旨在实现即使在高功率驱动时，也不显 示出因发光部分的退化导致的低可靠性的氮化物半导体激光器。
对于常规氮化物半导体激光器，所述激光器每个都具有在发光侧的小 平面形成的80nm厚的三氧化二铝涂膜，并且具有在光反射侧的小平面处 形成的氧化硅膜/氧化钛膜的多层膜，其中反射率为95%，本发明的发明人进行了两种老化试验在低温和低功率的条件(30。C， CW驱动，光功率
30mW)下的老化试验；和在高温和高功率的条件(70。C， CW驱动，光功率 100mW)下的老化试验。结果，在低温和低功率的条件下的老化试验中， 所述器件稳定工作超过3000小时。在高温和高功率的条件下的老化试验 中，观察到由于在发光部分的COD(灾变性光学损伤)，许多氮化物半导体 激光器在约400小时之后停止发光。因此，在常规的氮化物半导体激光器 中，发现发光部分的COD是在高温和高功率的条件下400小时相对较短 的老化时间的问题。
同样，在高温和高功率的条件下驱动氮化物半导体发光二极管器件的 情况下，它的发光表面，即发光部分，可能退化，从而导致劣化的可靠性。 在使用氮化物半导体的氮化物半导体晶体管器件如HFET(异质结构场效 应晶体管)中，也需要提高的可靠性。
因此，本发明的一个目的是提供即使在高温和高功率下被驱动，也 具有足够的可靠性的氮化物半导体发光器件，和制备所述氮化物半导体发 光器件的方法，以及具有提高的可靠性的氮化物半导体晶体管器件。
本发明提供一种包含在发光部分形成的涂膜的氮化物半导体发光器 件。所述涂膜包含氮化铝晶体或氧氮化铝晶体。
优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，氮化铝晶体或氧氮化 铝晶体具有与形成发光部分的氮化物半导体晶体的晶轴对齐(aligned with) 的晶轴。
优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，涂膜的厚度是至少 6nm并且至多150nm。
优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，在涂膜上形成由氧化 物、氧氮化物或氮化物制成的膜。
优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，在涂膜上的由氧化物 制成的膜是氧化铝膜、氧化硅膜、氧化钛膜、氧化铪膜、氧化锆膜、氧化 铌膜、氧化钽膜或氧化钇膜。
优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，在涂膜上的由氧氮化 物制成的膜是具有与涂膜的组成不同的组成的氧氮化铝膜或氧氮化硅膜。
优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，在涂膜上的由氮化物制成的膜是氮化铝膜或氮化硅膜。
优选地，在本发明的氮化物半导体发光器件中，在涂膜上形成氟化镁膜。
本发明的氮化物半导体发光器件是氮化物半导体激光器，并且可以在 氮化物半导体激光器的发光侧的小平面上形成所述涂膜。
本发明的氮化物半导体发光器件是氮化物半导体发光二极管器件，并 且可以在氮化物半导体二极管器件的发光表面上形成所述涂膜。
在此，在本发明的氮化物半导体发光器件是氮化物半导体激光器或氮
化物半导体发光二极管器件的情况下，优选使用由组成结构式AlsGatN (s+t=l， (KsSl， 03Sl)表示的氮化物半导体制成的衬底作为衬底。在此， 在上述组成结构式中，Al表示铝，Ga表示镓，N表示氮，s表示铝的组成 比率，并且t表示镓的组成比率。
本发明还提供一种制备如上所述的氮化物半导体发光器件的方法。所 述方法包括如下步骤使用氩或氮等离子体辐照发光部分；并且在等离子 体的辐照之后，在发光部分形成氮化铝晶体或氧氮化铝晶体。
优选地，在制备根据本发明的氮化物半导体发光器件的方法中，氮化 铝晶体的形成温度或氧氮化铝晶体的形成温度至少是200°C。
在制备根据本发明的氮化物半导体发光器件的方法中，可以使用由 AlxOy (0<x<l， (Ky0.6)的组成结构式表示的靶用氧化铝形成氧氮化铝晶 体，其中A1表示铝，O表示氧，x表示铝的组成比率，并且y表示氧的组 成比率。
本发明另外提供一种氮化物半导体晶体管器件，所述器件包含氮化物 半导体层和与所述氮化物半导体层接触的栅极绝缘膜。所述栅极绝缘膜包 含氮化铝晶体或氧氮化铝晶体。
优选地，在本发明的氮化物半导体晶体管器件中，氮化铝晶体或氧氮 化铝晶体具有与形成氮化物半导体层的氮化物半导体晶体对齐的晶轴。
根据本发明，可以提供一种即使在高温和高功率下被驱动时也具有足 够的可靠性的氮化物半导体发光器件；和一种制备所述氮化物半导体发光 器件的方法；以及一种具有提高的可靠性的氮化物半导体晶体管器件。
从本发明在结合附图时的如下详细描述中，本发明的上述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显。


图l是示意性地显示在一个实施方案中的氮化物半导体激光器的一个 优选实例的横截面图。
图2是示意性地显示图1所示的实施方案中的氮化物半导体激光器在 空腔长度方向上的侧视图。
图3示意性地显示了一种示例性ECR溅射沉积装置的构造。 图4是在第一实施方案中的氮化物半导体激光器的发光侧的小平面附
近的TEM照片。
图5显示了在图4中所示的区域A的TEM电子衍射图像。 图6显示了在图4中所示的区域B的TEM电子衍射图像。 图7显示了对于在第一实施方案中的氮化物半导体激光器，在老化之
前和在老化之后的COD水平的测定结果。
图8显示了在常规的氮化物半导体激光器的COD水平和老化时间之
间的关系。
图9是示意性地显示根据本发明的氮化物半导体晶体管器件的一个优 选实例的横截面图。
图10是示意性地说明在氮化物半导体激光器的小平面处的剥离膜的 一个实例的横截面图。
具体实施例方式
下面，将描述本发明的实施方案。注意在本发明的附图中，相同的参 考符号表示相同或相应的部分。
为了解决上述问题，本发明人研究了在低温和低功率的条件(30。C， CW驱动，光功率30mW)下老化之后和在高温和高功率的条件(70。C， CW 驱动，光功率100mW)下老化之后，具有上述构造的常规氮化物半导体激 光器各自变化的COD水平。
图8显示了在常规氮化物半导体激光器的COD水平和老化时间之间 的关系。在图8中，横坐标轴表示老化时间，并且纵坐标轴表示COD水平。在此，COD水平指对于具有在如上所述条件下改变的老化时间的老
化后的氮化物半导体激光器中的每一个，当在通过逐渐增加驱动电流(cw
驱动)而增加光功率时，发光部分遭受COD的时候得到的光功率值。
如图8中所示，在低温和低功率的条件下老化之后，氮化物半导体激 光器由于发光部分的COD在约50小时的老化时间发生退化。然而，即使 在更长的老化时间之后，COD水平也几乎不变化。
另一方面，在高温和高功率的条件下老化之后，氮化物半导体激光器 由于发光部分的COD在约50小时的老化时间发生退化。在约200小时的 老化时间之前，COD水平没有大幅度下降。然而，在400小时的老化时 间之后，观察到COD水平的大幅度下降。
基于上述结果，本发明人发现，在高温和高功率的条件下的老化过程 中，由于在400小时的老化时间之后COD水平的下降，导致氮化物半导 体激光器的可靠性劣化。
本发明人认为在空气中的氧气或O-H基团通过在发光侧的小平面形 成的三氧化二铝涂膜传输，到达形成在发光侧的小平面的氮化物半导体晶 体的表面，从而氧化氮化物半导体晶体，导致COD水平的劣化。换句话 说，据认为对于空气中的氧气或O-H基团，通过80nm厚的三氧化二铝涂 膜传输需要约400小时。
在大多数情况下，通过EB(电子束)沉积、溅射或任何其它的方法，生 长在发光侧的小平面形成的涂膜。在这种情况下，已知涂膜几乎是非晶形 的。在进行上述试验之后，对氮化物半导体激光器的小平面进行TEM(透 射电子显微镜)观察，以观察涂膜的电子衍射图像。在此，观察到非晶体特 有的光环图像，从而证实涂膜是非晶形的。
因为非晶形涂膜具有低密度并且包含许多缺陷，所以本发明人认为在 空气中的氧气或O-H基团可以容易地通过非晶形涂膜。于是，作为详细研 究的结果，本发明人发现，通过在氮化物半导体发光器件的发光部分形成 包含氮化铝晶体或氧氮化铝晶体的涂膜，可以得到在高温和高功率驱动下 的足够的可靠性。从而完成了本发明。
此外，作为详细研究的结果，本发明人发现，当涂膜中的氮化铝晶体 或氧氮化铝晶体的晶轴与形成发光部分的氮化物半导体晶体的晶轴对齐时，可以进一步提高在高温和高功率驱动下的可靠性。
优选在本发明中，涂膜的厚度是至少6nm并且至多150nm。如果涂膜 的厚度小于6nm，则涂膜是如此薄以致不能充分抑制氧气等通过涂膜的传 输。另一方面，如果涂膜的厚度超过150nm，则因为结晶的涂膜具有比非 晶形涂膜更强的内应力，涂膜可能是有裂缝的。
在本发明中，如果在由氧氮化铝晶体制成的涂膜中的氧含量高于构成 涂膜的所有原子的35原子％，则涂膜与三氧化二铝的性质接近，并且氧氮 化铝晶体的结晶性可能丧失。从而不能充分抑制氧气等通过涂膜的传输。 因此，在本发明中，在由氧氮化铝晶体制成的涂膜中的氧含量优选为等于 或小于35原子％，并且更优选为等于或小于15原子％。
在此，本发明的氮化物半导体发光器件包括例如，氮化物半导体激光 器或氮化物半导体发光二极管器件。此外，本发明的氮化物半导体发光器 件指包括在衬底上形成的活性层和覆层的发光器件，所述衬底是由包含等 于或大于50质量％的化合物的材料形成的，所述的化合物由选自铝、铟和 镓中的至少一种的第3族元素和作为第5族元素的氮形成。
此外，本发明的氮化物半导体晶体管器件包括例如，使用氮化物半导 体的HFET。
(第一实施方案)
图1是示意性地显示在本实施方案中的氮化物半导体激光器的一个优 选实例的横截面图。在此，将本实施方案中的氮化物半导体激光器100配 置成包含由n型GaN制成的厚度为0.2pm的缓冲层102，由n型 Al,Gao.94N制成的厚度为2.3pm的n型包层103，由n型GaN制成的厚 度为0.02|im的n型引导层包层104，由4nm厚的InGaN和8nm厚的GaN 制成的多量子阱活性层105，由p型AlQ.3Gao.7N制成的厚度为20nm的p 型电流阻挡层106，由p型Alo.05Gao.95N制成的厚度为0.5(_im的p型包层 107，以及由p型GaN制成的厚度为0.1pm的p型接触层108，通过外延 生长将它们从半导体衬底101以此顺序层叠在由n型GaN制成的半导体 衬底101上。在此，在上述层的每一个中的混合晶体比率被适当地调整， 并且与本发明的本质无关。根据多量子阱活性层105的混合晶体比率，将从本实施方案中的氮化物半导体激光器发射的激光的波长适当地在例如，
370nm-470nm的范围内调整。在本实施方案中，将激光的波长设定为 405nm。
形成在本实施方案中的氮化物半导体激光器100，形成的方式是部分 除去p型包层107和p型接触层108，使得条纹状脊条纹部分111在空腔 长度方向上延伸。在此，脊条纹部分111的条纹宽度是，例如约1.2-2.4,， 典型地约1.5pm。
p-电极110由在p型接触层108的表面上的Pd层、Mo层和Au层的 多层制成。在p电极110下面除形成脊条纹部分111的部分以外的部分， 安置由Si02层和Ti02层的多层制成的绝缘膜109。另外，在n型GaN 衬底101的与层叠上述层的一侧相反的表面上，形成由Hf层和Al层的 多层制成的n-电极112。
图2是示意性地显示图1所示的本实施方案中的氮化物半导体激光器 在空腔长度方向上的侧视图。在此，在本实施方案中的氮化物半导体激光 器100发光侧的小平面113上，形成厚度为6nm的涂膜114，所述涂膜114 由组成结构式AU)bNe(a+b+c^， (KbS0.35)表示的氧氮化铝制成。在涂膜 114上形成厚度为SOnm的氧化铝膜115。在此，在上述组成结构式中， Al表示铝、O表示氧，并且N表示氮。此外，在上述组成结构式中，a表 示铝的组成比率，b表示氧的组成比率，并且c表示氮的组成比率。在通 过溅射形成涂膜的情况下，可以包含某种程度的氩。然而，在此，在不包 括除A1、 O和N以外的氩等的基础上，表示组成比率。换句话说，Al、 O 和N的组成比率总计为1。
此外，在本实施方案中的氮化物半导体激光器100的光反射侧的小平 面116上，以如下顺序形成厚度为6nm的氧氮化铝膜117，厚度为80nm 的氧化铝膜118和高反射膜119。通过如下方法形成高反射膜119:层叠 四对厚度为71nm的氧化硅膜和厚度为46nm的氧化钛膜(从氧化硅膜开始 层叠)，之后在最外面的表面上形成厚度为142nm的氧化硅膜。
在如下制备的样品的小平面113和小平面116上，分别形成如上所 述的涂膜114、氧化铝膜115、氧氮化铝膜117、氧化铝膜118和高反射膜 119:将通过在上述半导体衬底上依次层叠上述氮化物半导体层如缓冲层，形成脊条纹部分，之后形成绝缘膜，p-电极和n-电极而形成的晶片解理， 以暴露小平面113和小平面116作为解理表面。
在形成上述涂膜114之前，优选为了清洁，通过在沉积装置中，在例 如等于或高于100。C的温度下加热小平面113，除去附着在小平面113上 的氧化物膜或杂质。然而，在本发明中可以不进行这种清洁。备选地，可 以通过用氩或氮等离子体辐照小平面113，清洁小平面113。然而，在本 发明中可以不进行这种清洁。可以在加热小平面113的同时使用等离子体 辐照。对于如上所述的等离子体辐照，例如，也可以使用氩等离子体，之 后继续使用氮等离子体。可以以相反的顺序使用等离子体。除氩和氮以外， 例如，还可以使用如氦、氖、氙或氪这样的稀有气体。
可以通过例如如下所述的ECR(电子回旋共振)溅射，形成上述涂膜 114，或者可以通过任何其它的溅射、CVD(化学气相沉积)、EB(电子束) 蒸发等，形成上述涂膜114。
图3显示了一种示例性ECR溅射沉积装置的构造。在此，ECR溅射 沉积装置包含沉积室200，电磁线圈203和微波引入窗202。沉积室200 配置有气体入口 201和气体出口 209。在沉积室200中安置有连接到 RF电源208的Al靶204，并且安置有加热器205。在沉积室200中安置 有样品台207。将如上所述的样品206放置在样品台207上。在此，安置 电磁线圈203以产生用于产生等离子体必需的磁场。将RF电源208用来 溅射Al靶204。此外，将微波210通过微波引入窗202引入到沉积室200。
然后，从气体入口 201，将氮气以5.2sccm的流速引入到沉积室200 中，以l.Osccm的流速引入氧气，并且以20.0sccm的流速引入氩气，以有 效地产生等离子体，从而提高沉积速率。在此，通过改变在沉积室200 中的氮气和氧气之间的比率，可以改变在上述涂膜114中的氧含量。另外， 对Al靶204施加500W的RF功率，以溅射Al靶204。如果使用产生等 离子体必需的500W的微波功率，则可以以1.7人/秒的沉积速率形成由氧 氮化铝制成的涂膜114，所述涂膜114对于波长为405nm的光具有2.1的 折射率。可以通过例如AES(俄歇电子能谱)测量构成涂膜114的铝、氮和 氧的各自含量(原子％)。还可以通过TEM-EDX(透射电子显微镜-能量分散 X射线光谱)测量构成涂膜114的氧的含量。通过AES，在厚度方向上分析分别在与上述相同的条件下制备的氧氮 化铝的组成。结果，发现氧氮化铝在厚度方向上具有大致均匀的组成，其
中铝含量为34.8原子％，氧含量为3.8原子％并且氮含量为61.4原子％。在此， 还检测到极少量的氩。在此，因为吸收了引入到用于溅射A1耙204的沉积 室200中的部分氩气，所以存在氩。在涂膜100中的铝、氧、氮和氩的所 有原子总计为IOO原子％时，在涂膜114中的氩含量在大于0原子％并且小 于5原子％的范围内。氩含量通常是约等于或高于1原子％，并且等于或低 于3原子％，但本发明不限于此。
此外，还可以类似于上述涂膜114,通过ECR溅射形成在发光侧的氧 化铝膜115，和在光反射侧的氧氮化铝膜117、氧化铝膜118以及高反射膜 119。优选地，在形成这些膜之前，还进行使用加热的清洁和/或使用等离 子体辐照的清洁。在此，在光密度高的发光侧的发光部分的退化显著，而 与发光侧相比，在光密度低的光反射侧的退化通常不显著。因此，在本发 明中，在光反射侧的小平面116上可以不安置如氧氮化铝膜这样的膜。在 此，在本实施方案中，在光反射侧的小平面116上形成厚度为6nm的氧氮 化铝膜117。然而，可以将氧氮化铝膜117的厚度增加至例如50nm。
此外，可以在小平面上形成上述膜之后进行加热处理。这可以预期除 去在上述膜中包含的水分和提高膜质量。
以这种方式，在上述样品的发光侧的小平面113上以如下顺序形成涂 膜114和氧化铝膜115，并且在光反射侧的小平面116上以如下顺序形成氧 氮化铝膜117、氧化铝膜118和高反射膜119。之后，将样品分成小片，从 而获得在本实施方案中的氮化物半导体激光器。
图4显示了本实施方案中的氮化物半导体激光器在发光侧的小平面附 近的TEM照片。图5显示了在图4中所示的区域A的TEM电子衍射图像，并 且图6显示了在图4中所示的区域B的TEM电子衍射图像。在图4中显示的区 域B延伸跨过两个区域，即在发光侧的小平面113和涂膜114。在图6中， 减小斑点尺寸以将这两个区域的衍射图像相互区分开。
如图5中所示，因为在这种衍射图像中，衍射斑点发散，所以应理解 由氧氮化铝制成的涂膜114的区域A的部分是结晶的。
在此，图6中所示的箭头表示在区域B中的涂膜114的衍射斑点。如图6中所示，涂膜114的衍射斑点与形成在发光侧的小平面113的氮化物半导 体晶体的衍射斑点几乎一致。因此，确定形成在发光侧的小平面113的氮
化物半导体晶体的晶轴是与形成涂膜114的氧氮化铝晶体的晶轴对齐的。
在此，严格来说，图6没有比较在本实施方案的氮化物半导体激光器 的发光部分和涂膜114之间的衍射斑点。然而，因为在发光侧的小平面113 是通过依次外延生长出氮化物半导体层形成的晶片的小平面，所以可以假 定，形成在发光部分的小平面113的所有氮化物半导体晶体的晶轴是对齐 的。因此，可以假定形成发光部分(即在本实施方案的氮化物半导体激光器 发光侧的小平面113的一部分)的氮化物半导体晶体的晶轴是与形成涂膜 114的氧氮化铝晶体的晶轴对齐的。
在图6中，涂膜114的衍射斑点与形成在发光侧的小平面113的氮化物 半导体晶体的衍射斑点几乎一致。然而，因为形成在发光侧的小平面113 的氮化物半导体晶体和形成涂膜114的氧氮化铝晶体在晶格常数方面彼此 不同，所以可以在某种程度上变换这些衍射斑点的位置。另外，在图6的 中间部分，形成在发光侧的小平面113的氮化物半导体晶体的衍射斑点看 起来显得尺寸大并且隐藏了涂膜114的衍射斑点。
表1显示了形成涂膜114的氧氮化铝晶体的每一个方向上的平面距离 的结果，所述结果是从图5中所示的涂膜114的衍射斑点得到的。作为参考， 还说明了在JCPD卡中所示的氮化铝晶体的平面距离。在此，在本实施方案 中制备的涂膜114的C轴方向上的平面距离为2.48埃(人)。(表l)
氧氮化铝晶体的 度量(人)氮化铝晶体(JCPDS弁25-1133)d(人)hkl hkil晶带轴
2.482.49002 0002<画> <2-1-10〉
1.19U9022 02-221.331.35020 02-20此外，通过TEM观察在涂膜114上的氧化铝膜115的晶系，并且发 现它是非晶形的。
测定本实施方案中的氮化物半导体激光器分别在老化之前和在老化 (70°C， CW驱动，光功率100mW)之后的COD水平。结果示于图7中。 如图7所示，在老化之前的COD水平是约400mW，并且即使在400小时 的老化时间之后，COD水平也几乎不降低。
原因可以假定如下。在本实施方案的氮化物半导体激光器中，形成涂 膜114的氧氮化铝晶体具有如此高的结晶性，以致看起来好像是在形成在 发光侧的小平面113的氮化物半导体晶体上外延生长的。与被认为包含许 多缺陷的非晶形涂膜相比，这种高结晶性膜有效地起着抑制氧气的传输的 作用。
在上述说明中，可以通过反应溅射法形成由组成结构式AlaObNc (a+b+c=l， (XbS0.35)表示的氧氮化铝制成的涂膜114，所述反应溅射法使 用由组成结构式AlxOy (0<x<l， (Ky0.6)的氧化铝制成的靶，代替在图3 中所示的A1靶204，并且将氮气引入到沉积室200中。在此情况下，即 使不是有意将氧气等引入到沉积室200中，也可以形成涂膜114。因为铝 是相对可氧化的，所以如果引入氧气，则难以控制并且再现具有低氧含量 的涂膜114的组成。然而，如果将由组成结构式AlxOy (0<x<l， 0<y<0.6)表示的氧化铝用于靶并且在不引入氧气的情况下，只将氮气引入到沉积室 200中，则可以相对容易地形成具有低氧含量的涂膜114。在此，可以使 用由包含低氧含量的氧氮化铝制成的靶以达到类似的效果。
注意在使用反应溅射装置的情况下，即使不使用由氧化铝制成的靶， 也可以通过如下方法，制备在由铝制成的靶的表面上具有氧化铝的靶在 沉积室中安置由三氧化二铝制成的靶，在引入氧气的情况下，施加微波以 产生氧等离子体，然后使氧等离子体氧化由三氧化二铝制成的靶的表面。
备选地，通过如下步骤1和步骤2，还可以使用由铝制成的靶形成氧 氮化铝膜。
步骤1
将氧气引入到反应溅射装置的沉积室中，所述反应溅射装置包含在其 中安置的由铝制成的靶，在施加微波的情况下产生氧等离子体。使由铝制
成的靶暴露于氧等离子体中，使得在从由铝制成的靶的表面约几nm的深 度内将铝氧化。从而在由铝制成的靶的表面上形成由氧化铝制成的靶。 步骤2
之后，将氮气和氩气引入到沉积室中并且在施加微波的情况下，使其 成等离子体状态。然后，溅射在步骤l制备的由氧化铝制成的靶。从而可 以形成氧氮化铝膜。
在此，在上述说明中，可以在步骤1和步骤2之间另外提供如下步骤: 使氮化物半导体的表面暴露于氩气、氮气或氩气和氮气的气体混合物的等 离子体中。
(第二实施方案)
在本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与在第一实施方案中的 氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于改变了在发光侧的小平 面113上形成的膜的构造，和在光反射侧的小平面116上形成的膜的构 造。
在本实施方案的氮化物半导体激光器中，在发光侧的小平面113上形 成由氮化铝制成的厚度为20nm的涂膜114，并且在涂膜114上形成厚度 为200nm的氧化铝膜115。在光反射侧的小平面116上形成厚度为12nm的氮化铝膜，在所述氮 化铝膜上形成厚度为80nm的氧化铝膜，并且通过如下方法在所述氧化铝 膜上形成高反射膜层叠四对厚度为81nm的氧化硅膜和厚度为54nm的 氧化钛膜(从氧化硅膜开始层叠)，之后，在最外面的表面上形成厚度为 162nm的氧化硅膜。
在此，类似于第一实施方案，通过TEM电子衍射图像确定涂膜114 的晶系。发现涂膜114由氮化铝晶体形成。基于TEM电子衍射图像，还 发现，形成涂膜114的氮化铝晶体的晶轴是与形成在发光侧的小平面113 的氮化物半导体晶体对齐的。
对于在本实施方案中的氮化物半导体激光器，类似于第一实施方案， 还测量在老化(70。C， CW驱动，光功率100mW)之后的COD水平。结果， 发现即使在老化400小时之后，在本实施方案中的氮化物半导体激光器的 COD水平也几乎不降低。
(第三实施方案)
在本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与在第一实施方案中的 氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于改变了在发光侧的小平 面113上形成的膜的构造，和在光反射侧的小平面116上形成的膜的构 造。
在本实施方案的氮化物半导体激光器中，在发光侧的小平面113上形 成厚度为40nm的涂膜114，所述涂膜114由组成结构式A1。.330Q. N,的 氧氮化铝制成，并且在涂膜114上形成厚度为240nm的氧化铝膜115。
在光反射侧的小平面116上形成厚度为12nm的氮化铝膜，在所述氮 化铝膜上形成厚度为80nm的氧化铝膜，并且通过如下方法在所述氧化铝 膜上形成高反射膜层叠四对厚度为81nm的氧化硅膜和厚度为54nm的 氧化钛膜(从氧化硅膜开始层叠)，之后，在最外面的表面上形成厚度为 162nm的氧化硅膜。
在此，类似于第一实施方案，通过TEM电子衍射图像确定涂膜114 的晶系。发现涂膜114由氧氮化铝晶体形成。基于TEM电子衍射图像， 还发现，形成涂膜114的氧氮化铝晶体的晶轴是与形成在发光侧的小平面113的氮化物半导体晶体对齐的。
对于在本实施方案中的氮化物半导体激光器，类似于第一实施方案，
还测量在老化(70。C， CW驱动，光功率100mW)之后的COD水平。结果， 发现即使在老化400小时之后，在本实施方案中的氮化物半导体激光器的 COD水平也几乎不降低。
(第四实施方案)
在本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与在第一实施方案中的 氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于改变了在发光侧的小平 面113上形成的膜的构造，和在光反射侧的小平面116上形成的膜的构 造，并且发射激光的波长为460nm。
在本实施方案的氮化物半导体激光器中，在发光侧的小平面113上， 只形成由氧氮化铝制成的厚度为50nm的涂膜114，其中反射率约为10%。
在光反射侧的小平面116上形成厚度为6nm的氧氮化铝膜，在所述氧 氮化铝膜上形成厚度为80nm的氧化铝膜，并且通过如下方法在所述氧化 铝膜上形成高反射膜层叠四对厚度为81nm的氧化硅膜和厚度为54nm 的氧化钛膜(从氧化硅膜开始层叠)，之后，在最外面的表面上形成厚度为 162nm的氧化硅膜。
在此，类似于第一实施方案，通过TEM电子衍射图像确定涂膜114 的晶系。发现涂膜114由氧氮化铝晶体形成。基于TEM电子衍射图像， 还发现，形成涂膜114的氧氮化铝晶体的晶轴是与形成在发光侧的小平面 113的氮化物半导体晶体对齐的。
对于在本实施方案中的氮化物半导体激光器，类似于第一实施方案， 还测量在老化(70。C， CW驱动，光功率100mW)之后的COD水平。结果， 发现即使在老化400小时之后，在本实施方案中的氮化物半导体激光器的 COD水平也几乎不降低。
(第五实施方案)
在本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与在第一实施方案中的 氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于改变了在发光侧的小平面113上形成的膜的构造，和在光反射侧的小平面116上形成的膜的构 造。
在本实施方案的氮化物半导体激光器中，在发光侧的小平面113上形 成厚度为50nm的涂膜114，所述涂膜114由组成结构式Al^O^N^的 氧氮化铝制成，并且在涂膜114上形成厚度为llOnm的氮化硅膜。
另外，在光反射侧的小平面116上形成厚度为50nm的氧氮化铝膜。 在所述氧氮化铝膜上形成厚度为50nrn的氧化硅膜。通过如下方法在所述 氧化硅膜上形成高反射膜层叠六对厚度为71nm的氧化硅膜和厚度为 50nm的氮化硅膜(从氧化硅膜开始层叠)，之后，在最外面的表面上形成厚 度为142nm的氧化硅膜。
氮化硅膜比氧化硅膜更抗湿，并且具有更低的氧气渗透性(换句话说， 与在氧化硅膜中相比，O-H基团和氧气更不可能扩散)。因此，氮化硅膜 在涂膜114上的形成提高了抑制由于氧气的传输引起的、在发光侧的小平 面113的氧化的可能性。
在此，在涂膜114上的氮化硅膜的厚度优选为5mn或更厚，并且更优 选为80nm或更厚。如果在涂膜114上的氮化硅膜的厚度小于5nm，则可 能难以将膜均匀地沉积到涂膜114的表面中。如果比80nm更厚，则可以 增加抑制氧扩散的效果。
在此，类似于第一实施方案，通过TEM电子衍射图像确定涂膜114 的晶系。发现涂膜114由氧氮化铝晶体形成。基于TEM电子衍射图像， 还发现，形成涂膜114的氧氮化铝晶体的晶轴是与形成在发光侧的小平面 113的氮化物半导体晶体对齐的。
对于在本实施方案中的氮化物半导体激光器，类似于第一实施方案， 还测量在老化(70。C， CW驱动，光功率100mW)之后的COD水平。结果， 发现即使在老化400小时之后，在本实施方案中的氮化物半导体激光器的 COD水平也几乎不降低。
(第六实施方案)
在本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与在第一实施方案中的 氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于改变了在发光侧的小平面113上形成的膜的构造，和在光反射侧的小平面116上形成的膜的构 造。
在本实施方案的氮化物半导体激光器中，在发光侧的小平面113上形 成厚度为30nrn的涂膜114，所述涂膜114由组成结构式Al。.31Oo.o3N。.66的 氧氮化铝制成，在涂膜114上形成厚度为140nm的氮化硅膜，并且在所述 氮化硅膜上形成厚度为140nm的氧化硅膜。在此，在涂膜114上的氮化硅 膜和在所述氮化硅膜的氧化硅膜各自的厚度优选为5nm或更厚。如果这些 膜各自的厚度小于5nm，则可能难以将膜均匀地沉积到表面中。
另外，在光反射侧的小平面116上形成厚度为50nm的氧氮化铝膜。 在所述氧氮化铝膜上形成厚度为50nm的氧化硅膜。通过如下方法在所述 氧化硅膜上形成高反射膜层叠六对厚度为71nm的氧化硅膜和厚度为 50nm的氮化硅膜(从氧化硅膜开始层叠)，之后，在最外面的表面上形成厚 度为142nm的氧化硅膜。
在此，类似于第一实施方案，通过TEM电子衍射图像确定涂膜114 的晶系。发现涂膜114由氧氮化铝晶体形成。基于TEM电子衍射图像， 还发现，形成涂膜114的氧氮化铝晶体的晶轴是与形成在发光侧的小平面 113的氮化物半导体晶体对齐的。
对于在本实施方案中的氮化物半导体激光器，类似于第一实施方案， 还测量在老化(70。C， CW驱动，光功率100mW)之后的COD水平。结果， 发现即使在老化400小时之后，在本实施方案中的氮化物半导体激光器的 COD水平也几乎不降低。
另外，在厚度为140nm的氧化铝膜代替氧化硅膜，作为本实施方案中 的氮化物半导体激光器的在发光侧的小平面113侧的最外表面层的情况 下，还如上所述测量在老化(70。C， CW驱动，光功率100mW)之后的COD 水平。结果，发现如在上述说明中，即使在老化400小时之后，COD水 平也几乎不降低。
(第七实施方案)
在本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与在第一实施方案中的 氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于改变了在发光侧的小平面113上形成的膜的构造，和在光反射侧的小平面116上形成的膜的构 造。
在本实施方案的氮化物半导体激光器中，在发光侧的小平面113上形 成厚度为30nrn的涂膜114，所述涂膜114由组成结构式Alo.320謹N,的 氧氮化铝制成，在涂膜114上形成厚度为140nm的氮化硅膜，并且在所述 氮化硅膜上形成厚度为160nm的氧化铝膜。
另外，在光反射侧的小平面116上形成厚度为50nm的氧氮化铝膜。 在所述氧氮化铝膜上形成厚度为50nm的氧化硅膜。通过如下方法在所述 氧化硅膜上形成高反射膜层叠六对厚度为71nm的氧化硅膜和厚度为 50nm的氮化硅膜(从氧化硅膜开始层叠)，之后，在最外面的表面上形成厚 度为142nm的氧化硅膜。
在此，类似于第一实施方案，通过TEM电子衍射图像确定涂膜114 的晶系。发现涂膜114由氧氮化铝晶体形成。基于TEM电子衍射图像， 还发现，形成涂膜114的氧氮化铝晶体的晶轴是与形成在发光侧的小平面 113的氮化物半导体晶体对齐的。
对于在本实施方案中的氮化物半导体激光器，类似于第一实施方案， 还测量在老化(70。C， CW驱动，光功率100mW)之后的COD水平。结果， 发现即使在老化400小时之后，在本实施方案中的氮化物半导体激光器的 COD水平也几乎不降低。
另外，在厚度为140nm的氧化硅膜代替氧化铝膜，作为本实施方案中 的氮化物半导体激光器的在发光侧的小平面113侧的最外表面层的情况 下，还如上所述测量在老化(70。C， CW驱动，光功率100mW)之后的COD 水平。结果，发现如在上述说明中，即使在老化400小时之后，COD水 平也几乎不降低。
(第八实施方案)
在本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与在第一实施方案中的 氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于改变了在发光侧的小平 面113上形成的膜的构造，和在光反射侧的小平面116上形成的膜的构 造。在本实施方案的氮化物半导体激光器中，在发光侧的小平面113上形
成厚度为60nm的涂膜114,所述涂膜114由组成结构式Alo.32Oo.o8N,的 氧氮化铝制成，并且在涂膜114上形成厚度为230nm的氧氮化硅膜。在此，
在涂膜114上的氧氮化硅膜由组成结构式Sio,3480o.()4N().6!2表示。硅含量为
34.8原子％，氧含量为4.0原子％并且氮含量为61.2原子％。
另外，在光反射侧的小平面116上形成厚度为50nm的氧氮化铝膜。 在所述氧氮化铝膜上形成厚度为50nm的氧化硅膜。通过如下方法在所述 氧化硅膜上形成高反射膜层叠六对厚度为71nm的氧化硅膜和厚度为 50nm的氮化硅膜(从氧化硅膜开始层叠)，之后，在最外面的表面上形成厚 度为142nm的氧化硅膜。
在此，类似于第一实施方案，通过TEM电子衍射图像确定涂膜114 的晶系。发现涂膜114由氧氮化铝晶体形成。基于TEM电子衍射图像， 还发现，形成涂膜114的氧氮化铝晶体的晶轴是与形成在发光侧的小平面 113的氮化物半导体晶体对齐的。
对于在本实施方案中的氮化物半导体激光器，类似于第一实施方案， 还测量在老化(70。C， CW驱动，光功率100mW)之后的COD水平。结果， 发现即使在老化400小时之后，在本实施方案中的氮化物半导体激光器的 COD水平也几乎不降低。
(第九实施方案)
在本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与在第一实施方案中的 氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于改变了在发光侧的小平 面113上形成的膜的构造，和在光反射侧的小平面116上形成的膜的构 造。
在本实施方案的氮化物半导体激光器中，在发光侧的小平面113上形 成厚度为40nm的涂膜114，所述涂膜114由组成结构式Alo.320謹N,的 氧氮化铝制成，并且在涂膜114上形成厚度为100nm的氧化锆膜。
另外，在光反射侧的小平面116上形成厚度为50nm的氧氮化铝膜。 在所述氧氮化铝膜上形成厚度为50nm的氧化硅膜。通过如下方法在所述 氧化硅膜上形成高反射膜层叠六对厚度为71nm的氧化硅膜和厚度为50nm的氮化硅膜(从氧化硅膜开始层叠)，之后，在最外面的表面上形成厚 度为142nm的氧化硅膜。
在此，类似于第一实施方案，通过TEM电子衍射图像确定涂膜114 的晶系。发现涂膜114由氧氮化铝晶体形成。基于TEM电子衍射图像， 还发现，形成涂膜114的氧氮化铝晶体的晶轴是与形成在发光侧的小平面 113的氮化物半导体晶体对齐的。
对于在本实施方案中的氮化物半导体激光器，类似于第一实施方案， 还测量在老化(70。C， CW驱动，光功率100mW)之后的COD水平。结果， 发现即使在老化400小时之后，在本实施方案中的氮化物半导体激光器的 COD水平也几乎不降低。
(第十实施方案)
在本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与在第一实施方案中的 氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于改变了在发光侧的小平 面113上形成的膜的构造，和在光反射侧的小平面116上形成的膜的构 造。
在本实施方案的氮化物半导体激光器中，在发光侧的小平面113上形 成由氮化铝制成的厚度为50nm的涂膜114，并且在涂膜114上形成厚度 为140nm的氮化硅膜。
另外，在光反射顺J的小平面116上形成厚度为50nm的氮化铝膜。在 所述氮化铝膜上形成厚度为50nm的氧化硅膜。通过如下方法在所述氧化 硅膜上形成高反射膜层叠六对厚度为71nm的氧化硅膜和厚度为50nm 的氮化硅膜(从氧化硅膜开始层叠)，之后，在最外面的表面上形成厚度为 142nm的氧化硅膜。
在此，类似于第一实施方案，通过TEM电子衍射图像确定涂膜114 的晶系。发现涂膜114由氮化铝晶体形成。基于TEM电子衍射图像，还 发现，形成涂膜114的氮化铝晶体的晶轴是与形成在发光侧的小平面113 的氮化物半导体晶体对齐的。
对于在本实施方案中的氮化物半导体激光器，类似于第一实施方案， 还测量在老化(70。C， CW驱动，光功率100mW)之后的COD水平。结果，发现即使在老化400小时之后，在本实施方案中的氮化物半导体激光器的
COD水平也几乎不降低。
如在本实施方案的氮化物半导体激光器中，在由氮化物半导体晶体形
成的在发光侧的小平面113上，形成由氮化铝晶体制成的涂膜114，所述 涂膜114是这样结晶的，其中晶轴与形成在发光侧的小平面113的氮化物 半导体晶体对齐的情况下，考虑到提高可靠性，在涂膜114上形成的膜优 选为氮化硅膜、氧氮化硅膜或氧氮化铝膜，而不是由氧化物制成的膜。
此外，对在本实施方案中的氮化物半导体激光器的小平面部分进行目 视检查(在分成小片之后，通过立体显微镜等，观察在氮化物半导体激光器 的小平面上形成的膜的剥离状态)。在此，发现在本实施方案的氮化物半导 体激光器中，与在第二实施方案中的包含在由氮化铝制成的涂膜114上形 成的氧化铝膜的氮化物半导体激光器相比，可以减少在发光侧的小平面上 形成的膜的剥离。
在此，当在由氮化铝制成的涂膜114上形成由氧化物制成的膜时，全 部中的88%没有遭到膜剥离(以下称为"相对于剥离膜的收率")。当在由氮 化铝膜制成的涂膜114上形成由氮化物或氧氮化物制成的膜时，相对于剥 离膜的收率为全部中的94%。
在分成小片的过程中，例如在图10中的示意性横截面所示的氮化物 半导体激光器中由C表示的区域中，经常发生这种膜的剥离。这种膜的剥 离在随后的装配步骤和/或老化试验中进一步发展，从而导致缺陷。应指出 图10中所示的氮化物半导体激光器具有电流阻塞用的由Si02层和Ti02 层的多层制成的绝缘膜78，和注入电流用的p-侧电极79。
考虑到上述，在涂膜114由氮化铝制成的情况下，在涂膜114上形成 的膜更优选为氮化物或氧氮化物。在涂膜114由氧氮化铝制成的情况下， 没有观察到相对于剥离膜的收率的任何差别，这可以归因于如上所述在涂 膜114上的膜的材料的差别。因此，可以认为，形成涂膜114的氧氮化铝 可以减小在热膨胀系数和内应力方面的差别。
此外，在第一至第十实施方案的方法中，通过制造电流阻塞用的图1 中所示的绝缘膜109和图10中所示的绝缘膜78，可以提高上述氮化物半 导体激光器的小平面中的相对于剥离膜的收率。在氮化物半导体激光器中，在脊条纹部分附近的膜的剥离最显著。发 现，当在脊条纹部分旁边形成的绝缘膜与在小平面上形成的膜接触时，可 以有效地抑制在脊条纹部分附近的膜的剥离。这可能是因为在绝缘膜与在 小平面上形成的膜接触的部分减少了畸变。在此，如果绝缘膜不与在小平 面上形成的膜接触，则相对于剥离膜的收率降低至约全部中的60%。
在脊条纹部分旁边形成的绝缘膜包括，例如由下列材料制成的膜氧 化物(硅、锆、钜、钇、铪、铝、镓等的氧化物)、氮化物(铝、硅等的氮化 物)或氧氮化物(铝、硅等的氧氮化物)。
应指出，尽管在上述第一至第十实施方案中，说明了脊条纹部分111
的条纹宽度是约1.2-2.4pm，但是还可以将本发明适当地应用于照明用的
宽面积型氮化物半导体激光器(其中脊条纹部分111的条纹宽度是约
2-100拜)。
在上述第一至第十实施方案中，涂膜114的形成温度优选等于或高于 200°C。在这种情况下，可以提高氮化铝晶体或形成涂膜114的氧氮化铝 晶体的结晶性。
如果如在第一至第十实施方案中，在制造电极结构和电流阻塞结构之 后形成涂膜114，则考虑到防止这些结构的破裂，涂膜114的形成温度优 选等于或低于500。C。
如上所述，对于在发光部分形成的涂膜114，所述发光部分由氮化物 半导体激光器的氮化物半导体晶体制成，不但在使用氮化铝时，而且在使 用含氧材料如氧氮化铝时，可以使这些材料结晶，使得氮化铝晶体或氧氮 化铝晶体的晶轴与发光部分的氮化物半导体晶体对齐，从而提高氮化物半 导体激光器的COD水平，并且有效地防止发光部分经过长时间的退化。
在此，在上述第一至第十实施方案中，使用n型GaN衬底作为半导 体衬底101。本发明的特征在于，在由氮化物半导体晶体制成的发光部分 形成由氮化铝晶体或氧氮化铝晶体制成的涂膜114，所述氮化铝晶体或氧 氮化铝晶体具有与发光部分的氮化物半导体晶体对齐的晶轴，从而提高氮 化物半导体激光器的可靠性。因此，由组成结构式AlsGatN(s+t^， 0S《1， 03^1)表示的氮化物半导体制成的衬底优选用作半导体衬底101。考虑到 减少与涂膜114的晶格失配并且减少缺陷或畸变，优选将包含铝的氮化物半导体衬底，如AlN衬底或AlGaN衬底用作半导体衬底101。
在上述第一至第十实施方案中，通过将氮化物半导体层依次层叠在由 氮化物半导体制成的半导体衬底上，来制造氮化物半导体激光器。根据半 导体衬底101的氮化物半导体层的生长表面，改变在半导体衬底101的生 长表面上层叠的氮化物半导体层的表面状态，并且还可以改变在氮化物半 导体层的侧表面上形成的涂膜114的结晶性。从而发现，氮化物半导体激 光器的半导体衬底101的生长表面可以影响涂膜114的结晶性。在此，由 氮化物半导体制成的半导体衬底101的氮化物半导体层的生长表面优选为 <:-平面{0001}、 A-平面(ll-20)、 R-平面(l-102)或M-平面O-100)，并且生 长表面与这些晶面的任何一个的斜角优选在2°内。
应该指出，尽管基本上应该用上划线表示的任何给定的数字表示晶体 平面或方向，但是因为表示有限，在本说明书中，它用在任何给定的数字 前面的"-"表示，代替由上划线表示。
此外，在上述第一至第三实施方案中，在涂膜114上形成氧化铝膜115 以控制反射率。备选地，可以形成例如选自下列中的至少一种氧化物膜， 如氧化铝膜、氧化硅膜、氧化钛膜、氧化铪膜、氧化锆膜、氧化铌膜、氧 化钽膜或氧化钇膜；氮化物膜如氮化铝膜或氮化硅膜；以及具有与涂膜114 不同组成的氧氮化物膜如氧氮化铝膜或氧氮化硅膜。备选地，在涂膜114 上可以不形成膜。备选地，可以在涂膜114上形成氟化镁(MgF)膜作为由 氟化物制成的膜。
例如，将厚度为20 nm的氧含量为10原子％的氧氮化铝膜用作涂膜 114，并且在涂膜114上形成厚度为150nm的氮化硅膜。因为如上所述， 氮化硅膜抗湿，并且具有低的氧气渗透性，所以在由氧氮化铝膜形成的涂 膜114上形成氮化硅膜，可以抑制由于氧气的传输导致的发光部分的氧化。
在本发明中，在氮化物半导体发光器件为氮化物半导体二极管器件的 情况下，在氮化物半导体二极管器件的发光表面(光引出表面)上包含氮化 铝晶体或氧氮化铝晶体的涂膜。在此，发光表面指从氮化物半导体二极管 器件中引出光的表面，并且可以是氮化物半导体二极管器件的顶部表面、 底部表面和侧面的任何一个。对氮化物半导体二极管器件的发射波长(具有 最高发射强度的光的波长)没有限制，并且本发明可以适用于在约360nm的紫外范围内的波长、或在可见光区内的波长。此外，由于与上述类似的 原因，优选涂膜的氮化铝晶体或氧氮化铝晶体的晶轴与形成发光表面的氮
化物半导体晶体的晶轴对齐，并且涂膜的厚度优选为至少6nm并且至多 150nm。例如，在本发明的氮化物半导体二极管器件中，可以形成厚度为 6nm的包含氧氮化铝晶体的涂膜，并且可以在其上形成厚度为80nm的氧 化铝膜。
在本发明中，在涂膜由氧氮化铝晶体形成的情况下，可以以渐次变化 的方式改变氧含量(氧含量从发光部分和涂膜之间的界面向涂膜的最外表 面逐渐降低或增加)。实际上，在涂膜中氧含量具有某种程度的变化。优选 地，在涂膜中的氧含量优选在等于或低于35原子°/。的范围内变化。
(第十一实施方案)
图9是示意性地显示MIS型HFET器件的一个优选实例作为在本发明 中的一个示例性氮化物半导体晶体管器件的横截面图。在此，MIS型HFET 器件具有如下构造其中将GaN层72和AlGaN层73依次层叠在半导体 衬底71上。然后，在AlGaN层73上形成源极电极74和漏极电极75使 其相互隔开一定距离。在源极电极74和漏极电极75之间形成栅极绝缘膜 77。在栅极绝缘膜77上形成栅极电极76。在此，GaN层72和AlGaN层 73每一个都是本发明中的氮化物半导体的实例。
在此，在本实施方案中的MIS型HFET器件的特征在于，使用由氮化 铝晶体或氧氮化铝晶体形成的膜作为栅极绝缘膜77，所述氮化铝晶体或氧 氮化铝晶体具有与形成AlGaN层73的氮化物半导体晶体对齐的晶轴。因 此，可以防止泄漏电流并且可以提高可靠性。在此，栅极绝缘膜77的厚 度是例如约10nm，优选在至少2nm并且至多50nm的范围内。
作为这种栅极绝缘膜77，例如，可以使用由组成结构式AldOeNf (d+e+，1， (Xe^).35)表示的氧氮化铝制成的膜。在这种组成结构式中，d 表示铝(A1)的组成比率，e表示氧(O)的组成比率，并且f表示氮(N)的组成 比率。
可以以与第一实施方案中的涂膜114类似的方法形成栅极绝缘膜77。 本发明提供即使在高温和高功率下被驱动时也具有足够的可靠性的氮化物半导体发光器件；和制备所述氮化物半导体发光器件的方法；以及 具有提高的可靠性的氮化物半导体晶体管器件。
此外，本发明可适用于在包含发光部分的小平面部分处具有窗结构的 氮化物半导体激光器(例如，这种一种结构其中在增加带隙并且提高COD
水平的情况下，使在用于GaAs基半导体激光器件的小平面附近的活性层
的组成变得均匀)。
尽管详细描述并且举例说明了本发明，但是显然应理解本发明只是说 明性和示例性的，并且不认为是限制性的，本发明的精神和范围只受到后 附权利要求条款的限制。
权利要求
1.一种氮化物半导体发光器件，所述氮化物半导体发光器件包含在发光部分形成的涂膜，所述涂膜包含氧氮化铝晶体，其中在由氧氮化铝晶体制成的所述涂膜中的氧含量为等于或小于35原子％。
2. 根据权利要求1所述的氮化物半导体发光器件，其中所述涂膜的厚 度是至少6nm并且至多150nm。
3. 根据权利要求1所述的氮化物半导体发光器件，其中在所述涂膜上 形成由氧化物、氧氮化物或氮化物制成的膜。
4. 根据权利要求3所述的氮化物半导体发光器件，其中在所述涂膜上 的所述由氧化物制成的膜是氧化铝膜、氧化硅膜、氧化钛膜、氧化铪膜、 氧化锆膜、氧化铌膜、氧化钽膜或氧化钇膜。
5. 根据权利要求3所述的氮化物半导体发光器件，其中在所述涂膜上 的所述由氧氮化物制成的膜是具有与所述涂膜的组成不同的组成的氧氮 化铝膜或氧氮化硅膜。
6. 根据权利要求3所述的氮化物半导体发光器件，其中在所述涂膜上 的所述由氮化物制成的膜是氮化铝膜或氮化硅膜。
7. 根据权利要求1所述的氮化物半导体发光器件，其中在所述涂膜上 形成氟化镁膜。
8. 根据权利要求1所述的氮化物半导体发光器件，其中所述氮化物半 导体发光器件是氮化物半导体激光器，并且在所述氮化物半导体激光器的 发光侧的小平面上形成所述涂膜。
9. 根据权利要求8所述的氮化物半导体发光器件，其中使用由组成结 构式AlsGatN表示的氮化物半导体制成的衬底作为衬底，其中s+t=l， OSsSl， 0W。
10. 根据权利要求1所述的氮化物半导体发光器件，其中所述氮化物半导体发光器件是氮化物半导体发光二极管器件，并且在所述氮化物半导 体发光二极管器件的发光表面上形成所述涂膜。
11. 根据权利要求IO所述的氮化物半导体发光器件，其中使用由组成 结构式AlsGatN表示的氮化物半导体制成的衬底作为衬底，其中s+t=l，0^1， 0勉。
12. —种制备权利要求1所述的氮化物半导体发光器件的方法，所述 方法包括如下步骤使用氩或氮等离子体辐照所述发光部分；并且在所述等离子体的辐照之后，在所述发光部分形成所述氧氮化铝晶体。
13. 根据权利要求12所述的制备氮化物半导体发光器件的方法，其中 所述氧氮化铝晶体的形成温度至少是200°C。
14. 根据权利要求12所述的制备氮化物半导体发光器件的方法，其中 使用由组成结构式AlxOy表示的靶用氧化铝形成所述氧氮化铝晶体，其中 0<x<l， 0<y<0.6。
全文摘要
本发明提供包含在发光部分形成的，并且包含氮化铝晶体或氧氮化铝晶体的涂膜的氮化物半导体发光器件；和制备所述氮化物半导体发光器件的方法。本发明还提供包含氮化物半导体层和栅极绝缘膜的氮化物半导体晶体管器件，所述栅极绝缘膜与所述氮化物半导体层接触并且包含氮化铝晶体或氧氮化铝晶体。
文档编号H01S5/343GK101609961SQ20091015979
公开日2009年12月23日 申请日期2007年3月6日 优先权日2006年3月6日
发明者川口佳伸, 神川刚 申请人:夏普株式会社