一种半导体外延结构及其应用制造技术

本发明专利技术提出一种半导体外延结构及其应用，衬底；第一半导体层，设置在所述衬底上；有源层，设置在所述第一半导体层上；第二半导体层，设置在所述有源层上；以及空穴注入层，设置在所述第二半导体层上，且所述空穴注入层包括非或低掺杂的氮化镓层，和/或掺杂的氮化镓层。通过本发明专利技术提供的一种半导体外延结构，可提高所述半导体外延结构的质量。述半导体外延结构的质量。述半导体外延结构的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体外延结构及其应用


[0001]本专利技术涉及半导体领域，特别涉及一种半导体外延结构及其应用。

技术介绍

[0002]氮化镓(GaN)是宽禁带材料，电阻率高，氮化镓基二极管芯片在生产、运送过程中产生的静电电荷不易消失，累积到一定程度可以产生很高的静电电压。蓝宝石衬底的二极管芯片正负电极位于芯片同一侧，间距很小，因此对静电的承受能力很小，极易被静电击穿失效，影响器件的寿命。
[0003]氮化镓基二极管的半导体外延结构的有源区采用GaN/InGaN量子阱垒区，但由于GaN/AlGaN两种材料的晶格常数不同，容易产生极化效应，引起位错缺陷，如果这种缺陷得不到有效控制，穿过GaN/InGaN量子阱垒区的线位错会导致大量表面缺陷，形成漏电通道，表面缺陷也影响发光层两侧的半导体层内离子掺杂的效率，进而影响影响空穴浓度，影响芯片发光效率。

技术实现思路

[0004]鉴于上述现有技术的缺陷，本专利技术提出一种半导体外延结构及其应用，旨在改善有源层的发光质量，以及半导体层内离子的掺杂效率，进而提升二极管芯片的发光效率。
[0005]为实现上述目的及其他目的，本专利技术提出一种半导体设备，该半导体外延结构包括：
[0006]衬底；
[0007]第一半导体层，设置在所述衬底上；
[0008]有源层，设置在所述第一半导体层上；
[0009]第二半导体层，设置在所述有源层上；以及
[0010]空穴注入层，设置在所述第二半导体层上，且所述空穴注入层包括非或低掺杂的氮化镓层，和/或掺杂的氮化镓层。
[0011]可选的，所述空穴注入层包括第一掺杂层和第二掺杂层，所述第二掺杂层位于所述第一掺杂层上，且所述第一掺杂层的掺杂浓度小于所述第二掺杂层的掺杂浓度。
[0012]可选的，所述第一掺杂层具有第一掺杂浓度，所述第一掺杂浓度的范围为0～1
×
1019atom/cm3。
[0013]可选的，所述第二掺杂层具有第二掺杂浓度，所述第二掺杂浓度的范围为0～1
×
1019atom/cm3。
[0014]可选的，所述第二半导体层具有第三掺杂浓度，且所述第三掺杂浓度小于所述第二掺杂浓度。
[0015]可选的，所述第一掺杂层的厚度为所述第二掺杂层厚度的40％～50％。
[0016]可选的，所述空穴注入层还包括第三掺杂层，且所述第三掺杂层位于所述第二掺杂层上，且所述第三掺杂层的浓度大于所述第二掺杂层的掺杂浓度。
[0017]可选的，所述空穴注入层包括Inx1Gay1N、Inx2Gay2N和Inx3Gay3N，且X3<X2<X1≤1。
[0018]可选的，所述空穴注入层包括交替的Inx1Gay1N与Inx2Gay2N的n个周期循环，且n≥1，Xn<...<X3<X2<X1≤1。
[0019]本专利技术还提供一种半导体器件，包括如上所述的半导体外延结构。
[0020]本专利技术还提供一种发光二极管，其特征在于，包括如上所述的半导体外延结构。
[0021]本专利技术还提供一种微型发光二极管，其特征在于，包括如上所述的半导体外延结构。
[0022]本专利技术还提供一种微型发光二极管显示器，其特征在于，包括如上所述的微型发光二极管。
[0023]综上所述，本专利技术提出一种半导体外延结构及其应用，通过设置空穴注入层，将通过不同厚度、不同浓度的GaN和InGaN的组合，减少AlGaN层、P型掺杂层中间的晶格失配，减少位错密度，改善表面形貌。通过不同浓度的In掺杂，利用In原子强活性特性，进一步促进P型Mg掺杂的效率，提高空穴浓度，从而增加了单位时间内复合产生的光子数目，进而增强了发光二极管的发光强度和效率。本专利技术提出一种半导体外延结构及其应用，可以获得高质量的外延结构，可以提高耐压具有较高的耐压性能，提高所述半导体外延结构的质量。
附图说明
[0024]图1：本实施例中半导体设备结构示意图。
[0025]图2：本实施例中一过度腔结构示意图。
[0026]图3：本实施例中清洗腔结构示意图。
[0027]图4：本实施例中预热腔结构示意图。
[0028]图5：本实施例中生长腔结构示意图。
[0029]图6：本实施例中靶材及背板结构简要示意图。
[0030]图7：本实施例中另一半导体设备结构简要示意图。
[0031]图8：本实施例中沉积腔结构示意图。
[0032]图9：第一沉积腔体的结构示意图。
[0033]图10：扩散板的示意图。
[0034]图11：第一进气管路和第二进气管路的结构示意图。
[0035]图12：基板入口的示意图。
[0036]图13：第二管路的示意图。
[0037]图14：一种半导体设备的结构示意图。
[0038]图15：一种设置有空穴注入层的半导体外延结构图。
[0039]图16：一种极性面与非极性面示意图。
[0040]图17：一种具有稳定波长的半导体外延结构图。
[0041]图18：一种设置有电阻层的半导体外延结构图。
[0042]图19：图18所示的半导体外延结构等效电路图。
[0043]图20：一种微型发光二极管结构示意图。
[0044]图21：一种大角度微型发光二极管结构示意图。
[0045]图22：一种小角度微型发光二极管结构示意图。
[0046]图23：图21所示的遮挡层结构示意图。
[0047]图24：一种覆盖两个侧面的遮挡层示意图。
[0048]图25：一种覆盖四个侧面的遮挡层示意图。
[0049]图26：一种设置有填平层的微型发光二极管结构示意图。
[0050]图27：图25所示的填平层的结构示意图。
[0051]图28：图25所示的微型发光二极管焊接在基板上的受力示意图。
[0052]图29：未设置填平层的微型发光二极管结构的发光角度示意图。
[0053]图30：图25所示微型发光二极的发光角度示意图。
[0054]图31：一种电极上设置有金属叠层的微型发光二极管示意图。
[0055]图32：一种具有特殊导电结构的微型发光二极管示意图。
[0056]图33：一种具有防水保护层的微型发光二极管示意图。
[0057]图34：图32所示的保护膜层的结构示意图。
[0058]图35：图33所示的突出结构的电镜图。
[0059]图36：疏水性不同的表面，液滴边缘切线与基准面之间的夹角示意图。
[0060]图37：一种电极之间设置支撑层的微型发光二极管示意图。
[0061]图38：一种微型发光二极管转移装置结构示意图。
[0062]图39：一种微型发光二极管转移装置的结构俯视图。
[0063]图40：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体外延结构，其特征在于，包括：衬底；第一半导体层，设置在所述衬底上；有源层，设置在所述第一半导体层上；第二半导体层，设置在所述有源层上；以及空穴注入层，设置在所述第二半导体层上，且所述空穴注入层包括非或低掺杂的氮化镓层，和/或掺杂的氮化镓层。2.根据权利要求1所述的半导体外延结构，其特征在于，所述空穴注入层包括第一掺杂层和第二掺杂层，所述第二掺杂层位于所述第一掺杂层上，且所述第一掺杂层的掺杂浓度小于所述第二掺杂层的掺杂浓度。3.根据权利要求2所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第一掺杂层具有第一掺杂浓度，所述第一掺杂浓度的范围为0～1
×
10
19
atom/cm3。4.根据权利要求2所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第二掺杂层具有第二掺杂浓度，所述第二掺杂浓度的范围为0～1
×
10
19
atom/cm3。5.根据权利要求2所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第二半导体层具有第三掺杂浓度，且所述第三掺杂浓度小于所述第二掺杂浓度。6.根据权利要求2所述的半导体外延结构，其特征在于，所述第一掺杂层的厚度为所述第二掺杂层厚度的40％～50％。7.根据权利要求2所述的半导体外延结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫军，
申请(专利权)人：广东晶相光电科技有限公司苏州辰华半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：