體和包含Mg的摻雜劑氣體形成ρ型中間層； 摻雜劑氣體供給步驟，所述摻雜劑氣體供給步驟供給摻雜劑氣體同時(shí)停止供給第一原料氣 體；以及P型接觸層形成步驟，所述P型接觸層形成步驟通過供給至少第一原料氣體和摻雜 劑氣體形成P型接觸層。
[0131] 在半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)中所使用的載氣的實(shí)例包括氫氣（?)、氮?dú)猓∟2)、以及氫氣與 氮?dú)獾幕旌衔铮℉2+N2)。除非在之后描述的步驟中另有說明，否則可以使用任何載氣。使 用氨氣（NH3)作為氮源，并且使用三甲基鎵（Ga(CH3)3: "TMG"）作為鎵源。使用三甲基銦 (In(CH3)3: "TMI"）作為銦源，并且使用三甲基鋁（A1(CH3)3: "TMA"）作為鋁源。使用硅烷 (SiH4)作為η型摻雜劑氣體，以及使用雙（環(huán)戊二烯）鎂（Mg(C5H5)2:下文中，稱為"Cp2Mg"） 作為P型摻雜劑氣體。
[0132] 4-1.η型半導(dǎo)體層形成步驟
[0133] 4-1-1.η型接觸層形成步驟
[0134] 首先，用氫氣清洗基底110。然后，在基底110的主表面上形成緩沖層120,并且在 供給硅烷（SiH4)的情況下在緩沖層120上形成η型接觸層130。在上述層形成期間，基底 溫度為l〇〇〇°C至 1200°C。
[0135] 4-1-2.η側(cè)ESD層形成步驟
[0136] 隨后，在η型接觸層130上形成η側(cè)ESD層140。為了形成i-GaN層，停止供給硅 烷（S%)。在該步驟中，基底溫度為例如750°C至950°C。然后，為了形成η型GaN，再次開 始供給硅烷（SiH4)。在隨后的步驟中，基底溫度為750°C至950°C，該溫度范圍與形成i-GaN 層所使用的溫度范圍相同。
[0137] 4-1-3.η側(cè)超晶格層形成步驟
[0138] 然后，在η側(cè)ESD層140上形成η側(cè)超晶格層150。在一個(gè)具體方式中，重復(fù)地沉 積InGaN層和η型GaN層。在該步驟中，基底溫度為例如700 °C至950 °C。
[0139] 4-2.發(fā)光層形成步驟
[0140] 在η側(cè)超晶格層150上形成發(fā)光層160。在一個(gè)具體方式中，重復(fù)地沉積InGaN 層、GaN層和AlGaN層。在該步驟中，基底溫度為例如700 °C至900 °C。
[0141] 4-3.p型半導(dǎo)體層形成步驟
[0142] 4-3-1.p側(cè)超晶格層形成步驟（p型覆層形成步驟）
[0143] 在發(fā)光層160上形成p側(cè)超晶格層170。在一個(gè)具體方式中，重復(fù)地沉積p型GaN 層、p型AlGaN層和p型InGaN層。可以使用雙（環(huán)戊二稀）鎂（Mg(C5H5) 2)作為p型摻雜 氣體。從而獲得在圖9中所示出的層狀結(jié)構(gòu)。
[0144] 4-3-2.p型中間層形成步驟
[0145] 在p型中間層形成步驟和p型接觸層形成步驟中，使用上述第一形成方法至第六 形成方法中的任何一個(gè)。P型中間層形成步驟包括在P側(cè)超晶格層170上形成第一P型中 間層的步驟，以及在第一P型中間層上形成第二P型中間層的步驟。
[0146] 在該步驟中，在p側(cè)超晶格層170上形成第一p型GaN層181。在形成第一p型 GaN層181時(shí)，不供給p型摻雜劑氣體。然而，第一p型GaN層181通過在形成p側(cè)超晶格 層時(shí)使用的摻雜劑氣體的記憶效應(yīng)摻雜有Mg。然后，在第一p型GaN層181上形成第二p 型GaN層182。在形成第二p型GaN層182時(shí)，供給p型摻雜劑氣體。
[0147] 隨后，在形成p型中間層180時(shí)，供給至少氮?dú)庾鳛檩d氣。例如，使用氫氣與氮?dú)?的混合物（H2+N2)。在該載氣中氮原子的摩爾比在20%至80%的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在30%至 80%的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在40%至70%的范圍內(nèi)。
[0148] 氫氣促進(jìn)組成原子的迀移，從而提高層的表面平坦度。然而，氫氣有時(shí)被結(jié)合在晶 體中并且與Mg結(jié)合。在這種情況下，氫氣抑制Mg的活化。相反，氮?dú)庖种凭w的分解，從 而防止氮原子從晶體脫附。
[0149] 4-3-3.p型接觸層形成步驟
[0150] 在p型中間層180上形成p型接觸層190。供給至少氫氣作為載氣，從而提高p型 接觸層190的表面平坦度。將基底溫度調(diào)節(jié)為落在800°C至1200°C的范圍內(nèi)。通過這個(gè)步 驟，在基底110上沉積如圖10所示的這些半導(dǎo)體層。
[0151] 4-4.電極形成步驟
[0152] 然后，在p型接觸層190上形成p電極P1。如圖11所示，通過激光輻射或蝕刻從 P型接觸層190側(cè)部分地去除半導(dǎo)體層，從而露出η型接觸層130。然后，在由此露出的區(qū) 上形成η電極Ν1?？梢詧?zhí)行ρ電極Ρ1形成步驟和η電極Ν1形成步驟中的任一個(gè)。
[0153] 4-5.其他步驟
[0154] 除了前述步驟之外，可以執(zhí)行另外的步驟，例如用保護(hù)膜覆蓋器件的步驟和熱處 理步驟。以這樣的方式，制造如圖1所示的發(fā)光器件100。
[0155] 5.本發(fā)明實(shí)施方案的效果
[0156] 用于制造本發(fā)明實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件100的方法包括第一階段ΤΑ1與第三 階段ΤΑ3之間的第二階段ΤΑ2,在第二階段ΤΑ2中停止半導(dǎo)體層的沉積并且供給摻雜劑氣 體。通過該制造方法制造的發(fā)光器件100的Ρ型接觸層190具有小的厚度和高M(jìn)g濃度。因 而，在P型接觸層190與ρ電極P1之間形成了使得容易隧穿的薄的肖特基勢(shì)皇。即，發(fā)光 器件100的驅(qū)動(dòng)電壓低于傳統(tǒng)發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)電壓。
[0157] 在用于制造根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件100的方法中，在第三供給步驟中 可以充分地降低沉積速率。因此，容易調(diào)節(jié)發(fā)光器件100的P型接觸層190的厚度。因此， 多個(gè)發(fā)光器件之間的驅(qū)動(dòng)電壓的偏差小于傳統(tǒng)發(fā)光器件之間的驅(qū)動(dòng)電壓的偏差。
[0158] 6.變化方案
[0159] 6-1.組合
[0160] 在實(shí)施方案1中，描述了第一形成方法至第六形成方法的ρ型層形成步驟。這些 方法可以自由地組合。
[0161] 6-2.基底溫度
[0162] 在實(shí)施方案1中，在ρ型層形成步驟中基底溫度恒定。然而，在ρ型層形成步驟期 間，基底溫度可以升高。例如，在第二階段TA2期間基底溫度升高。從而，Mg容易地結(jié)合到 P型接觸層190中。基底溫度優(yōu)選地在800°C至1200°C的范圍內(nèi)。
[0163] 6-3.ρ型層的重復(fù)形成
[0164] 可以重復(fù)地形成實(shí)施方案1的第一ρ型GaN層181、第二ρ型GaN層182和ρ型接 觸層190。重復(fù)的數(shù)目在2至100的范圍內(nèi)。
[0165] 6-4.倒裝芯片型、基底剝離型
[0166] 在本實(shí)施方案中，本發(fā)明被應(yīng)用于面朝上型發(fā)光器件100。然而，不必說，本發(fā)明可 以應(yīng)用于在基底上具有光抽取面的倒裝芯片型發(fā)光器件或者通過基底剝離生成的發(fā)光器 件。
[0167] 6-5.ρ型中間層的數(shù)目
[0168] 在本實(shí)施方案中，ρ型中間層180包括第一ρ型GaN層181和第二ρ型GaN層182 的兩個(gè)層。然而，P型中間層180可以包括一層或不少于三層。
[0169] 6-6.ρ型中間層的類型
[0170] 在本實(shí)施方案中，ρ型中間層180是通過沉積第一ρ型GaN層181和第二ρ型GaN 層182形成的。然而，ρ型中間層180可以由除了ρ型GaN之外的ρ型第III族氮化物半 導(dǎo)體形成。
[0171] 7.本實(shí)施方案的總結(jié)
[0172] 如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案的發(fā)光器件100具有厚度小和Mg濃度高的p型接觸層 190。因此，p電極P1與p型接觸層190之間的接觸電阻小，從而實(shí)現(xiàn)了具有低驅(qū)動(dòng)電壓的 半導(dǎo)體發(fā)光器件。
[0173] 用于制造根據(jù)本實(shí)施方案的半導(dǎo)體發(fā)光器件的方法具有第二階段TA2。通過調(diào)節(jié) 第二階段TA2的時(shí)長(zhǎng)或者第二階段TA2期間的供給量容易控制p型接觸層190的Mg濃度。
[0174] 上述實(shí)施方案僅為示例。因此，不必說，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以做出 各種更改方案和變化方案。該分層產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不一定限于附圖中所示出的一個(gè)結(jié)構(gòu)。例如， 可以選擇任何層狀結(jié)構(gòu)，或者可以確定任何數(shù)目的層單元用于形成每個(gè)層。不一定通過金 屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積（M0CVD)進(jìn)行晶體生長(zhǎng)，可以使用利用載氣的任何其他的晶體生長(zhǎng)方 法。
[0175] 實(shí)施例
[0176] 1.驅(qū)動(dòng)電壓
[0177] 1-1.樣品的制備
[0178] 通過本實(shí)施方案中所描述的第一形成方法制備p型中間層180和p型接觸層190。 更具體地，制備其中在第二供給步驟中第二階段TA2的長(zhǎng)度變化的半導(dǎo)體發(fā)光器件。測(cè)量 關(guān)于在不同長(zhǎng)度的第二階段TA2的情況下制成的發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)電壓。
[0179] 1-2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0180] 圖12是示出第二供給階段的時(shí)間長(zhǎng)度與驅(qū)動(dòng)電壓之間的關(guān)系的圖。圖12的橫軸 示出第二供給時(shí)間，并且縱軸示出驅(qū)動(dòng)電壓。在圖12中，繪出了在第二供給時(shí)間為0秒時(shí) 被定義為1 (參考值）的驅(qū)動(dòng)電壓的相對(duì)值。
[0181] 如圖12所示，在第二供給時(shí)間為10秒時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓為0.993。即，通過執(zhí)行第二 供給步驟僅10秒，驅(qū)動(dòng)電壓減少了 〇. 7 %。此外，在第二供給時(shí)間為20秒時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓為 0.998。即，通過執(zhí)行第二供給步驟僅20秒，驅(qū)動(dòng)電壓減少了 0.2%。用這樣的方法，通過執(zhí) 行第二供給步驟提高了驅(qū)動(dòng)電壓。
[0182] 從圖12中可以清楚看出，第二供給步驟被執(zhí)行僅20秒的發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)電壓高 于第二供給步驟被執(zhí)行僅10秒的發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)電壓。據(jù)認(rèn)為這是因?yàn)殡S著第二供給步 驟中第二階段TA2的長(zhǎng)度的增加，p型接觸層190的Mg濃度過度增加，從而使晶體質(zhì)量稍微 劣化。此外，P型接觸層190的Mg濃度還取決于：在第一供給步驟中包含Mg的摻雜劑氣體 的供給濃度和第一階段TA1的長(zhǎng)度；在第三供給步驟即p型接觸層形成步驟中包含Mg的摻 雜劑氣體的供給濃度；以及第二供給步驟的第二階段TA2的長(zhǎng)度。然而，為了有效地實(shí)現(xiàn)對(duì) 于非常薄的P型接觸層190的期望的Mg濃度，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)第二階段TA2或者M(jìn)g(C5H5) 2 的供給量SB2和SB3。這些數(shù)值不限于具體值。然而，為了縮短循環(huán)時(shí)間并且提高生產(chǎn)效 率，第二階段TA2的時(shí)間為1秒至60秒，優(yōu)選地為3秒至30秒，更優(yōu)選地為5秒至20秒。
[0183] 2.靜電擊穿電壓
[0184] 2-1.樣品的制備
[0185] 以與上面的驅(qū)動(dòng)電壓的實(shí)驗(yàn)相同的方法制備實(shí)驗(yàn)樣品。
[0186] 2-2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0187] 圖13是示出第二供給時(shí)間與關(guān)于ESD(靜電放電）的評(píng)估的合格產(chǎn)品的良品率 (yieldratio)(在下文中僅被稱為"ESD良品率"）之間的關(guān)系的圖。圖13的橫軸示出第 二供給步驟的時(shí)間長(zhǎng)度，并且圖13的縱軸示出ESD良品率。
[0188] 如圖13所示，在第二供給步驟的時(shí)間長(zhǎng)度為0秒的情況下，ESD良品率為0. 897。 在第二供給步驟的時(shí)間長(zhǎng)度為10秒的情況下，ESD良品率為0. 982。在第二供給步驟的時(shí) 間長(zhǎng)度為20秒的情況下，ESD良品率為0. 974。
[0189] 因而，在第二供給步驟的時(shí)間長(zhǎng)度為10秒的情況下，ESD良品率提高了 0.085(8. 5 %