[发明专利]Ⅲ族氮化物基化合物半导体发光器件

说明书

本申请基于2007年7月24日提交的日本专利申请第2007-191510号， 其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及III族氮化物基化合物半导体发光器件。本文中，III族氮 化物基化合物半导体发光器件包括式为Al_xGa_yIn_1-x-yN(x、y和x+y均不小 于0且不大于1)并且掺杂有任意元素以具有n-型/p-型导电性的半导体。 此外，所述发光器件还包括其III族元素或IV族元素的一部分被B、Tl、 P、As、Sb或Bi置换的半导体。

背景技术

III族氮化物基化合物半导体发光器件通常通过在异质衬底上利用 MOVPE进行外延生长形成，此时其膜厚度沿具有所谓“Ga极性”的c- 轴方向增长。在此，外延膜的表面对应于c-晶面。

而且，当将具有c-晶面作为主晶面的GaN衬底用于MOVPE外延生 长时，针对结晶质量、电特性和光学特性，通常使用具有“Ga极性”的 GaN衬底的c-晶面。在这种情况下，外延生长膜生长为其膜厚度沿具有“Ga 极性”的c-轴方向增长。相反，使用具有“N极性”的c-晶面是不利的， 此时难以获得均匀的外延生长膜，并且晶体很可能成为粗制晶体。

JP-A-2003-101149公开了一种将外延生长膜的极性从“Ga极性”反 转成“N极性”的技术。在此，极性反转是指将外延膜的整个表面处的完 全的“Ga极性”改变成外延膜表面的一部分处(例如在许多显微区域中) 的“N极性”，而不是外延膜的整个表面处的完全的“N极性”。

JP-A-06-291368公开了一种使p-型层具有用于提高发光器件的光提 取效率的凹凸表面的技术。

除了JP-A-06-291368以外，还提出了使p-型层或正电极表面具有用 于提高发光器件的光提取效率的凹凸表面的许多技术。然而，p-型层表面 是通过在c-轴方向上的生长而形成的最终晶面，即具有“Ga极性”的晶 面。“Ga极性”的c-晶面表现出对于利用酸或碱溶液的湿蚀刻的高耐蚀性， 因此难以在其上湿蚀刻形成凹凸表面。

以下方法用于通过湿蚀刻形成凹凸表面。

在用于外延生长之后，将异质衬底剥离并由此暴露出先前接触异质衬 底的作为c-晶面的“N极性”侧。然后，对“N极性”侧(通常为负电极 侧)进行湿蚀刻以形成凹凸表面。

或者，使用具有c-晶面作为主晶面的GaN衬底进行MOVPE外延生 长。然后，对与用于外延生长的表面(即GaN衬底的Ga极性侧)相反的 N极性侧进行湿蚀刻以形成凹凸表面。同样，在这种情况下，GaN衬底(即 N极性侧)通常位于负电极侧上。

当在外延生长期间在生长表面上形成凹凸表面时，形成条件必须远离 使外延膜具有良好结晶质量的最优条件。因此，器件特性必然劣化，尤其 是驱动电压不可避免地增大。

发明内容

本发明的一个目的是提供具有提高的光提取效率的HI族氮化物基化 合物半导体发光器件。

(1)根据本发明的一个实施方案，一种III族氮化物基化合物半导 体发光器件包括：

极性反转层，其包括具有凸部的表面；和

形成在所述极性反转层上的透明电极。

在上述实施方案(1)中，可以作出以下变化或改变。

(i)所述极性反转层具有不小于1×10²⁰原子/cm³的镁浓度。

(ii)所述极性反转层具有不小于2×10²⁰原子/cm³且不大于5×10²¹原子/cm³的镁浓度。

(iii)所述极性反转层包括镁掺杂的Al_xGa_1-xN(0≤x＜1)。

(iv)所述具有凸部的表面通过使用磷酸、氢氧化钾和四甲基氢氧化 铵其中之一的湿蚀刻而形成。

(v)所述表面包括约1×10⁷/cm²至约1×10¹⁰/cm²的凸部。

(vi)所述表面包括约1×10⁸/cm²至约1×10⁹/cm²的凸部。