[发明专利]发光器件制造方法

说明书

本发明专利申请是基于2008年12月1日提交的发明名称为“第III族氮化物晶体衬底、发光器件及其制造方法”的中国专利申请200810178828.0号的分案申请。

技术领域

本发明涉及适用于发光器件中的III族氮化物晶体衬底、发光器件和它们的制造方法。

背景技术

发现III族氮化物晶体衬底具有作为多种半导体器件的衬底的极大用途，所述半导体器件包括光电器件元件和电子器件。对于多种使用III族氮化物晶体衬底的半导体器件的特性的改善，要求所述衬底具有低位错密度和有利的结晶度。而且，从III族氮化物晶体衬底的利用效率的观点来看，衬底主面的表面积为10cm²以上，优选20cm²以上，被认为是必要的。

因此，已经提出了大批制造低位错密度的III族氮化物晶体衬底的多种技术。(例如，参见日本未审专利申请2007-161536号公报。)

其中，日本未审专利申请2007-161536号公报公开了如下电子器件具有均一的高击穿电压，所述电子器件包括Al_xGa_yIn_1-x-yN(0≤x，0≤y，x+y≤1)晶体衬底和在该衬底上形成的至少单层半导体层，在所述晶体衬底中，总位错密度是1×10²cm^-2至1×10⁶cm^-2。该文献还公开了，从提高器件击穿电压的观点来看，用于电子器件的衬底中的螺旋位错密度优选是1×10⁴cm^-2以下。

然而，对于衬底位错密度和除电子器件以外的半导体器件(例如发光器件)的特性之间的相互关系，专利申请2007-161536号公报没有清楚说明。

发明内容

因此，本发明的目的是，阐明III族氮化物晶体衬底的位错密度和发光器件特性之间的相互关系，由此制造适用于发光器件中的有用的III族氮化物晶体衬底，并制造包括所述衬底的发光器件，以及提供制造所述发光器件的方法。

在一个方面，本发明涉及具有主面表面积为10cm²以上的III族氮化物晶体衬底，其中，在主面的除了从其外周到距离该外周5mm范围内的周围边缘区域之外的主要区域中，总位错密度是1×10⁴cm^-2至3×10⁶cm^-2，并且螺旋位错密度对总位错密度的比率是0.5以上。在本发明的III族氮化物晶体衬底中，螺旋位错密度对总位错密度的比率可以是0.9以上。

在另一个方面，本发明涉及包括上述III族氮化物晶体衬底和在所述III族氮化物晶体衬底上形成的至少单层III族氮化物层的发光器件。

在还另一个方面，本发明涉及发光器件制造方法，其包括：制备上述III族氮化物晶体衬底的步骤；和将至少单层III族氮化物层沉积到III族氮化物晶体衬底上的步骤。

本发明提供了适用于发光器件中的III族氮化物晶体衬底、包括所述衬底的发光器件以及制造发光器件的方法。

对于本领域技术人员来说，从下面的详细说明并结合附图，本发明的上述及其它的目的、特征、方面和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是表示在其主面上已经形成蚀坑的III族氮化物晶体衬底的概略平面图。

图2是沿着图1中的线II-II截取并以箭头方向看到的概略剖视图。

图3是表示III族氮化物晶体衬底制造方法的一个实例的概略剖视图，其中图3A表示制备下衬底(undersubstrate)的步骤，图3B表示通过液相技术生长III族氮化物晶体的步骤，图3C表示通过气相技术另外生长III族氮化物晶体的步骤。

图4是表示III族氮化物晶体衬底制造方法的另一个实例的概略剖视图，其中图4A表示在通过液相技术生长的III族氮化物晶体上形成主面的步骤，图4B表示通过液相技术另外生长III族氮化物晶体的步骤，图4C表示通过气相技术另外生长III族氮化物晶体的步骤。

图5是发光器件的一个实例的概略剖视图。

图6表示，在发光器件中，III族氮化物晶体衬底的衬底总位错密度以及螺旋位错密度对总位错密度的比率与器件发光强度之间的关系。

具体实施方式

实施方式1