TWI446574B - A compound semiconductor substrate, a light-emitting element using the same, and a method for producing a compound semiconductor substrate - Google Patents

A compound semiconductor substrate, a light-emitting element using the same, and a method for producing a compound semiconductor substrate Download PDF

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TWI446574B
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Description

化合物半導體基板、使用此基板而成的發光元件以及化合物半導體基板的製造方法
本發明是有關於一種化合物半導體基板、使用此基板而成的發光元件以及化合物半導體基板的製造方法，具體上，是有關於一種能夠製造出高亮度且可提升導電性的發光元件之化合物半導體基板、使用此基板而成的發光元件以及化合物半導體基板的製造方法。
先前已知有在GaAs單晶基板上，形成發光層部與電流擴散層而成之發光元件。
例如，已知在GaAs單晶基板上，形成由AlGaInP所構成的發光層部與由GaP所構成的電流擴散層(以下，亦有簡稱GaP層之情形)之發光元件。該GaP電流擴散層，其發光層部側是藉由有機金屬氣相磊晶成長法(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy法、以下簡稱為MOVPE法)較薄地形成後，藉由氫化物氣相磊晶成長法(Hydride Vapor Phase Epitaxy法、以下簡稱為HVPE法)，例如有將GaP磊晶層成長至整體為200微米左右的厚度之情形。
而且，為了實現由AlGaInP所構成的發光元件之高亮度化，先前已知有將光吸收性的GaAs單晶基板除去並接合光透射性的GaP基板之發光元件。
又，亦有揭示一種技術(參照美國專利第5,008,718號 公報)，是除去GaAs單晶基板後，磊晶成長GaP層來代替接合GaP基板。
在先前技術，為了達成高亮度化，接合GaP基板之技術時，是隨著製程的複雜化而有製造成本變高之問題，並且有接合部剝離之問題。
又，磊晶成長GaP層來代替接合之技術時，雖然消除了成本或剝離之問題，但是由於在發光元件通電時導電性變差，會有消耗電力增加之問題。
本發明是為了解決前述課題而進行，其目的是提供一種化合物半導體基板，針對代替GaAs基板之磊晶成長有GaP層而形成的化合物半導體基板，其在發光元件通電時的導電度良好；以及提供一種使用此基板而成的發光元件以及化合物半導體基板的製造方法。為了解決前述課題，本發明是提供一種化合物半導體基板，其特徵在於：是至少具備發光層、第一電流擴散層及第二電流擴散層之化合物半導體基板；該發光層，具有由AlGaInP所構成的第一導電型包覆層(clad layer)、活性層及第二導電型包覆層；該第一電流擴散層是形成於該發光層的一側之主表面側；而該第二電流擴散層是形成於前述發光層的另一側之主表面側；其中，在前述發光層與前述第二電流擴散層之間，形成有能帶隙(band gap)比前述第一導電型包覆層小之(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層。
如此，本發明的化合物半導體基板，是在發光層的第一導電型包覆層與第二電流擴散層之間，形成有由能帶隙比由AlGaInP所構成的第一導電型包覆層小之(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層(以下亦記載為AlGaInP下部層)。
若直接連接發光層(第一導電型包覆層)與第二電流擴散層，則由於存在於其連接界面之能量障壁，導電度變差而致使消耗電力增加，但是藉由在發光層與第二電流擴散層之間，設置能帶隙比第一導電型包覆層小之AlGaInP下部層，能夠減少在第一導電型包覆層與第二電流擴散層之間之能量障壁。而且，在發光元件通電流時的導電性良好，藉此，成為一種化合物半導體基板，能夠形成可實現高亮度化及減少消耗電力的發光元件。
又，前述第一電流擴散層及前述第二電流擴散層，較佳是藉由磊晶成長所形成。
如此，藉由設成以磊晶成長來形成第一及第二電流擴散層，相較於藉由貼合而形成者，不容易剝落且能夠減少在第一導電型包覆層與第二電流擴散層之間、以及在第二導電型包覆層與第一電流擴散層之間之不純物量，藉此，作為發光元件而施加電流時，能夠更降低正向電壓。
又，前述第一電流擴散層及前述第二電流擴散層，較佳是由GaP或GaAsP所構成。
如此，利用將第一及第二電流擴散層，設成是由光透過性的GaP或GaAsP所構成，則能夠更提高發光元件的 亮度。
又，前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，較佳是其晶格常數，晶格匹配於GaAs。
如此，AlGaInP下部層的晶格常數，若是晶格匹配於GaAs晶格時，例如磊晶成長而形成AlGaInP下部層時，能夠安定地在GaAs基板上形成。
又，前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，較佳是其混晶比x滿足x≦0.1的關係。
如此，藉由將AlGaInP下部層的Al的混晶比x設為0.1以下，能夠作成導電性更佳的化合物半導體基板，因此能夠進一步抑制消耗電力。
又，前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，較佳是其混晶比x能夠滿足x=0之關係。
而且，利用將AlGaInP下部層的Al的混晶比x設為0，能夠作成一種導電性極佳的化合物半導體基板。
又，本發明是提供一種發光元件，其特徵在於：使用本發明所記載的化合物半導體基板而被製造出來。
如此，使用前述化合物半導體基板而被製造出來之發光元件，能夠作成高亮度且導電性良好，並能抑制消耗電力。
又，本發明是提供一種化合物半導體基板的製造方法，其特徵在於至少具有：在GaAs基板上，使能帶隙(band gap)比在後面形成的第一導電型包覆層小之(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦ 1)層，磊晶成長之製程；在該(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層的主表面，依照以下順序磊晶成長由AlGaInP所構成的第一導電型包覆層、活性層及第二導電型包覆層，來形成發光層之製程；在該發光層的主表面，使第一電流擴散層氣相成長之製程；除去前述GaAs基板之製程；以及在已除去該GaAs基板側的前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層的主表面，磊晶成長第二電流擴散層之製程。
如此，在GaAs基板上，使能帶隙(band gap)比第一導電型包覆層小之AlGaInP下部層，磊晶成長，且在除去GaAs基板後，使第二電流擴散層在AlGaInP下部層的表面上成長。藉此，能夠降低在第二電流擴散層的磊晶成長界面所產生的能量障壁，因此，能夠製造出一種導電性良好的發光元件用之化合物半導體基板。
又，前述第一電流擴散層及第二電流擴散層，較佳是設為由GaP或GaAsP所構成。
如此，藉由將GaP或GaAsP作為第一電流擴散層及第二電流擴散層而使其氣相成長，能夠將該電流擴散層作成光透過性，藉此，能夠製造出一種更高亮度的發光元件用之化合物半導體基板。
又，前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，較佳 是作成晶格匹配於前述GaAs基板。
如此，藉由AlGaInP下部層的晶格常數，是作成晶格匹配於GaAs基板，能夠在GaAs基板上安定地磊晶成長AlGaInP下部層。
又，前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，較佳是以其混晶比x滿足x≦0.1的方式，來使其磊晶成長。
如此，藉由將Al的混晶比x設為0.1以下，來磊晶成長AlGaInP下部層，其導電性更為良好，亦即能夠提供一種發光元件用之化合物半導體基板的製造方法，該發光元件可抑制消耗電力。
又，前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，較佳是以其混晶比x滿足x=0的方式，來使其磊晶成長為佳。
而且，藉由將Al的混晶比x設為0，來磊晶成長AlGaInP下部層，能夠製造出一種導電性非常良好的化合物半導體基板。
如上述說明，本發明的化合物半導體基板，藉由在發光層(第一導電型包覆層)與第二電流擴散層之間，設置能帶隙(band gap)比前述第一導電型包覆層小之AlGaInP下部層，能夠降低在第一導電型包覆層與第二電流擴散層的界面所產生的能量障壁，因而，能夠成為一種在發光元件通電流時的導電性良好之化合物半導體基板。
以下，具體地說明本發明。
如前述，針對一種代替GaAs基板之之磊晶成長有GaP層而形成的化合物半導體基板，其在發光元件通電時的導電度良好之化合物半導體基板、使用此基板而成的發光元件以及化合物半導體基板的製造方法，是有待開發。因此，本發明人，在將光吸收性的GaAs單晶基板除去並磊晶成長光透過性的GaP層時，對於作為發光元件並通電時導電性變差的原因，進行重複專心研討時，發現在發光層的第一導電型包覆層上，直接磊晶成長第二電流擴散層而成之化合物半導體基板，由於在成長界面產生的能量障壁，致使導電度變差。
關於此問題之解決手段，本發明人進一步重複專心研討的結果，發現當磊晶成長來形成第二電流擴散層時，藉由在能帶隙(band gap)比前述第一導電型包覆層小之AlGaInP下部層上，形成第二電流擴散層，能夠降低在第一導電型包覆層與第二電流擴散層之間所產生的能量障壁，而完成了本發明。
以下，參照第1圖、2圖來詳細地說明本發明，但是本發明是未限定於這些說明。第1圖是表示本發明的化合物半導體基板之一個例子之概略圖。
本發明的化合物半導體基板10，是至少具有n型的第二電流擴散層18、(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)(AlGaInP下部層)14、發光層15及p型的第一電流擴散 層17。其中，發光層15是至少由第一導電型包覆層(n型AlGaInP包覆層，由AlGaInP所構成)15a、活性層(主動層)15b及第二導電型包覆層(p型AlGaInP包覆層)15c所構成。又，第一電流擴散層17，在第二導電型包覆層15c側，具有p型Gap連接層16。
而且，(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層14，是能帶隙比第一導電型包覆層15a小者。
為了使該(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層14的能帶隙，比第一導電型包覆層15a的能帶隙小，例如能夠藉由使由AlGaInP所構成的第一導電型包覆層(AlaGa1-a )b In1-b P(0≦a≦1、0<b≦1)之Al的混晶比a及In的混晶比b、與(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層14之Al的混晶比x及In的混晶比y之關係，為滿足a>x、b=y者來達成。在此，雖然亦能夠藉由改變In的混晶比使其為b>y來減小能帶隙，但是由於晶格常數變為不符合之緣故，因此以不改變In的混晶比而改變Al的混晶比為佳。
如此，化合物半導體基板10，作成在第二電流擴散層18與第一導電型包覆層15a之間，具有能帶隙比第一導電型包覆層15a小的AlGaInP下部層14的結構，相較於第二電流擴散層與第一導電型包覆層是直接連接之基板，能夠減小存在於其連接界面的能量障壁。藉此，作為發光元件而施加電流時能夠降低正向電壓，能夠作成可減少消耗電力之化合物半導體基板。
在此，第一電流擴散層17及第二電流擴散層18，能夠藉由磊晶成長來形成。
如此，將第一及第二電流擴散層，藉由磊晶成長來形成，藉此，相較於藉由貼合而形成時之化合物半導體基板，能夠使該層變為不容易剝落。又，能夠減少在第一導電型包覆層與第二電流擴散層之間、以及在第二導電型包覆層與第一電流擴散層之間之不純物量，藉此，作為發光元件而施加電流時能夠抑制正向電壓增加，亦即能夠使導電度變為更良好。
又，第一電流擴散層17及第二電流擴散層18，能夠是由GaP或GaAsP所構成者。
藉由將第一電流擴散層或第二電流擴散層設為使光線透過的GaP或GaAsP，因為從活性層所發出的光線不會被該電流擴散層吸收而能夠往發光元件外放出，所以能夠作成使發光亮度更強者。
又，AlGaInP下部層14的晶格常數，能夠作成晶格匹配於GaAs。
AlGaInP下部層的晶格常數，若是與GaAs晶格匹配，例如GaAs基板上藉由磊晶成長而形成AlGaInP下部層時，能夠安定地使其成長，又，能夠作成結晶性良好者。
而且，AlGaInP下部層((Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層)14，其Al的混晶比x為滿足x≦0.1的關係者，以x=0為更佳。
藉由作成上述般的混晶比的AlGaInP下部層，因為能 夠更減小第二電流擴散層與第一導電型包覆層之間之能量障壁，能夠能作成導電性更佳者，藉此，成為能夠一種化合物半導體基板，可做出能夠進一步地減少消耗電力的發光元件。
此種本發明的化合物半導體基板，能夠藉由以下所例示之化合物半導體基板的製造方法來製造，當然未限定於此方法。在此，第2圖是表示本發明的化合物半導體基板的製造方法之一個例子之製造流程。
(製程1)
首先，如第2圖所示之製程1，先準備作為成長用單晶基板之n型GaAs基板11，洗淨後放入MOVPE的反應器中。
(製程2)
接著，如製程2所示，在先前放入的GaAs基板11上，磊晶成長n型GaAs緩衝層12、以及n型AlInP蝕刻中止層13。
(製程3)
接著，如製程3所示，在n型AlInP蝕刻中止層13的表面上，藉由MOVPE法，磊晶成長10奈米以上、1微米以下(例如100奈米)之(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層(AlGaInP下部層)14。此時，AlGaInP下部層14是作成其能帶隙比在以下製程4所成長的第一導電型包覆層15a小之組成。作為減小能帶隙之組成，相較於第一導電型包覆層，雖然亦能夠增加In的混晶比，但是由於晶 格常數變為不匹配之緣故，因此以不改變In的混晶比而減小Al的混晶比為佳。
例如將第一導電型包覆層15a的組成，設為(Al0.7 Ga0.3 )0.5 In0.5 P時，AlGaInP下部層14，是利用使In的混晶比為0.5且使Al的混晶比x小於0.7，以0.1以下為佳，更佳是使Al的比率為0，而能夠使能帶隙比第一導電型包覆層小。
如此，AlGaInP下部層14，能夠使Al的混晶比x為0.1以下，更佳是能夠使Al的的比率為0%。
藉由在GaAs基板上磊晶成長此種混晶比的AlGaInP下部層，因為能夠更降低在後面所形成的第二電流擴散層18與第一導電型包覆層15a之間之能量障壁，所以能作出導電性更良好的化合物半導體基板。藉此，能夠製造出一種可進一步減少消耗電力之發光元件用的化合物半導體基板。
又，AlGaInP下部層14的晶格常數，能夠作成晶格匹配於GaAs基板11。
若GaAs基板與AlGaInP下部層晶格匹配時，磊晶成長AlGaInP下部層時，能夠安定地使其成長，又，能夠作成結晶性良好者。
(製程4)
接著，如製程4所示，在AlGaInP下部層14的表面上，依照以下順序並利用MOVPE法磊晶形成n型的第一導電型包覆層15a、活性層15b及p型的第二導電型包覆 層15c來形成發光層15。各層的厚度，可使第一導電型包覆層15a為0.8微米以上、4微米以下(例如1微米)，使活性層15b為0.4微米以上、2微米以下(例如0.6微米)，使第二導電型包覆層15c為0.8微米以上、4微米以下(例如1微米)。
此時，各層的AlGaInP之組成比率，例如能夠將第一導電型包覆層15a設為(Al0.7 Ga0.3 )0.5 In0.5 P，將活性層15b設為(Al0.1 Ga0.9 )0.5 In0.5 P，將第二導電型包覆層15c設為(Al0.7 Ga0.3 )0.5 In0.5 P。當然，這些層的組成比率是未限定於上述比例，而能夠適當地決定。
(製程5)
接著，如製程5所示，在第二導電型包覆層15c的表面上，藉由MOVPE法，異質磊晶成長厚度為0.05~1微米(例如0.5微米)左右的p型Gap連接層16，而得到MO磊晶基板。
在上述製程2~5中所形成的該等各層之磊晶成長時，作為所使用的Al、Ga、In、P的各成分源之原料氣體可舉出Al源氣體：三甲基鋁(TMAl)、三乙基鋁(TEAl)等，Ga源氣體：三甲基鎵(TMGa)、三乙基鎵(TEGa)等，In源氣體：三甲基銦(TMIn)、三乙基銦(TEIn)等，P源氣體：三甲基磷(TMP)、三乙基磷(TEP)、膦(PH3 )等，
(製程6)
接著，如製程6所示，在p型Gap連接層16上形成第一電流擴散層17(窗層)。
該第一電流擴散層17，較佳是設為由GaP或GaAsP所構成。以下，作為第一電流擴散層17，舉出GaP層為例子，來進行說明。
將在製程5中所得到的MO磊晶基板，從MOVPE的反應器取出，並放入HVPE法的反應器內。然後，摻雜Zn，並在p型GaP連接層16表面上，同質磊晶成長厚度為5微米以上、200微米以下(例如40微米)的p型Gap第一電流擴散層17。
在此，關於HVPE法，具體上是藉由在容器內一邊將III族元素亦即Ga加熱保持於規定的溫度，一邊在該Ga上導入氯化氫，使其依照下述(1)式的反應來生成GaCl，且是與載氣亦即H2 氣體一同供給至基板上。另外，成長溫度，例如設定在600℃以上、800℃以下。
Ga(g)+HCl(g) → GaCl(g)+1/2H2 ………(1)
又，V族元素亦即磷(P)，是將PH3 與載氣亦即H2 氣體一同供給至基板上，p型摻雜劑亦即Zn是以DMZn(二甲基鋅)的形式供給。GaCl與PH3 的反應性優良，且是依照下述(2)式進行反應，能夠效率良好地成長電流擴散層。
GaCl(g)+PH3 (g) → GaP(s)+HCl(g)+H2 (g)………(2)
(製程7)
接著，如製程7所示，相對於GaAs基板11之已形成有AlGaInP下部層14、發光層15、第一電流擴散層17 等的表面，研磨其相反側的表面來除去週邊的結球(nodule)後，除去GaAs基板11、n型GaAs緩衝層12、n型AlInP蝕刻中止層13。藉此，AlGaInP下部層14露出。
該除去可以是例如進行蝕刻。例如能夠使用硫酸/過氧化氫混合液來作為蝕刻液。
(製程8)
接著，如製程8所示，在利用除去GaAs基板11而露出的AlGaInP下部層14的表面，使用前述的HVPE法，藉由磊晶成長來形成第二電流擴散層18，能夠得到化合物半導體基板10。
另外，該第二電流擴散層18，亦是與第一電流擴散層17同樣地，以GaP或GaAsP為佳。
因為藉由氣相成長可使光線透過的GaP或GaAsP來作為第一電流擴散層或第二電流擴散層，在發光層中發出的光線不會被該電流擴散層吸收而能夠取出至元件外之緣故，所以能夠製造出一種作為發光元件時可達成高亮度化之化合物半導體基板。
如此，本發明的化合物半導體基板的製造方法，並不是將第二電流擴散層與第一導電型包覆層直接連接，而是使能帶隙比第一導電型包覆層小之AlGaInP下部層介於中間來製造。藉此，能夠降低存在於第二電流擴散層與第一導電型包覆層之間的能量障壁，因此，成為一種化合物半導體基板的製造方法，能夠作出導電性良好的發光元件。
另外，上述的例示是首先在GaAs基板11上，進行磊晶成長來形成AlGaInP下部層14，當然，在除去GaAs基板11後且在磊晶成長第二電流擴散層18之前，藉由在第一導電型包覆層15a上，磊晶成長來形成，亦能夠得到如本發明的化合物半導體基板10。
切斷在上述製程中所製造的化合物半導體基板10，並加工成晶片且進行附加電極等，能夠得到高亮度且低消耗電力之發光元件。
[實施例]
以下，表示實施例及比較例來更具體地說明本發明，當然，本發明未限定於這些例子。
(實施例1-6、比較例)
依照前述本發明的化合物半導體基板的製造方法亦即第2圖的製程，在厚度280微米的GaAs單晶基板上，磊晶成長0.5微米的n型GaAs緩衝層，進而磊晶成長0.5微米的n型AlInP蝕刻中止層。
接著，藉由磊晶成長來形成晶格匹配於GaAs基板上之厚度為100奈米的AlGaInP下部層。
此時所形成的AlGaInP下部層的組成，是如後述表1所舉出。
接著，依照以下順序且藉由MOVPE法來磊晶成長由(Al0.7 Ga0.3 )0.5 In0.5 P所構成之厚度為1.0微米的n型第一導電型包覆層、由(Al0.1 Ga0.9 )0.5 In0.5 P所構成之厚度為0.6微米的活性層及由(Al0.7 Ga0.3 )0.5 In0.5 P所構成之厚度為1.0微米的p型第二導電型包覆層，來作為發光層部。
而且，在p型第二導電型包覆層上，成長厚度為0.1微米的p型Gap連接層而得到MO磊晶基板。另外，使用三甲基鎵(TMGa)、三甲基銦(TMIn)、三甲基鋁(TMAl)、膦(PH3 )、三氫化砷(AsH3 )來作為上述磊晶成長的原料氣體。
接著，在前述MO磊晶基板的p型第二導電型包覆層上，利用HVPE法，氣相成長約150微米的p型GaP磊晶層來作為第一電流擴散層。
接著，使用硫酸、過氧化氫等的藥液，蝕刻除去GaAs基板、n型GaAs緩衝層、n型AlInP蝕刻中止層後，設置於HVPE法的反應器中。而且，利用HVPE法，在n 型AlGaInP下部層上，藉由磊晶成長來形成200微米的n形GaP窗層來作為第二電流擴散層，而製造出化合物半導體基板。
切斷在以上的製程中所製造的化合物半導體基板，並加工成為200微米四方的晶片且進行附加電極來製造發光元件。對其中的3個(基板中心部(1個)、周邊部(2個))的發光元件，使用定電流電源，通電20mA來測定、評價正向電壓Vf。
第3圖是表示在本發明的實施例與比較例中，顯示AlGaInP下部層的Al的組成比x與發光元件的正向電壓Vf的值之關係之圖。
如第3圖所示，使用實施例1(x=0)的化合物半導體基板而成之發光元件，Vf=1.9而大致良好。又，得知：實施例2(x=0.05)時Vf=1.93V、實施例3(x=0.1)時Vf=1.98V、實施例4(x=0.2)時Vf=2.1V、實施例5(x=0.4)時Vf=2.2V、實施例6(x=0.6)時Vf=2.4V，雖然隨著Al的混晶比x增加，Vf逐漸增加，但是能夠得到比較良好的Vf值。
相對地，得知：使用了AlGaInP下部層的Al的混晶比x為與第一導電型包覆層相同(x=0.7)之比較例的化合物半導體基板而作成的發光元件，其正向電壓Vf=2.85，相較於使用了其Al的混晶比x，比第一導電型包覆層小之實施例1~6的化合物半導體基板而作成的發光元件之Vf，為較大的值，其導電性不是那麼良好。
而且，本發明未限定於上述實施形態。上述實施形態是例示性，凡是具有與本發明之申請專利範圍所記載之技術思想實質上相同構成，且達成相同作用效果者，無論如何都包含在本發明的技術範圍內。
10‧‧‧化合物半導體基板
11‧‧‧GaAs基板
12‧‧‧n型GaAs緩衝層
13‧‧‧蝕刻中止層
14‧‧‧AlGaInP下部層
15‧‧‧發光層
15a‧‧‧第一導電型包覆層
15b‧‧‧活性層
15c‧‧‧第二導電型包覆層
16‧‧‧p型Gap連接層
17‧‧‧第一電流擴散層
18‧‧‧第二電流擴散層
第1圖是表示本發明的化合物半導體基板之一個例子之概略圖。
第2圖是表示本發明的化合物半導體基板的製造方法之一個例子之製造流程。
第3圖是表示在本發明的實施例與比較例中，顯示Al的組成比x與發光元件的正向電壓Vf的值之關係之圖。
10‧‧‧化合物半導體基板
14‧‧‧AlGaInP下部層
15‧‧‧發光層
15a‧‧‧第一導電型包覆層
15b‧‧‧活性層
15c‧‧‧第二導電型包覆層
16‧‧‧p型Gap連接層
17‧‧‧第一電流擴散層
18‧‧‧第二電流擴散層

Claims (19)

  1. 一種化合物半導體基板，其特徵在於：是至少具備發光層、第一電流擴散層及第二電流擴散層之化合物半導體基板；該發光層，具有由AlGaInP所構成的n型第一導電型包覆層(clad layer)、活性層及p型第二導電型包覆層；該第一電流擴散層是形成於該發光層的前述p型第二導電型包覆層之主表面側；而該第二電流擴散層是形成於前述發光層的另一側之主表面側；其中，在前述發光層與前述第二電流擴散層之間，形成有能帶隙(band gap)比前述n型第一導電型包覆層小之(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化合物半導體基板，其中前述第一電流擴散層及前述第二電流擴散層，是藉由磊晶成長所形成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之化合物半導體基板，其中前述第一電流擴散層及前述第二電流擴散層，是由GaP或GaAsP所構成。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之化合物半導體基板，其中前述第一電流擴散層及前述第二電流擴散層，是由GaP或GaAsP所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之化合物半導體基板，其中前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，其晶格常數，晶格匹配於GaAs。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之化合物半導體基板，其中前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，其晶格常數，晶格匹配於GaAs。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之化合物半導體基板，其中前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，其晶格常數，晶格匹配於GaAs。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之化合物半導體基板，其中前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，其晶格常數，晶格匹配於GaAs。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之化合物半導體基板，其中前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，其混晶比x滿足x≦0.1的關係。
  10. 如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之化合物半導體基板，其中前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，其混晶比x滿足x=0的關係。
  11. 一種發光元件，其特徵在於：使用如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之化合物半導體基板而被製造出來。
  12. 一種發光元件，其特徵在於：使用如申請專利範圍第9項所述之化合物半導體基板而被製造出來。
  13. 一種發光元件，其特徵在於：使用如申請專利範圍第10項所述之化合物半導體基板而被製造出來。
  14. 一種化合物半導體基板的製造方法，其特徵在於至少具有：在GaAs基板上，使能帶隙(band gap)比在後面形成的n型第一導電型包覆層小之(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，磊晶成長之製程；在該(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層的主表面，依照以下順序磊晶成長由AlGaInP所構成的前述n型第一導電型包覆層、活性層及p型第二導電型包覆層，來形成發光層之製程；在該發光層的主表面，使第一電流擴散層氣相成長之製程；除去前述GaAs基板之製程；以及在已除去該GaAs基板側的前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層的主表面，磊晶成長第二電流擴散層之製程。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之化合物半導體基板的製造方法，其中前述第一電流擴散層及第二電流擴散層，設為由GaP或GaAsP所構成。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之化合物半導體基板的製造方法，其中前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，作成晶格匹配於前述GaAs基板。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之化合物半導體基板的製造方法，其中前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，作成晶格匹配於前述GaAs基板。
  18. 如申請專利範圍第14至17項中任一項所述之化合物半導體基板的製造方法，其中前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，是以其混晶比x滿足x≦0.1的方式，來使其磊晶成長。
  19. 如申請專利範圍第14至17項中任一項所述之化合物半導體基板的製造方法，其中前述(Alx Ga1-x )y In1-y P(0≦x≦1、0<y≦1)層，是以其混晶比x滿足x=0的方式，來使其磊晶成長。
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