TW200903838A - Optoelectronic device and the forming method thereof - Google Patents

Description

200903838 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明主要是揭露一種光電元件’更特別地是揭露一種磊晶堆疊結構 中具有五族/二族緩衝層之光電元件。 . 【先前技術】 為了改善氮化鎵化合物層的結晶品質，必需解決在藍寶石(8叩?1^6)與 做為發光層之氮化鎵化合物層之間的晶格匹配的問題。因此，於習知技術 中，例如美國專利公告號5，122,845(如第i圖所示)係在基底100與氮化鎵層 102之間形成以氮化鋁(A1N)為主之緩衝層(buffer layer)101，且此緩衝層ιοί 的結晶結構係以微結晶(microcrystal)或是多結晶(p〇lycrystal)且在非結晶性 的狀態下混合’藉此緩衝層101之結晶結構可以改善在氮化鎵化合物層1〇3 之間的晶格不匹配(crystal lattice mismatching)的問題。又如美國專利公告號 5,290,393(如第2圖所示)所示，其光電元件係以氮化鎵為主之化合物半導體 層2〇2，例如GaxAll-xN(0<x糾。然而，在基底2〇〇上以蠢晶的方式形成 化合物半導體層2〇2時，在基底綱上的晶格表面圖案不佳且會影響到後 續製作藍光光電元件的品質，因此藉由一緩衝層2〇1例如GaxAU來改善 基底200與化合物半導體2〇2之間的晶格匹配問題。此外，請參閱美國專 利公告號5,929,466或是美國專利公告號5,909，_(如第3圖所示)所揭示， 為了減少晶格不匹配的問題係以氮化銘301做為第一緩衝層形成在基底獨 上、氮化銦(InN)302做為第二緩衝層形成在第一緩衝層3〇】上，以改善與基 底300之間的晶格不匹配的問題。然而，在上述習知技術中，所產生的光 電效益有其限制，因此，本發明所揭露之光電元件令的緩衝層係以容易成 長於基底之五族/二族化合物層，並且搭配具有不規則且高低起伏形 ?之主動層’使得在光電元件中，增加由發光區域所產生的光源 亮度，且可以增加光電元件之光電效益。 200903838 【發明内容】 鑒於以上的問題，本發.主要目的在提供—種於麟射加入五族/ 二族之化合物層辦晶堆疊結構及其製作方法，藉以改善^日結構之品 吳，使得整體的光電元件的光電效率也同時增加。 ' 本發日狀3 —㈣在提供—種賤_巾加人五族/二叙化合物層並 ,配合具有魏個不規壯高低起伏之表面以„子井之^堆疊結構， 藉以提高光電元件的光電效率。 據此，本發明首先提供一種光電元件之轰晶堆疊結構，包括:緩衝層形 成在基底上，其巾_層包含：第—錢化合物層職在基底之上、五族/ 二族化合物層職在第-含氮化合物層、第二含氮化合物層形成在五扮二 $化合物層之上及第三含氮化合物層形成在第二含氮化合物層之上·，接 著’第-半導體導電層形成在緩衝層上；主動層係以多層量子井(MQW)形 成在第半導體導電層上，第二半導體導電層形成在主動層上，其中複數 個中介材料微㈣散佈在第—半導料鶴齡動層之間，藉此，使形成 的多層量子井具有複數個不規則且高低起伏之形狀。 本發明接著提供-種光電元件，包含:第—雜；基底形成於第1極 上；緩衝層形成於基底上’其中該緩衝層包含:第一含氮化合物層形成在基 底上、五族/二族化合物層形成在第一含氮化合物層之上、第二含氣化合物 層形成在五族/二族化合物層之上、及第三含氮化合物層形成在第二含氮化 合物層之上；接著’第—半導料電層形成在緩衝層上；主騎形成在第 -半導體導電層上；第二半導體導電層形成在主動層上；透明導電層形成 於第二半導體導電層上；及一第二電極形成在透明導電層上。 本發明還提供另-種光電元件，包含··基底；_層形餅基底上，且 緩_包含H氮化合_形絲基底上、五扮二族化合歸形成在第 -含氮化合物層之上、第二含氮化合物層形成在五族7二族化合物層之上、 200903838 及第三含氮化合物層形成在第二含氮化合物層之上 形成在緩衝層上，其中蟲晶堆疊社構包括：具有塗矣#蠢曰曰堆4結構 " 日/T⑤日日料，，.。祕括.具有第—部份及第二部份的第 -半導體導電層形成在緩衝層之上；主動層形成在第—半導體導電層的第 -部份上；第二半導體導電層形成在主動層上；透明導電層形成於第二半 導體導電層上；及第-電極形成在第-半導體導電層之第二部份之上及 二電極形成在透明導電層之上。 有關本發明的特徵與實作，纽合圖示作最佳實施例詳細說明如下。 (為使對本發明的目的、構造、特徵、及其功能有進—步的瞭解，兹配合 實施例詳細說明如下。） β 【實施方式】 本發明在輯探討的額為—種光t元件及魏作方法。為了能徹底 地瞭解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的光電元件之結構及其步驟。 顯然地’本發明的實行並綠定此光電元件之技藝麵熟料特殊細節， 然而’對於本發明的較佳實施例，則會詳細描述如下。除了這些詳細描述 之外’本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例巾，且本發_範圍不受 限疋，在不脫離本發明之精神和範肋，當可作些許之更動與潤飾，因此 本發明之專娜賴關縣綱書賴之巾請專纖隨狀者為準。 首先请參閱第4圖，係表示本發明所揭露之具有磊晶結構之半導體結 構之剖面示；t®。如第4麟示’此半導縣構包括:―基底1()，例如以藍 寶石所形成之基底10，先將其置入一 M0VPE的反應容器中，之後於此基 底10上形成一緩衝層(buffer iayer)2〇。在本實施例中，緩衝層2〇由一第一 含氮化合物層(gallium nitride based compound layer)22、五族/二族化合物 (ΙΙΎ group compound)層24、第二含氮化合物層26及第三含氮化合物層28 所構成。其中，第一含氮化合物層22係形成在基底10上，主要是以氮化 鎵材料為主之含氮化合物層’例如氮化鋁鎵銦(AynyGaixyN)，其中x^O， ygO ’ 〇Sx+ySl。此外，在本實施例中，其基底1〇的材料可以選自於下 200903838 列之族群：藍寶石、尖晶石(MgAl204)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AIN)、碳化 矽(SiC)、砷化鎵(GaAs)、氮化鋁(A1N)、磷化鎵(GaP)、矽(Si)、鍺(Ge) '氧 化鋅(Zn0)、氧化鎂(MgO)、LAO、LGO及玻璃材料。 接著’在第一含氮化合物層22上形成一五族/二族化合物層24，其中 五族/二族化合物層24之二族（II group)材料可以選自於下列之族 群:鈹(Be)、鎂（Mg)、鈣（Ca)、锶（Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)、鋅(Zn)、鎘 (Cd)及汞(Hg);及五族（v group)材料可以是氮(N)、磷（P)、砷（As)、 銻（Sb)或鉍（Bi)。因此，可以藉由上述二族材料與五族材料之任意 組成’而可以形成適用於本發明中所需要的五族/二族化合物層24。 在本發明之一實施例中，形成五族/二族化合物層24的方式係 以 含鎂的 前驅物 （precursor) ， 例 如 ， DCp2Mg(bis(cyclopentadienyl)Magnesium) 或 是

Bis(methylcyclopentadienyl)Magnesium 在反應容器内導入氨氣 (NH3)並進行反應，且以金屬有機化學氣相沉積法(MOCVD)，形成 氮化鎂（MgxNy)。藉此，可以在磊晶堆疊結構之第一含氮化合物層 22上形成厚度約為1〇埃之氮化鎂作為五族/二族化合物層24，且 其粗糙度約小於10nm;而在本發明之一較佳實施例中，此五族/ 二族化合物層24之最適粗糙度約為2nm。由於五族/二族化合物層 24之材料可以在第一含氮化合物層22上成長，且其能隙能量 (band-gap energy)小於傳統的五族/三族化合物材料（III-V group)， 例如，由文獻可知五族/二族化合物材料如，Zn3As2的能隙能量約 為 〇_93eV，Zn3N 為 3.2eV，Zn3P3 為 1.57eV 及 Mg3N2 為 2.8eV， 而傳統以五族/三族化合物為主之氮化鎵，其能隙能量約為3.34 eV。因此，由能隙能量得知，五族/二族化合物層24有良好的歐 姆接觸。 緊接著，在五族/二族化合物層24上依序形成第二含氮化合物 200903838 層26及第三含氮化合物層28 ’其中，第二含氮化合物層26係以至 少含有氮化鎵為主之材料’例如氮化鋁鎵(AlGaN)，之化合物層， 以及第三含氮化合物層28係主要是以氮化鎵材料為主之含氮化合物 層’例如氮化紹鎵麵(AUnyGak-yN) ’其中xg〇，yg〇，〇sx+ySi，且於 形成第三含氮化合物層28時其形成溫度約為900°C至1300°C，因此，由第 一含氮化合物層22、五族/二族化合物層24、第二含氮化合物層26及第三 含氮化合物層28所構成之緩衝層20係為一 multi-strain reieasing layer結構 可以減緩基底10與半導體導電層32間因晶格差異所造成的應力，藉此可 以得到品質良好的磊晶結構。 緊接著，在緩衝層20的上方形成一磊晶堆疊結構(epi_stack

StrUCtUre)30’其包含：第一半導體導電層3〇係形成在緩衝層2〇上、 主動層4〇形成在第一半導體導電層30上及第二半導體導電層5〇 形成在主動層40上，其中第一半導體導電層3〇及第二半導體導 電層50係由五族/三族（III-V gr〇up)材料所構成的化合物半導體導 電層’特別是-種以氮化物為主的半導體層，其材料選自於下列 之族群测、GaN、InN、A1GaN、⑽州以及。此外， 第-半導體導電層3G與第二半導料電層5Q的電性相反；例如： 當第-半導體導電層3〇為n型半導體導電層時，則第二铸體導電層％ 就必需是ρ型半導體導電層。 接著在本發明之另一較佳實施例中，可以選擇性地於 MOWE的反應容㈣隨意添加由—種或多種異質 個 微粒’將這些《材料·狀概讀_意分佈第—轉鮮^數= :上發明對此添加之異嶋的種類及數量並不加以限 制”要疋不同於第_半導體導電層3〇之材 質材料。例如，當第_半導體導電層 卜解發月所稱之異 干3G為-氮化鎵(㈣)材料 材料可以是週期表的第m族，其包括. 、 、 ' ·()、鋁(A1)、鎵(Ga)、銦(In)或是 200903838 銘(ΤΙ) ’或疋週期表的第二郷j gr〇up)包括:皱㈣、樹M幻、約㈣、銷㈣、 鋇(Ba)或錯(Ra)，或是週期表的第五族(Vgr〇up)包括:氮⑼、碌(p)、砂(As)、 銻(Sb)或鉍(Bi);或是週期表的第六族(VI gr〇up)其包括:氧(〇)、硫⑻、硒 (Se)、蹄(Te)或是五族/三族化合物、六族/二族化合物或是五族/二族化合物， 例如]\%Ν2或是氮化石夕⑸队)等。 再接著’進仃多層量子井(MqW)4〇之成長，由於在多層量子井4〇成長 之别，第-半導體導電層％的部份位置已經被添加之異質材料所覆蓋，因 在後、’、只成長多層量子井4〇時，這些被異質材料所覆蓋的地方就會阻絕多 層量子井⑼的成長錢财層量子井⑼的成長速率，此，在此情形下 所成長出的夕層量子井4〇，㈣顯地會在異質材料處自然形成凹陷狀，故 會形成不規細彡狀4卜此不規·狀41近似在海灘上卿狀—片沙丘， 而各個沙丘均具有各自的高纽寬度，且各個沙丘間並不—定會連接在一 起。而f本發明之具有複數個不酬且高低起奴乡層量子井之蟲晶結構 中’此夕層ϊ子井之橫斷面（即底：高）約為3:1〜1:1〇，其粗链度值約為 Ra-0.5〜50奈米之間，嘯佳之粗健值約為Ra=3Q〜4G奈米之間。 匕卜上述之基底10除了以藍寶石C表面、Μ表面、R表面或A表面 為主面之外’其亦可以是尖晶石(MgAl2〇4)般的絕緣性基材，&C(含有阳、 4H、3C)、GaAs、AIN、GaN、GaP、Si、ZnO、MgO、LAO、LGO 或玻璃 材料等。而複數個不規則且高低起伏之多層量子井4〇之㈣也可以是選自 於了列之知群:AIN、GaN、InN、AlGaN、InGaN及InAlGaN。在此要說明 的疋本發明所揭露之主動層4G可以是如上述之具有複數個不規則之高低 起伏形，乡層好井’也相是奸井(—Wen)献氮化錄鋼。 接著’同樣參考第4圖，再於主動層4〇上形成一個第二半導體導電層 t以元成-個光電元件的蟲晶堆疊結構。因此可以很鶴的得知，在形 成光電το件的基本結構中，在主動層4〇的上下形成一個n型之半導體導電 層及P型半導體導電層’這可以使得n型半導體導電層及p型半導體導電 200903838 層中的電子及電動能夠在施加適當的偏壓之後，能夠被驅動至主動層40 中’而產生複合(recombination)後發出光線。因此，如前所述，本發明所揭 露之光電元件的蟲晶堆疊結構中，並不限定第一半導體導電層30或第二半 導體導電層50為η型半導體導電層或是p型半導體導電層，其只要能夠形 成光電元件的基本結構皆可。因此，在本發明的實施例中，當第二半導體 導電層50為η型半導體導電層時，則第一半導體導電層3〇就必需是ρ型 半導體導電層，反之亦然。同時，本發明所揭露之光電元件的蟲晶堆疊結 構亦可作紐;^二極體(LED)、f射(Laser·)、光伽彳n(phc)t()deteetGi·)或是面 射型雷射(VCSEL)等元件的基本蟲晶結構。 在此要說明的是，本剌所揭露之具有複數個不賴且高低起伏之多 層量子井之光電元件的磊晶堆疊結構，可以隨著多層量子井所形成之主動 層40的化合物材料以及形成化合物之成份比重錯丨不㈤的光這些光包 括紫外光、可見光及紅外光。糊來說，當形成主動層W的化合物材料中 加入含卿)研㈣化物或辦化物的成份時，就可舰紅光、黃光或紅 外光。當形駐動層4G的化合物材料巾加人峰)的成份時，就可以形成藍 光、綠光或紫外光。 因此’根據以上所述，當緩衝層2〇具有五族/二族化合物層24時，苴 Vf(2〇mA順向電壓)為3.18 v、光輪出功率為93 7爾、IR(逆向雷 A、Vz(逆向電壓)為24V及抗靜電能力(esd)為6切；相較於傳 統的緩衝層所構成之半導體結構層可以得到％為324 V、光輸出 94.9 mW、IR為w A、Vz為24.4V及抗靜電能力為52W，本發明所 2露的緩_ 20 __可赠善m、增加整個光電元件的特徵、 曰加抗靜電能力’藉此可以降低漏電流以及改善習知之规元件的可靠产。 接著請繼續參„ 5圖’係表示本發明所揭露之具有蟲晶結構之先又電 面示意圖。在本實施例中，基底lG、蟲晶堆疊結構之第一半導體 導電層30、主動層40 β@ + a 勒層40及第一 +導體導電層50之結構以及形成方法係與上 200903838 述之貫施例相同’故不再重複欽述。如第5圖所述，如同前述，此光電元 件包含:一基底10、一緩衝層20、一蠢晶堆疊結構(30,40,50)、透明導電層 60及第一電極70及第二電極80，其中緩衝層20形成在基底10上、磊晶 堆疊結構(30,40,50)形成於缓衝層20上、透明導電層60形成於磊晶堆疊結 構(30,40,50)之上、第一電極70形成在基底10上，以及第二電極80形成在 透明導電層60上。 在此實施例中，磊晶堆疊結構(30,40,50)係由緩衝層20向上依序為第一 半導體導電層30、主動層40及第二半導體導電層50所構成。 在此要強調的是，於基底10上所形成一緩衝層20，係由第一含氮化合 物層22、五族/二族化合物層24、第二含氮化合物層26及第三含氮化合物 層28所構成，其中第一含氮化合物層22之材料為氮化銦鎵鋁(AlxInyGai.x.yN) 層，其中x20 ’ y^O，OSx+y^l。第二含氮化合物層26之材料為氮化鋁 鎵（AlGaN)及第三含氮化合物層28係為氮化銦鎵鋁(AlxInyGaNx_yN)層，其中 x20 ’ y20 ’ OSx+yg卜其形成溫度約為9〇〇°c至1300°C。 另外，五族/二族化合物層24中之二族元素係選自於下列之族群：鈹 (Be)、鎮(Mg)、鈣(Ca)、l^(Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)、鋅(Zn)、鎘(Cd)及汞(Hg); 以及五族元素係選自於下列之族群：氮(N)、磷(p)、砷(As)、銻(Sb)及鉍(則）。 因此，藉由第一含氮化物化合物層22、五族/二族化合物層24、第二含氮化 合物層26及第三含氮化合物層28所構成之緩衝層2〇係為一多層應力緩衝 層結構(multi-strain releasing layer structure)，藉由此多層應力緩衝層結構2〇 可以做為後續利縣晶成長之蟲晶堆疊結構⑽⑽，5取起始I另外，此 多層應力緩衝層結構(即緩衝層2〇)與蟲晶堆疊結構之第一半導體導電層3〇 之間有良好的晶格匹配’可以減緩基底與半導體導電層間因晶格差異所造 成的應力’並且得到品質良好的含氮化鎵之半導體層。 緊接著’形成透明導電層⑼之方式係在蟲晶堆疊結構(3〇,4〇, 5〇)形成在 緩衝層20上之後’將反應容器溫度降低至室溫，織由反應容时取出蠢 12 200903838 晶晶片’並且在磊晶堆疊結構(30,40,50)之第二半導體導電層5〇的表面上形 成某-特^:城之鮮目樣，錢再於反紐軒侧(_裝置中進行钮 刻。於触刻之後，再在整個第二半導體導電層5〇上形成一透明導電層6〇， 其厚度約為2500埃（請發明人提供），且材料可以選自於下列之族群

Ni/Au、Ni0/Au ' Ta/Au、TiWN、彻、氧油錫、氧化絡錫、氧化録錫、_ 氧化鋅鋁及氧化鋅錫。 接著，在透明導電層6G_L形成—層厚度約為細―之第二電極8〇。 在本實施例中’第二半導體導電層5G為—p型氮化物半導體層，因此第二 電極80之材料可以由Au/Ge/Ni或職或Ti/Au或蕭猜如或c趣等 合金所構成。最基底H)上形成第—電極7G，此第—電極％之材料可 以是Au/Ge/Ni合金或Ti/A丨或Ti/Au或Ti/Alm/Au或Cr/Au或是糊合金。 因此，根據以上所述’即可以得到—個具_光電元件，在此要說明的是 由於第-電極70及第二電極8〇在光電元件的製程中為—f知技藝，故在 本發明中不再進一步的敘述。 另外’請繼續參閱第6圖，係表示本發明所揭露之另一 之光電元件之儀示意圖。在本實施财，基底1G、蟲晶堆疊轉之第°一 半導體導電層30、主動層40及第二半導卿電層5G之結_及形成方法 係與上述之實施例相同，故不再重複敘述。如第6圖所述，如同前述，此 光電元件包含:-基底1()、-緩衝層2〇、―蟲晶堆疊結構⑼，4_、透明導 電層6〇及第一電極7〇及第二電極80，其中緩衝層2〇形成在基底1〇上、 蟲晶堆疊結構(3_，5〇)形成於緩衝層20 ±，其中蟲晶堆4^(3〇4〇5〇) 具有第-部份及第二部份，且第-部份遠轉二部份、透料電㈣形成 於蟲晶堆疊結構(30,4〇,50)之第-部份之上、第—電極％形 结 構(3〇’4〇’50)之第二部份之上’以及第二_8〇形成在透明導電層二上丫 在本實施例中，可以在完就電元件之“堆疊結構後，㈣由侧 製程，直接將光電元件之磊晶堆疊結構中的部份第二半導體導電層％、主 13 200903838 動層40及第-半導體導電層3〇移除，並曝露出部份的第—半導 30(即第二部份W妾著，再在第二料體導電層％上依序形成透明導電^ 60及第二電極8〇以及在曝露出的第—半導體導電層3()(第二部 一電極70。 战第 顯然地’依虹φ實施财的描述，本發明可能有許乡的修正與差異。 因此需要在其附加的權利要求項之範_加以理解 、’、 外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例中施行。上述僅為 實把例而已，並義嫌定本發明之帽專利範圍；凡其它未脫離本發明 所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述巾請專 内。 闺 【圖式簡單說明】 第1圖係根據習知技術+所揭露之技術，表示光就件之剖面示意圖； 第2圖係根據習知技術中所揭露之技術，表示以蟲晶成長之蟲晶晶圓 之剖面示意圖； 第3圖係根據習知技射所揭露之技術，表示光電元件之剖面示意圖； 第4圖係根據本發明所揭露之技術，表示具有多層緩衝應力層之半導 體結構之剖面示意圖； 第5圖餘據本發明所揭露之技術，表示以具有多層緩衝應力層及具 有複數個不規則且高低起伏形狀之多層量子井之蟲晶堆疊結構之光電元件 之剖面示意圖；及 第6圖係根據本發明所揭露之另__較佳實施例，表示以具有多層缓衝 應力層及具有複數個不規取高低起伏形狀之多層量子井之蟲晶堆疊結構 之光電元件之另—具體實施例之剖面示意圖。 14 200903838 【主要元件符號說明】 10基底 20緩衝層 22第一含氮化合物層 24五族/二族化合物層 26第二含氮化合物層 28第三含氮化合物層 30第一半導體導電層 40主動層 41複數個不規則且高低起伏形狀 50第二半導體導電層 60透明導電層 70第一電極 80第二電極 100基底 101緩衝層 102 氮化鎵層 103氮化鎵化合物層 200基底 201緩衝層 202化合物半導體層 300基底 301 第一緩衝層 302第二緩衝層 15

Claims (1)

1. 200903838 十、申請專利範圍： 1· 一種光電元件之磊晶堆疊結構，包含： 一基底； 一缓衝層，形成於該基底之上，其包含： 一第一含氮化合物層，形成於該基板之上； 一五族/一族化合物層，形成於該第一含氮化合物層之上；及 一第二含氮化合物層，形成於該五族/二族化合物層之上； 一第三含氮化合物層，形成於該第二含氮化合物層之上；及 一光電元件之一磊晶堆疊結構，形成於該緩衝層上。 2·如申請專利範圍第丨項所述之磊晶堆疊結構，其中該基底之材料係選自 於下列之族群：藍寶石(sapphire)、尖晶石(MgA12〇4)、氮化鎵(GaN)、氮 化銘(A1N) '碳化；5夕(义〇、砷化鎵(GaAs)、氮化鋁(A1N)、填化鎵(GaP)、 矽(Si)、鍺(Ge)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(Mg〇)、LAO、LGO及玻璃材料。 3.如申請專利範圍第丨項所述之蟲晶堆疊結構，其中該第一含氮化合物層 為鼠化崔呂錄鋼(AljnyGa^yN)層，其中xgo，y^〇，Ο^χ+y^i。 4·如申請專利範圍第丨項所述之磊晶堆疊結構，其中該五族/二族化合物層 中之二族之材料係選自於下列之族群：鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、锶(Sr)、 鋇(Ba)、鐳(Ra)、鋅(Zn)、鎘(Cd)及汞(Hg)。 5.如申睛專利範圍第1項所述之磊晶堆疊結構，其中該五族/二族化合物層 中之五族之材料係選自於下列之族群：氮(N)、磷(P)、神(As)、銻(Sb)及 鉍(Bi)。 6·如申明專利範圍第丄項所述之蟲晶堆疊結構，其中該第二含氮化合物層 為一氮化鋁鎵（AlGaN)層。 7. 如中凊專利範111第1項所述之蟲晶堆疊結構，其巾該第三含氮化合物層 為至少包含—氮化銦鎵鋁(AlxInyGai_x_yN)層之一半導體結構，其中， y^O，0各x+yg。 8. 如申印專利範圍第1項所述之遙晶堆疊結構，其中該光電元件之該蠢晶 200903838 堆疊結構包含： 一第一半導體導電層’形成在該緩衝層之上； 一第二半導體導電層；及 一主動層，形成在該第一半導體導電層及該第二半導體導電層之間。 9.如申請專利範圍第8項所述之磊晶堆疊結構，其中該第一半導體導電層為 一 N-type之半導體層。 10·如申請專利範圍第8項所述之磊晶堆疊結構，其中該第二半導體導電層 為一 P-type之半導體層。 11·如申請專利範圍第8項所述之磊晶堆疊結構，其中該主動層係選自於下 列之族群:氮化鎵銦層、一多層量子井（MqW，Multi Quan她观丨）及 一量子井(Quantum Well) 〇 12. —種光電元件，包含： 一第一電極； 一基底’形成在該第一電極上； 一緩衝層，形成在該基底上，包含 一第一含氮化合物層，形成在該基底上； 一五族/一族化合物層’形成在該第一含氮化合物層上； 一第二含氮化合物層’形成在該五族/二族化合物層上； 一第三含氮化合物層’形成在該第二含氮化合物層上； 一光電元件之磊晶堆疊結構，形成在該緩衝層上； 一透明導電層’形成在該光電元件之磊晶堆疊結構上；及 一第二電極，形成在該透明導電層上。 13. 如申請專利範圍第12項所述之光電元件，其中該基底之材料係選自於下 列之族群：藍寶石(sapphire)、尖晶石(MgAl204)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁 (A1N)、碳化矽(SiC)、砷化鎵(GaAs)、氮化鋁(A1N)、磷化鎵(GaP)、矽(Si)、 錄(Ge)、氧化辞^⑽^氧化鎂如的丨^八⑴以^及玻璃材料。 17 200903838 14_如申請專利範圍第12項所述之光電元件’其中該第一含氮化合物層為氮 化銦鎵鋁(AlxInyGa丨.x-yN)層，其中 卜 15. 如申請專利範圍第12項所述之光電元件，其中該五族/二族化合物層中之 二族之材料係選自於下列之族群：鈹(Be)、鎂(Mg) '鈣(Ca)、鳃(Sr)、鋇 (Ba)、鐳(Ra)、鋅(Zn)、鎘(Cd)及汞(Hg)。 16. 如申請專利範圍第丨2項所述之光電元件，其中該五族/二族化合物層中之 五族之材料係選自於下列之族群：氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)及鉍(Bi)。 17·如申請專利範圍第12項所述之光電元件’其中該第二含氮化物層為一氮 化鋁鎵（AlGaN)層。 18.如申請專利範圍第12項所述之光電元件，其中該第三含氮化合物層為氮 化銦鎵鋁(AlJriyGahyN)層，其中 xgO ’ y2〇，OSx+y^i。 如申請專利範圍第12項所述之光電元件，其中該磊晶堆疊結構包含： 一第一半導體導電層，形成在該緩衝層上； 一第二半導體導電層；及 一主動層，形成在該第一半導體導電層及該第二半導體導電層之間。 20·如申請專利範圍第19項所述之光電元件，其中該第一半導體導電層為一 N-type之半導體層。 21·如申請專利範圍第19項所述之光電元件，其中該第二半導體導電層為一 P-type之半導體層。 22. 如申請專利範圍第19項所述之光電元件，其中該主動層係選自於下列之 族群：氮化鎵銦(InGaN)層、一多重量子井(MQW，Multi-Quantum Well)及 一量子井(Quantum Well)。 23. 如申請專利範圍第12項所述之光電元件，其中該透明導電層之材料係選 自於下列之族群：Ni/Au、NiO/Au、Ta/Au、TTWN、TiN、氧化銦錫、氧 化鉻錫、氧化銻錫、氧化鋅鋁及氧化鋅錫。 24. —種光電元件，包含： 200903838 一基底； 一緩衝層，形成於該基底之上，包含： 一第一含氮化合物層，形成於基底之上； 一五族/二族化合物層，形成於該第一含氮化合物層之上； 一第二含氮化合物層，形成於該五族/二族化合物層之上；及 第二含氮化合物層’形成於該第二氮化合物層之上； 一第一半導體導電層，形成於該緩衝層之上，該第一半導體導電層具有 一第一部份及一第二部份； 、 一第一電極，形成於該第一半導體導電層之該第二部份； -主動層’形成於該第—半導體導電層之該第—部份，且遠離該第一電 極； 一第二半導體導電層，形成於該主動層之上； 一透明導電層，形成於該主動層之上；及 一第二電極，形成於該透明導電層之上。 25. 26. 27. 28. 29. 如申請專利範圍第24項所述之光電元件，其巾絲底之材料係選自於下 列之族群：藍寶石(sapphire)、尖晶石(MgAl2〇4)、氣化録(GaN)、氣化紹 (A1N)、碳化矽(SiC)、砷化鎵(GaAs)、氮化銘(A1N)、麟化嫁(Gap)、矽⑽、 鍺(Ge)、氧化鋅(Zn〇)、氧化鎂(Mg〇)、lA〇、lG〇及玻璃材料。 如申請專利範圍帛24項所述之光電元件，其中該第一含氮化合物層為氣 化鋼鎵紹(AlJnyGaix-yN)層，其中 χ^〇，ygo’ogx+yg。 如申凊專利範g第24項所述之光電元件，其中該第二含氮化合物為一氣 化鋁鎵(AlGaN)層。 如申請專利範圍第24項所述之光電元件，其中該五族/ 二族化合物層中之 五族之材料係選自於下列之族群：氮…)、磷(p)、砷(As)、銻(sb)及鉍(Bi)。 如申請專利範圍第24項所述之光電元件，其中該五族/二族化合物層中之 一族之材料係選自於下列之族群：鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、锶(Sr)、銷 19 200903838 (Ba)、鐳(Ra)、鋅(Zn)、鎘(Cd)及汞(Hg) β 30. 如申請專利範圍第24項所述之光電元件，其中該第三含氮化合物為氮化 銦鎵紹(AlJiiyGa^yN)層，其中 xgO，yg0,0Sx+y$i。 31. 如申請專利範圍第24項所述之光電元件，其中該第一半導體導電層為一 N-type之半導體層。 32. 如申請專利範圍第24項所述之光電元件，其中該第二半導體導電層為一 P-type之半導體層。 33_如申請專利範圍第24項所述之光電元件，其中該主動層係選自於下列族 群：氮化鎵銦(InGaN)層、一多重量子井(MQW，Multi-Quantum Well)及— 量子井(Quantum Well)。 34. 如申請專利範圍第24項所述之光電元件，其中該透明導電層之材料係選 自於下列之族群：Ni/Au、NiO/Au、Ta/Au、TiWN、TiN、氧化銦锡、氣 化鉻錫、氧化銻錫、氧化鋅鋁及氧化辞錫。 35. —種光電元件之蟲晶堆豐結構，包含： 一基底； 一緩衝層，形成於該基底之上，包含： 一第一含氮化合物層，形成於該基底之上； 一五族/二族化合物層，形成於該第一氮化合物層之上； 一第二含氮化合物層，形成於該五族/二族化合物層之上；及 一第三含氮化合物層，形成於該第二含氮化合物之上； 一第一半導體導電層，具有一第一部份及一第二部份且該第一部份遠離 該第二部份，形成於該緩衝層之該第一部份之上； 一主動層，係以多層量子井(MQW)形成在該第一半導體導電層；及 一第二半導體導電層，形成於該主動層之上； 其中，複數個中介材料微粒散佈於該第一半導體導電層與該主動層之 間，以使得該多層量子井具有複數個不規則且高低起伏之形狀。 20 200903838 36_如申請專利範圍第35項所述之磊晶堆疊結構，其中該基底之材料係選自 於下列之族鮮：藍寶石(sapphire)、尖晶石(MgAl204)、氮化鎵(GaN)、氮 化鋁(A1N)、碳化矽(SiC)、砷化鎵(GaAs)、氮化鋁(A1N)、磷化鎵(GaP)、 石夕(Si)、鍺(Ge)、氧化鋅(Zn〇)、氧化鎂(Mg0)、LA0、lg〇及玻璃材料。 37. 如申請專利範圍第35項所述之磊晶堆疊結構，其中該第一氮化合物層之 材料為氮化銦鎵鋁(AlxInyGaix_yN)，其中χ^〇，yg〇,〇gx+y幻。 38. 如申明專利範圍第35項所述之蟲晶堆疊結構，其中該五族/二族化合物層 中之五族之材料係選自於下列之族群：氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)及 l^(Bi)。 39·如申請專利範圍第35項所述之蟲晶堆疊結構，其中該五族,二族化合物層 中之一方矢之材料係選自於下列之族群：鈹(Be)、鎮(Mg)、約㈣、魏(&)、 鋇(Ba)、鐳(Ra)、鋅(Zn)、鎘(Cd)及汞(Hg)。 4〇·如申請專利範圍第35項所述之遙晶堆疊結構，其中該第二含氮化合物層 為一氮化鋁鎵(AlGaN)層。 41_如申請專利範圍第35項所述之蟲晶堆疊結構，其中 不規則且高低起伏表面之橫截面之寬高比係介於3:κι^之間井母 42. 如申請專1範圍第35項所述之蟲晶堆疊結構，其中該多層量子井之每一 不規則且高低起伏表面之表面粗糙度Ra係介於奈米之門。 43. 如申請專利範圍第35項所述之蟲晶堆疊結構，其中該第丁二0 為氮化銦鎵鋁(AlxI%Gai_x.yN)層，其中x^)，y>〇 ^ 一 3虱。物曰 44. 如申請專利範圍第35項所述之磊晶堆疊結 1 一 〃τ嗓第一丰導體導雷層 為一 N-type之半導體層，其材料係選自於下 AlGaN、InGaN 及 AlInGaN ° 、蛘·Α1Ν、GaN、 45·如申請專利範圍第35項所述之磊晶堆疊結構，其中 為- P-type之半導體層，其材料係選自於下列之咎—半導體導電層 AlGaN、InGaN 以及 AlInGaN 、群.A】N、GaN、 21 200903838 46·如申請專利範圍第％項所述之蟲晶堆疊結構，其中該等中介材料微粒係 含有不同於第一半導體導電層之異質材料。 47. —種半導體結構之製作方法，包含： 提供一基底； 形成一緩衝層在該基底之上，包含： 形成一第一含氮化合物層在該基底之上； 形成一五族/二族化合物層在該第一含氮化合物層之上； 形成一第二含氮化合物層在該五族/二族化合物層之上；及 形成一第三含氮化合物層在該第二含氮化合物層之上； 形成一第一半導體導電層在該緩衝層之上； 形成-主動層在該第-半賴導電層之上，其巾散佈複數個巾介材料微 粒在該第-半導體導電層與該絲層之間，以使得該絲層具有複數個 不規則且高低起伏之形狀；及 形成一第二半導體導電層在該主動層之上。 48.如申請專利範圍第47項所述之製作方法，其中該第一含氮化合物層之材 料為氮化銦鎵銘(AlxInyGai.x-yN) ’ 其中 xg〇，yg〇, ο^χ+yg。 49·如申請專利範圍第47項所述之製作方法，其中該五族/二族化合物層之五 族之材料係選自於下列族群：氮(Ν)、磷(ρ)、砷(As)、銻(Sb)及鉍(Bi)。 5〇.如申請專利範圍第47項所述之製作方法，其中該五族/二族化合物層之二 族之材料係選自於下列族群：皱(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、锶(Sr)、鋇(Ba)、 鐳(Ra)、鋅(Zn)、鎘(Cd)及汞(Hg)。 51·如申請專概圍第47項所述之製作方法，其中該第二含氮化合物層之材 料為氮化鋁鎵(AlGaN)。 52.如申請專利範圍第47項所述之製作方法，其中該第三含氮化合物層之材 料氣化姻嫁銘(AlxInyGai-x_yN)，其中 。 沒如申請專利範圍帛47撕述之蟲晶結構，其中該第三含氮化物化合物層 22 200903838 形成溫度約為900°C至1300。(：。 54.如申請專利範圍第47項所述之製作方法，其中該第一半導體導電層為一 N-type之半導體層’其材料係選自於下列之族群:A1N、GaN、A1(JaN、 InGaN 及 AlInGaN 〇 55.如申請專利範圍第47項所述之製作方法，其中該第二半導體導電層為 P-type之半導體層’其材料係選自於下列之族群：Α1Ν、、ΑΚ;^Ν、 InGaN 以及 AlInGaN。 56. —種光電元件之製作方法，包含: 提供一基底； 形成一緩衝層在該基底之上，包含： 形成一第一含氮化合物層在該基底之上； 形成-五族/二族化合物層在該第一含氮化合物層之上； 形成-第二錢化合_在該聽/二族化合騎之上；及 形成-第三含氮化合物層在該第二含氮化合物層之上； ’其中散佈複數個中介材料微 ，以使得該主動層具有複數個 形成一第一半導體導電層在該緩衝層之上 形成一主動層在該第一半導體導電層之上 粒在該第一半導體導電層與該主動層之間 不規則且高低起伏之形狀； 形成一第二半導體導電層在該主動層； 蝕刻部份該第二半導體導電層、 露出部份該第一半導體導電層； 該主動層以及該第一半導體導電層以裸 形成-透明導電層在該第二半導體導電層上； 第-電極在裸露之部份該第_半導體導電層上； 形成一第二電極在該透明導電層上。 及 57.如申請專利範圍第56項所述之製作方法 為氮化銦鎵鋁(AlJivGa^yN)，其中χέ〇 ’其中該第一含氮化物層之材料 ’ y^〇, OSx+y客 1 〇 23 200903838 58. 如申凊專利範圍第56項所述之製作方法，其中該五族/二族化合物層之五 族之材料係選自於下列族群：氮⑼、磷⑺、砷(As)、銻(sb)及鉍(Bi)。 59. 如申請專利範圍第56項所述之製作方法，其中該五族/二族化合物層之二 族之材料係選自於下列族群：鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、勰(Sr)、鋇(Ba)、 鐳(Ra)、鋅(Zn)、錫(Cd)及汞(Hg)。 6〇·如申請專利範圍帛56項所述之製作方法，其中該第二含氮化物層之材料 為氮化鋁鎵(AlGaN)。 61. ^申請專利範圍第56項所述之製作方法，其中該第三含氮化物層之材料 氮化銦鎵紹(AlJiiyGa^N)，其中 xg〇，yg〇, ogx+yg。 62. 如申請專利範圍第56項所述之蟲晶結構，其中該第三含氮化物化合物層 形成溫度約為90(TC至1300。(：。 63. 如申請專利範圍第56項所述之製作方法，其中該第一半導體導電層為一 N-咖之半導體層，其材料係選自於下列之族群·傭、㈣、備aN、 InGaN 及 AlInGaN 〇 64如申請專纖圍第56項所述之製作方法，其中該第二半導體導電層為 P-type之+導體層，其材料係選自於下列之族群：鹰、⑽、偷N、 InGaN 以及 AlInGaN 〇 仏如申請專利範圍第56項所述之製作方法，其中該透明導電層之材料係選 : Ni/Au'NiC)/Au、Ta/Au、_、™、氧纖、氧 化鉻錫、氧化銻錫、氧化鋅鋁及氧化辞錫。 24