氮化物半导体发光元件制造技术

本发明专利技术能够提供一种氮化物半导体发光元件，具有能够降低来自半导体隆脊的载流子的横向扩散的构造。在｛20－21｝面上的半导体激光器中，在空穴能带中在该异质结生成二维空穴气。生成二维空穴气的异质结从半导体隆脊位置偏离时，该二维空穴气引起p侧的半导体区域中载流子的横向扩散。另一方面，在c面上的半导体激光器中，在空穴能带中该异质结不产生二维空穴气。异质结HJ包含在半导体隆脊中时，在从半导体隆脊流出的载流子，不存在因二维空穴气的作用而产生的横向扩散。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氮化物半导体发光元件
[0001 ] 本专利技术关于氮化物半导体发光元件。
技术介绍
专利文献I中涉及氮化镓类半导体激光器元件。该氮化镓类半导体激光器元件中，由氮化物半导体构成的多重量子阱构造活性层包含两层的量子阱层，各量子阱层的厚度是IOnm以下。由此，能够在所有的量子阱层中使电子和空穴均一地分布。由于利用再结合而有效地进行向电子/空穴消灭后的量子阱层内的电子和空穴的注入，因此能够对在量子阱层内存在的电子和空穴的密度有效地进行调制。其结果为，能够对该光输出也进行调制，实现作为光盘用的使用中数据的读出时不发生错误的氮化镓类半导体激光器元件。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008 - 177624号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题专利文献I公开了氮化镓类半导体激光器元件。使用蓝宝石基板、SiC基板、尖晶石基板、MgO基板、Si基板或GaAs基板而制作氮化镓类半导体激光器元件，在氮化镓类半导体激光器元件的制作中，在基板上生长的极性c面上生长用于激光器的半导体层。在外延生长的最后生长0.7 μ m厚的P型包覆层以及0.2 μ m厚的接触层。此后，对p型接触层以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化物半导体发光元件，具备：第一Ⅲ族氮化物半导体区域，包含n型包覆层以及第一内侧半导体层；活性层，设置于所述第一Ⅲ族氮化物半导体区域的所述第一内侧半导体层上；第二Ⅲ族氮化物半导体区域，包含p型包覆层以及第二内侧半导体层，并设置于所述活性层上；以及电极，设置于所述第二Ⅲ族氮化物半导体区域上，所述第一Ⅲ族氮化物半导体区域、所述活性层以及所述第二Ⅲ族氮化物半导体区域沿某层叠轴而顺次排列，所述第一内侧半导体层设置于所述活性层和所述n型包覆层之间，所述第二内侧半导体层设置于所述活性层和所述p型包覆层之间，所述第一内侧半导体层、所述活性层以及所述第二内侧半导体层构成芯区域，所述n型包覆层、所述芯区域以...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.24 JP 2011-2331651.一种氮化物半导体发光元件，具备: 第一III族氮化物半导体区域，包含η型包覆层以及第一内侧半导体层； 活性层，设置于所述第一 III族氮化物半导体区域的所述第一内侧半导体层上； 第二III族氮化物半导体区域，包含P型包覆层以及第二内侧半导体层，并设置于所述活性层上；以及 电极，设置于所述第二 III族氮化物半导体区域上， 所述第一 III族氮化物半导体区域、所述活性层以及所述第二 III族氮化物半导体区域沿某层叠轴而顺次排列， 所述第一内侧半导体层设置于所述活性层和所述η型包覆层之间， 所述第二内侧半导体层设置于所述活性层和所述P型包覆层之间， 所述第一内侧半导体层、所述活性层以及所述第二内侧半导体层构成芯区域， 所述η型包覆层、所述芯区域以及所述P型包覆层构成光波导构造， 所述活性层和所述第一 III族氮化物半导体区域的所述第一内侧半导体层构成第一异质结， 所述η型包覆层由III族氮化物半导体构成， 所述第一异质结相对于沿所述η型包覆层的所述III族氮化物半导体的c面而延伸的基准面，以比零大的倾斜角倾斜， 所述活性层包含由氮化镓类半导体构成并内包压缩变形的阱层，所述阱层的压电极化的朝向朝着从所述P型包覆层向所述η型包覆层的方向，所述阱层包含InGaN层， 所述活性层的所述阱层和所述第二 III族氮化物半导体区域的所述第二内侧半导体层构成第二异质结， 所述第二 III族氮化物半导体区域具有半导体隆脊， 所述半导体隆脊包含所述第二内侧半导体层和所述P型包覆层之间的第三异质结，所述第二内侧半导体层包含在所述活性层的所述阱层构成所述第二异质结的第一部分、从所述第三异质结到所述半导体隆脊的底的第二部分、以及所述第一部分和所述第二部分之间的第三部分， 所述第一部分、所述第三部分以及所述第二部分沿所述层叠轴顺次排列， 所述半导体隆脊的所述底和所述第二异质结的距离是200nm以下。2.根据权利要求1记载的氮化物半导体发光元件，其中， 所述P型包覆层的带隙比所述第三异质结中所述第二内侧半导体层的所述第二部分的带隙大， 所述倾斜角处于50度以上80度以下或130度以上170度以下的范围。3.根据权利要求1或2记载的氮化物半导体发光元件，其中， 所述第二内侧半导体层的所述第一部分处于从所述第二异质结起在所述层叠轴的方向规定的80nm以内， 所述第二内侧半导体层的所述第三部分不包含异质结。4.根据权利要求1~3中任一项记载的氮化物半导体发光元件，其中， 所述第二内侧半导体层包含第一光导层以及第二光导层， 所述第一光导层的材料与所述第二光导层的材料不同，所述第二内侧半导体层的所述第二部分包含由所述第一光导层和所述第二光导层构成的结。5.根据权利要求1~4中任一项记载的氮化物半导体发光元件，其中， 所述第二内侧半导体层的所述第三部分包含倾斜组成区域，该倾斜组成区域是所述第二内侧半导体层的材料的组成以从所述η型包覆层向所述P型包覆层的方向单调地变化的区域。6.根据权利要求1~3中任一项记载的氮化物半导体发光元件，其中， 所述第二内侧半导体层的所述第二部分以及所述第三部分包含第一光导层以及第二光导层， 所述第二光导层的带隙比所述第一光导层的带隙大， 所述第二内侧半导体层的所述第二部分以及所述第三部分还包含组成倾斜区域，该组成倾斜区域是所述第二内侧半导体层的材料的组成以从所述η型包覆层向所述P型包覆层的方向单调地变化的区域， 所述第一光导层具有实质上一定的组成， 所述第二光导层具有实质上一定的组成。7.根据权利要求1~ 6中任一项记载的氮化物半导体发光元件，其中， 所述第二内侧半导体层的所述第一部分包含电子阻挡层。8.根据权利要求7记载的氮化物半导体发光元件，其中， 所述第一部分包含设置于所述电子阻挡层和所述活性层之间的光导层、以及该光导层和所述电子阻挡层的第四异质结， 所述第四异质结从所述第二异质结以在所述层叠轴的方向规定的IOnm以上的距离分离。9.根据权利要求1~8中任一项记载的氮化物半导体发光元件，其中， 还具备基板，所述基板具有由III族氮化物半导体构成的半极性主面， 所述半极性主面和所述基准面所成的角度处于50度以上80度以下或130度以上170度以下的范围， 所述第一 III族氮化物半导体区域、所述活性层以及所述第二 III族氮化物半导体区域设置于所述半极性主面上。10.根据权利要求9记载的氮化物半导体发光元件，其中， 所述基板由GaN构成。11.根据权利要求1~10中任一项记载的氮化物半导体发光元件，其中， 所述第一内侧半导体层的厚度是200nm以上500nm以下， 所述第一内侧半导体层包含设置于所述η型包覆层和所述活性层之间的第一光导区域， 所述第二内侧半导体层的厚度是200nm以上500nm以下， 所述第二内侧半导体层包含设置于所述P型包覆层和所述活性层之间的第二光导区域。12.根据权利要求1~11中任一项记载的氮化物半导体发光元件，其中， 所述第二内侧半导体层包含第二光导区域，所述第二光导区域包含未掺杂InxGa1J层、和Mg掺杂InxGa1J层，其中，0〈X〈1， 所述未惨杂InxGa1-JiN层设直于所述活性层和所述Mg惨杂InxGa1-JiN层之间， 所述未掺杂InxGanN层以及所述Mg掺杂InxGapxN层的合计膜厚比所述第二异质结和所述半导体隆脊的所述底之间的距离大， 所述未掺杂InxGanN层和所述Mg掺杂InxGapxN层的结位于所述第二异质结和所述半导体隆脊的所述底之间。13.根据权利要求1~11中任一项记载的氮化物半导体发光元件，其中， 所述第二内侧半导体层包含第二光导区域， 所述第二光导区域包含未掺杂InxiGa1^xiN层、Mg掺杂InxiGa1^xiN层、和Mg掺杂In5i2Ga1-X2N 层，其中，0〈X1〈1，0 ≤ X2〈X1〈1， 所述未惨杂InxiGa1-JilN层、所述Mg惨杂InxiGa1-JilN层、以及所述Mg惨杂Inx2Ga1-Ji2N层沿从所述η型包覆层向所述P型包覆层的方向顺次配置， 所述Mg掺杂Inx2Ga1I2N层与所述Mg掺杂InxiGag1N层构成结， 所述未掺杂InxiGag1N层以及所述Mg掺杂InxiGa^N层的合计的厚度比所述第二异质结和所述半导体隆脊的所述底的距离大。14.根据权利要求 1~11中任一项记载的氮化物半导体发光元件，其中， 所述第二内侧半导体层包含第二光导区域， 所述第二光导区域包含未惨杂InxiGa1-JilN层、Mg惨杂InxiGa1-JilN层、Mg惨杂组成倾斜InxGa卜ΧΝ 层、和 Mg 掺杂 In5i2Ga1-X2N 层，其中，0〈Χ1〈1，O ≤ Χ2〈Χ1〈1， 所述未惨杂InxiGa1-JilN层、所述Mg惨杂InxiGa1...

【专利技术属性】
技术研发人员：京野孝史，盐谷阳平，上野昌纪，梁岛克典，田才邦彦，中岛博，风田川统之，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP