氮化物半导体发光元件和氮化物半导体发光元件的制造方法技术

氮化物半导体发光元件(1)包含：n型包覆层(30)，其由n型AlGaN形成；多量子阱层，其在n型包覆层(30)侧具有由AlGaN形成的势垒层(52a)，在上述氮化物半导体发光元件(1)中，还具备触发层(40)，其位于上述n型包覆层(30)和上述势垒层(52a)之间，是包含Si而形成的，在上述n型包覆层(30)和上述多量子阱层形成有以上述n型包覆层(30)中的位错为起始端并在上述多量子阱层内终止的多个V形坑(100)。

【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和氮化物半导体发光元件的制造方法
本专利技术涉及氮化物半导体发光元件和氮化物半导体发光元件的制造方法。
技术介绍
近年来，输出蓝色光的发光二极管、激光二极管等氮化物半导体发光元件已实用化，提高了发光输出的氮化物半导体发光元件的开发得到推进(参照专利文献1。)。专利文献1所记载的氮化物半导体发光元件是将n型氮化物半导体层、触发层、V形坑扩大层、形成发光层的多量子阱层、以及p型氮化物半导体层按此顺序设置而构成的氮化物半导体发光元件，在上述多量子阱层形成有V形坑，上述触发层包括具有与构成上述n型氮化物半导体层的上表面的材料不同的晶格常数的氮化物半导体材料，上述V形坑扩大层包括具有与构成上述n型氮化物半导体层的上表面的材料实质上相同的晶格常数的氮化物半导体材料，具有5nm以上5000nm以下的厚度。可是，在非专利文献1中，记载有多量子阱层中的V形坑的作用。具体地说，在非专利文献1中记载有：当在多量子阱层内存在V形坑时，V形坑的斜面上的量子阱宽度会变窄，因此，由于量子能级的能量变大等效果，实际有效的带隙变大，妨碍了量子阱中的电子、空穴到达V形坑内部，其结果是，抑制了多量子阱层内的非发光再结合。专利文献1所记载的氮化物半导体发光元件涉及的是基于与该多量子阱层中的V形坑的作用相关的技术思想而完成的专利技术。现有技术文献专利文献专利文献1：特许第5881393号公报非专利文献非专利文献1：A.Hangleiter,F.Hitzel,C.Netzel,D.Fuhrmann,U.Rossow,G.Ade,andP.Hinze,“SuppressionofNonradiativeRecombinationbyV-ShapedPitsinGaInN/GaNQuantumWellsProducesaLargeIncreaseintheLightEmissionEfficiency”,PhysicalReviewLetters95,127402(2005)
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1所记载的氮化物半导体发光元件中，由于触发层是由具有与构成n型氮化物半导体层的上表面的材料不同的晶格常数的氮化物半导体材料形成的，因此，需要进一步形成包含具有与构成上述n型氮化物半导体层的上表面的材料实质上相同的晶格常数的氮化物半导体材料的层作为V形坑扩大层，形成氮化物半导体发光元件的工序变多，并且有可能招致制造成本的上升。本专利技术的目的在于，提供一种氮化物半导体发光元件和氮化物半导体发光元件的制造方法，其不必将包括具有与构成n型氮化物半导体层的上表面的材料不同的晶格常数的氮化物半导体材料的触发层形成在n型氮化物半导体上，通过在多量子阱层形成V形坑，就能够使发光输出得到提高。用于解决问题的方案本专利技术的一实施方式的氮化物半导体发光元件包含：n型包覆层，其由n型AlGaN形成；以及多量子阱层，其在n型包覆层侧具有由AlGaN形成的势垒层，在上述氮化物半导体发光元件中，还具备触发层，其位于上述n型包覆层和上述势垒层之间，是包含Si而形成的，在上述n型包覆层和上述多量子阱层形成有以上述n型包覆层中的位错为起始端并在上述多量子阱层内终止的多个V形坑。另外，本专利技术的另一实施方式的氮化物半导体发光元件的制造方法的特征在于，具备：在基板上形成n型包覆层的工序，上述n型包覆层具有n型AlGaN；形成多量子阱层的工序，上述多量子阱层在上述n型包覆层侧具有势垒层，上述势垒层具有AlGaN；以及形成触发层的工序，上述触发层位于上述n型包覆层和上述势垒层之间，是包含Si而形成的，在形成上述触发层的工序中，一边将Si的供应量调整为上述n型包覆层所包含的位错的密度的5.0×109～5.0×1010倍一边进行形成。专利技术效果根据本专利技术的一实施方式，能够提供一种氮化物半导体发光元件和氮化物半导体发光元件的制造方法，其不必将包括具有与构成n型氮化物半导体层的上表面的材料不同的晶格常数的氮化物半导体材料的触发层形成在n型氮化物半导体上，通过在多量子阱层形成V形坑，就能够使发光输出得到提高。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式所涉及的氮化物半导体发光元件的构成的一例的概略截面图。图2A是示出形成有V形坑的氮化物半导体发光元件的一截面的图像。图2B是将图2A的一部分放大示出的V形坑的放大图像。图3是示出实施例和比较例的发光波长与发光输出的关系的一例的坐标图。图4是表示图3所示的实施例和比较例的顺向上供应的电流和发光输出的数据的一例的图。具体实施方式[实施方式]参照图1至图4来说明本专利技术的实施方式。此外，以下说明的实施方式是作为实施本专利技术方面的优选的具体例来示出的，虽然也有具体地例示了在技术上优选的各种技术事项的部分，但本专利技术的技术范围不限于该具体的形式。另外，各附图中的各构成要素的尺寸比并非一定与实际的氮化物半导体发光元件的尺寸比一致。图1是示出本专利技术的实施方式所涉及的氮化物半导体发光元件的构成的一例的概略截面图。氮化物半导体发光元件1(以下，也简称为“发光元件1”。)是发出紫外区域的波长的光的发光二极管(LightEmittingDiode：LED)。在本实施方式中，特别列举发出中心波长为250nm～350nm的深紫外光的发光元件1为例来进行说明。如图1所示，发光元件1构成为包含：基板10、缓冲层20、n型包覆层30、触发层40、多量子阱层50、电子阻挡层60、p型包覆层70、p型接触层80、n侧电极90以及p侧电极92。构成发光元件1的半导体例如能够使用由AlxGa1-xN(0≤x≤1)表示的III族氮化物半导体。另外，这些III族元素的一部分可以用铟(In)、硼(B)、铊(Tl)等来取代，另外，也可以用磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)等来取代N的一部分。基板10对于发光元件1发出的深紫外光具有透光性。基板10例如是包含蓝宝石(Al2O3)的蓝宝石(Al2O3)基板。除了蓝宝石(Al2O3)基板之外，基板10例如也可以使用氮化铝(AlN)基板、氮化铝镓(AlGaN)基板。缓冲层20形成在基板10上。缓冲层20构成为包含AlN层22、以及形成在AlN层22上的无掺杂的u-AlpGa1-pN层24(0≤p≤1)。另外，基板10和缓冲层20构成基底结构部2。此外，u-AlpGa1-pN层24可以不必一定设置。n型包覆层30形成在基底结构部2上。n型包覆层30是由n型的AlGaN(以下，也简称为“n型AlGaN”。)形成的层，例如是掺杂有作为n型的杂质的硅(Si)的AlqGa1-qN层(0≤q≤1)。此外，作为n型的杂质，也可以使用锗(Ge)、硒(Se)、碲(Te)、碳(C)等。n型包覆层30具有1μm～3μm左右的厚度，例如具有2μm左右的厚度。n型包覆层30可以是单层，也可以是多层结构。触发层40形成在n型包覆层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮化物半导体发光元件，包含：/nn型包覆层，其由n型AlGaN形成；以及/n多量子阱层，其在上述n型包覆层侧具有由AlGaN形成的势垒层，/n在上述氮化物半导体发光元件中，/n还具备触发层，其位于上述n型包覆层和上述势垒层之间，是包含Si而形成的，/n在上述n型包覆层和上述多量子阱层形成有以上述n型包覆层中的位错为起始端并在上述多量子阱层内终止的多个V形坑。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170915 JP 2017-1776591.一种氮化物半导体发光元件，包含：
n型包覆层，其由n型AlGaN形成；以及
多量子阱层，其在上述n型包覆层侧具有由AlGaN形成的势垒层，
在上述氮化物半导体发光元件中，
还具备触发层，其位于上述n型包覆层和上述势垒层之间，是包含Si而形成的，
在上述n型包覆层和上述多量子阱层形成有以上述n型包覆层中的位错为起始端并在上述多量子阱层内终止的多个V形坑。


2.根据权利要求1所述的氮化物半导体发光元件，
上述触发层的Si浓度是上述n型包覆层中的上述位错的密度的5.0×109～5.0×1010倍。


3.根据权利要求1或2所述的氮化物半导体发光元件，
上述V形坑具有在上述氮化物半导体发光元件的厚度方向上延伸的大致倒...

【专利技术属性】
技术研发人员：希利尔·贝诺，松仓勇介，古泽优太，和田贡，
申请(专利权)人：日机装株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP