氮化物半导体发光元件制造技术

提供一种能够提高发光输出的氮化物半导体发光元件。氮化物半导体发光元件具备：活性层，其包含势垒层；p型接触层，其位于活性层的上侧；以及电子阻挡层叠体，其位于活性层和p型接触层之间，电子阻挡层叠体具备：第1电子阻挡层，其位于活性层侧，具有比势垒层的Al组分比大的Al组分比；以及第2电子阻挡层，其位于p型接触层侧，具有比势垒层的Al组分比小的Al组分比。比。比。

【技术实现步骤摘要】
氮化物半导体发光元件


[0001]本专利技术涉及氮化物半导体发光元件。

技术介绍

[0002]近年来，输出紫外光的发光二极管、激光二极管等氮化物半导体发光元件已实用化，并在推进能提高发光输出的氮化物半导体发光元件的开发(参照专利文献1)。
[0003]专利文献1所述的发光元件具备形成在III族氮化物单晶上并包括势垒层和阱层的多量子阱层，且以使该势垒层中的位于p型的III族氮化物层侧的最终阻隔层的厚度为2nm至10nm，使该阱层的厚度分别为2nm以下的方式进行了调整。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]【专利文献1】特许第5641173号公报

技术实现思路

[0007]专利技术要解决的问题
[0008]然而，即使如专利文献1所述的发光元件那样实施了将最终阻隔层和阱层的膜厚最佳化的举措，有时也无法得到足够的发光强度，关于提高发光强度，仍有进一步改善的余地。
[0009]因此，本专利技术的目的在于，提供一种能够提高发光输出的氮化物半导体发光元件。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]本专利技术以解决上述问题为目的，提供一种氮化物半导体发光元件，其具备：活性层，其包含势垒层；p型接触层，其位于上述活性层的上侧；以及电子阻挡层叠体，其位于上述活性层和上述p型接触层之间，上述电子阻挡层叠体具备：第1电子阻挡层，其位于上述活性层侧，具有比上述势垒层的Al组分比大的Al组分比；以及第2电子阻挡层，其位于上述p型接触层侧，具有比上述势垒层的Al组分比小的Al组分比。
[0012]专利技术效果
[0013]根据本专利技术，能够提供一种能够提高发光输出的氮化物半导体发光元件。
附图说明
[0014]图1是概略地示出本专利技术的第1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截面图。
[0015]图2是示意性地示出构成本专利技术的第1实施方式所涉及的氮化物半导体发光元件的半导体层的Al组分比的一例的图。
[0016]图3是概略地示出本专利技术的第2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截面图。
[0017]图4是示意性地示出构成本专利技术的第2实施方式所涉及的氮化物半导体发光元件
的半导体层的Al组分比的一例的图。
[0018]图5是示意性地示出构成本专利技术的第3实施方式所涉及的氮化物半导体发光元件的半导体层的Al组分比的一例的图。
[0019]图6是示出本专利技术的实施方式所涉及的发光元件的发光输出的测定结果的一例的图。
[0020]附图标记说明
[0021]1…
氮化物半导体发光元件(发光元件)
[0022]11
…
基板
[0023]12
…
缓冲层
[0024]30
…
n型包覆层
[0025]30a
…
露出面
[0026]50
…
活性层
[0027]52、52a、52b、52c
…
势垒层
[0028]54、54a、54b、54c
…
阱层
[0029]60
…
电子阻挡层叠体
[0030]61
…
第1电子阻挡层
[0031]62
…
第2电子阻挡层
[0032]70
…
p型包覆层
[0033]80
…
p型接触层
[0034]90
…
n侧电极
[0035]92
…
p侧电极。
具体实施方式
[0036]参照附图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子来示出的，虽然也有具体地例示了在技术上优选的各种事项的部分，但本专利技术的技术范围不限于该具体的形式。另外，图1和图3所示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。
[0037][第1实施方式][0038](氮化物半导体发光元件的构成)
[0039]图1是概略地示出本专利技术的第1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截面图。图2是示意性地示出构成图1所示的氮化物半导体发光元件的半导体层的Al组分比(也称为“AlN摩尔分数”)的一例的图。该氮化物半导体发光元件1(以下，也简称为“发光元件1”)例如包含激光二极管、发光二极管(Light Emitting Diode：LED)。在本实施方式中，作为发光元件1，将发出中心波长为250nm～360nm的紫外光的发光二极管(LED)举作例子进行说明。
[0040]如图1所示，发光元件1构成为包含：基板11；缓冲层12；n型包覆层30；活性层50；电子阻挡层叠体60，其层叠有多个电子阻挡层；p型接触层80；n侧电极90；以及p侧电极92。
[0041]活性层50具备：包含位于n型包覆层30侧的势垒层52a在内的3个势垒层52a、52b、52c；以及包含位于电子阻挡层叠体60侧的阱层54c在内的3个阱层54a、54b、54c。电子阻挡
层叠体60具有将第1电子阻挡层61与第2电子阻挡层62按顺序层叠而成的结构。此外，在以下的说明中，当对3个势垒层52a、52b、52c进行统称时，也称为“势垒层52”，当对3个阱层54a、54b、54c进行统称时，也称为“阱层54”。
[0042]构成发光元件1的半导体例如能够使用由Al
r
Ga
s
In
1-r-s
N(0≤r≤1，0≤s≤1，0≤r+s≤1)表示的二元系、三元系或者四元系的III族氮化物半导体。另外，可以用硼(B)、铊(Tl)等来取代这些III族元素的一部分，另外，也可以用磷(P)、砷(As)、锑(Sb)或铋(Bi)等来取代N的一部分。以下，对各构成要素进行说明。
[0043](1)基板11
[0044]基板11是对发光元件1发出的紫外光具有透光性的基板。基板11例如使用由蓝宝石(Al2O3)形成的蓝宝石基板。此外，基板11也可以是由氮化铝(AlN)形成的AlN单晶基板。
[0045](2)缓冲层12
[0046]缓冲层12形成在基板11上。缓冲层12是由AlN形成的AlN层。缓冲层12具有1.0μm至4.5μm左右的膜厚。缓冲层12的结构可以是单层，也可以是多层结构。此外，在基板11为AlN单晶基板的情况下，缓冲层12可以不必一定设置。也可以在缓冲层12上设置由AlGaN形成的无掺杂的AlGaN层。
[0047](3)n型包覆层30
[0048]n型包覆层30形成在缓冲层12上。n型包覆层30是由n型AlGaN形成的层，例如是掺杂有作为n型的杂质的硅(Si)的AlGaN层。此外，作为n型的杂质，也可以使用锗(Ge)、硒(Se)或碲(Te)等。n型包覆层30具有1μm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化物半导体发光元件，其特征在于，具备：活性层，其包含AlGaN系的势垒层；p型接触层，其位于上述活性层的上侧；以及电子阻挡层叠体，其位于上述活性层和上述p型接触层之间，上述电子阻挡层叠体具备：第1电子阻挡层，其位于上述活性层侧，具有比上述势垒层的Al组分比大的Al组分比；以及第2电子阻挡层，其位于上述p型接触层侧，具有比上述势垒层的Al组分比小的Al组分比。2.根据权利要求1所述的氮化物半导体发光元件，上述活性层还具备阱层，上述阱层具有比上述势垒层的Al组分比小的Al组分比，上述第2电子阻挡层的Al组分比大于上述阱层的Al组分比。3.根据权利要求1或2所述的氮化物半导体发光元件，上述第2电子阻挡层具有比上述第1电子阻挡层的膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：松仓勇介，稻津哲彦，希利尔，
申请(专利权)人：日机装株式会社，
类型：发明
国别省市：