发光元件制造技术

发光元件从下方朝向上方依次具备分别由氮化物半导体构成的第一n侧半导体层、第一活性层、第一p侧半导体层、与所述第一p侧半导体层相接的第二n侧半导体层、第二活性层以及第二p侧半导体层。所述第二n侧半导体层从下方朝向上方依次包含：第一层，其包含镓；第二层，其包含铝以及镓；以及第三层，其包含镓，具有比所述第一层的n型杂质浓度以及所述第二层的n型杂质浓度低的n型杂质浓度。所述第一层的厚度以及所述第二层的厚度分别比所述第三层的厚度的50％小。度的50％小。度的50％小。

【技术实现步骤摘要】
发光元件


[0001]本专利技术涉及发光元件。

技术介绍

[0002]日本特开2004－128502号公报公开了一种发光元件，其例如具备：包含第一n型层、第一活性层以及第一p型层的第一发光部；配置于第一发光部上的隧道结层；以及第二发光部，配置于隧道结层上，包含第二n型层、第二活性层以及第二p型层。

技术实现思路

[0003]本专利技术的一实施方式的目的在于提供发光效率较高的发光元件。
[0004]本专利技术的一实施方式的发光元件从下方朝向上方依次具备分别由氮化物半导体构成的第一n侧半导体层、第一活性层、第一p侧半导体层、与所述第一p侧半导体层相接的第二n侧半导体层、第二活性层以及第二p侧半导体层。所述第二n侧半导体层从下方朝向上方依次包含：第一层，其包含镓；第二层，其包含铝以及镓；以及第三层，其包含镓，具有比所述第一层的n型杂质浓度以及所述第二层的n型杂质浓度低的n型杂质浓度。所述第一层的厚度以及所述第二层的厚度分别比所述第三层的厚度的50％小。
[0005]根据本专利技术的一实施方式，能够提供发光效率较高的发光元件。
附图说明
[0006]图1是表示实施方式的发光元件的剖面图。
[0007]图2是放大示出图1的第二n侧半导体层的剖面图。
[0008]图3是实施方式的发光元件的能带图的例子。
[0009]图4是表示实施方式的发光元件的制造方法的流程图。
[0010]图5是表示形成第二n侧半导体层的工序的详细情况的流程图。
[0011]图6是用于说明实施方式的发光元件的制造过程的剖面图。
[0012]图7是用于说明实施方式的发光元件的制造过程的剖面图。
[0013]图8A是表示实施例1～4的发光元件的第二n侧半导体层的层构成的剖面图。
[0014]图8B是表示参考例1的发光元件的第二n侧半导体层的层构成的剖面图。
[0015]图8C是表示参考例2的发光元件的第二n侧半导体层的层构成的剖面图。
[0016]图9A是表示参考例1的发光元件、参考例2的发光元件以及实施例1～4的发光元件的正向电压Vf与成为基准的正向电压Vfref之差ΔVf的图表。
[0017]图9B是表示使参考例1的发光元件、参考例2的发光元件以及实施例1～4的发光元件的各输出Po标准化而得的值Po/Poref的图表。
具体实施方式
[0018]以下，参照附图对实施方式进行说明。另外，附图为示意性或者概念性的，各部分
的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等并非必须与现实相同。另外，即使在表示相同的部分的情况下，也有根据附图而将相互的尺寸、比率表示为不同的情况。而且，在本说明书与各图中，对于与关于已出现过的图说明过的要素相同的要素标注相同的附图标记，适当省略详细的说明。
[0019]另外，以下，为了容易理解说明，使用XYZ正交坐标系对各部分的配置以及构成进行说明。X轴、Y轴、Z轴相互正交。此外，将X轴延伸的方向设为“X方向”，将Y轴延伸的方向设为“Y方向”，将Z轴延伸的方向设为“Z方向”。另外，为了容易理解说明，将上方设为Z方向，将下方设为其相反方向，但这些方向是相对的方向，与重力方向无关。
[0020]图1是表示本实施方式的发光元件10的剖面图。
[0021]图2是放大示出图1的第二n侧半导体层121的剖面图。
[0022]图3是本实施方式的发光元件10的能带图的例子。
[0023]如图1所示，发光元件10具备基板11、半导体构造体12、n侧电极13以及p侧电极14。
[0024]基板11的形状为平板状。基板11的上表面以及下表面例如与X－Y平面大致平行。基板11例如由蓝宝石(Al2O3)构成。但是，基板11中也可以使用硅(Si)、碳化硅(SiC)、或者氮化镓(GaN)等其他材料。在基板11之上配置有半导体构造体12。
[0025]半导体构造体12例如是层叠了由氮化物半导体构成的多个半导体层的层叠体。这里，“氮化物半导体”是包含氮的半导体，典型来说包含在作为In
x
Al
y
Ga
1－x－y
N(0≤x≤1，0≤y≤1，x+y≤1)的化学式中使组成比x以及y在各自的范围内变化的所有组成的半导体。
[0026]半导体构造体12从下方朝向上方依次具有第一发光部110与第二发光部120。第一发光部110从下方朝向上方依次包含第一n侧半导体层112、第一活性层113以及第一p侧半导体层114。第一发光部110还包含配置于第一n侧半导体层112之下的基底层111。第二发光部120从下方朝向上方依次包含第二n侧半导体层121、第二活性层122以及第二p侧半导体层123。以下，详细叙述半导体构造体12的各部。
[0027]第一发光部110的基底层111配置于基板11之上。基底层111例如包含非掺杂的半导体层。在本说明书中，“非掺杂”是指没有有意地掺杂n型杂质以及p型杂质。即，非掺杂的半导体层是不供给包含n型杂质以及p型杂质的原料气体而形成的半导体层。“n型杂质”是指成为施体的杂质。“p型杂质”是指成为受体的杂质。在非掺杂的半导体层与有意地掺杂了n型杂质以及/或者p型杂质的层邻接的情况下，由于来自该邻接的层的扩散等，有时在非掺杂的半导体层中包含n型杂质以及/或者p型杂质。
[0028]基底层111中的非掺杂的半导体层例如包含GaN。在基底层111之上配置有第一n侧半导体层112。但是，也可以是，在第一发光部上未配置有基底层，第一n侧半导体层直接配置在基板上。
[0029]第一n侧半导体层112包含1个以上的n型半导体层。第一n侧半导体层112中的n型半导体层例如包含掺杂有作为n型杂质的硅(Si)的GaN。第一n侧半导体层112中的n型半导体层也可以还包含铟(In)或者铝(Al)等。第一n侧半导体层112中的n型半导体层也可以包含锗(Ge)作为n型杂质。
[0030]另外，第一n侧半导体层112只要具有向第一活性层113供给电子这一功能即可，也可以还包含1个以上的非掺杂的半导体层。第一n侧半导体层112中的非掺杂的半导体层例如包含GaN。
[0031]第一n侧半导体层112包含第一面112s1、第二面112s2以及第三面112s3。第一面112s1是与X－Y平面大致平行的面。第二面112s2是位于比第一面112s1靠上方且与X－Y平面大致平行的面。在俯视时，第二面112s2与第一面112s1在X方向上相邻。第三面112s3是位于第一面112s1与第二面112s2之间且与Y－Z平面大致平行的面。在第二面112s2上配置有第一活性层113。
[0032]第一活性层113例如包括具有多个阱层与多个势垒层的多量子阱结构。多个阱层能够使用例如氮化铟镓(InGaN)。多个势垒层能够使用例如GaN。阱层以及势垒层例如也可以是非掺杂的半导体层。另外，也可以在阱层以及势垒层的至少一部分中含有n型杂质以及/或者p型杂质。在第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光元件，其特征在于，从下方朝向上方依次具备分别由氮化物半导体构成的第一n侧半导体层、第一活性层、第一p侧半导体层、与所述第一p侧半导体层相接的第二n侧半导体层、第二活性层以及第二p侧半导体层，所述第二n侧半导体层从下方朝向上方依次包含：第一层，其包含镓；第二层，其包含铝以及镓；以及第三层，其包含镓，具有比所述第一层的n型杂质浓度以及所述第二层的n型杂质浓度低的n型杂质浓度，所述第一层的厚度以及所述第二层的厚度分别比所述第三层的厚度的50％小。2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述第二层的厚度比所述第一层的厚度小。3.根据权利要求1或2所述的发光元件，其特征在于，所述第二层的厚度为所述第一层以及所述第二层的总厚度的40％以下。4.根据权利要求1或2所述的发光元件，其特征在于，所述第二层的n型杂质浓度为所述第一层的n型杂质浓度以下。5.根据权利要求1或2所述的发光元件，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：福森孝典，
申请(专利权)人：日亚化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：