本发明专利技术提供一种具有可提高偏光度的结构的氮化镓系半导体发光元件。发光二极管（１１ａ）包括半导体区域（１３）、ＩｎＧａＮ层（１５）及活性层（１７）。半导体区域（１３）具有表现出半极性的主面（１３ａ），且包含ＧａＮ或者ＡｌＧａＮ。半导体区域（１３）的主面（１３ａ）相对于与该主面（１３ａ）的［０００１］轴方向的基准轴Ｃｘ正交的平面Ｓｃ以角度α倾斜。半导体区域（１３）的厚度Ｄ１３大于ＩｎＧａＮ层（１５）的厚度ＤＩｎＧａＮ，且ＩｎＧａＮ层（１５）的厚度ＤＩｎＧａＮ为１５０ｎｍ以上。ＩｎＧａＮ层（１５）设置于半导体区域（１３）的主面１３ａ的正上方，且与主面（１３ａ）相接。活性层（１７）设置于ＩｎＧａＮ层（１５）的主面１５ａ上，且与该主面（１５ａ）接触。活性层（１７）包含ＩｎＧａＮ阱层（２１）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种氮化镓系半导体发光元件、制作氮化镓系半导体发光元件的方法、氮化镓系发光二极管、外延晶片及制作氮化镓系发光二极管的方法。
技术介绍
在专利文献1中记载有一种设置于具有非极性面的GaN基板上的氮化镓系半导体发光元件。作为GaN基板的主面记载有以下结构。例如，GaN基板的主面为{11-20} 面、{1-100}面、或者在-5度 +5度的范围内自{11-20}面或{1-100}面倾斜的面。此外，GaN基板的主面为相对于{11-20}面及{1-100}面中的任一面而以偏离角θ (其中 0°彡θ彡10° )偏离的面。进而，GaN基板的主面为{11-20}面、在_5度 +5度的范围内自{11-20}面倾斜的面、或者相对于{11-20}面而以10度以下的偏离角θ偏离的面。专利文献专利文献1 日本专利特开平10-135576号公报
技术实现思路
在氮化镓系发光二极管中，出射光的偏光与应变的各向异性相关联。因此，为了制作出偏光度较大的发光二极管，而要求增大应变的各向异性。根据本专利技术者等人的见解， 当在GaN基板的半极性主面上进行活性层的共格生长时，偏光度为大致由偏离角所决定的值。因此，使应变的各向异性改变并不容易。根据本专利技术者等人的探讨，考虑有通过产生各向异性的晶格弛豫而增大应变的各向异性。根据该方针，本专利技术者等人进行了研究，结果发现了各向异性地引起晶格弛豫的结构。在氮化镓系激光二极管中，通过活性层的应变而可激光振荡的带间跃迁不同。此外，带间跃迁与激光振荡的阈值相关联。在氮化镓系激光二极管中，要求减小阈值电流密度。根据本专利技术者等人的见解，氮化镓系激光二极管的LED模式(产生激光振荡前的发光) 下的偏光度，与该激光二极管的阈值电流密度的大小相关联。在LED模式下，不仅可激光振荡的带间跃迁会发光，其他带间跃迁也会发光。LED模式下的发光的偏光度通过来自多个不同带间跃迁的光的混合而规定。本专利技术鉴于如上所述的情形而创立，其目的在于提供一种具有可提高偏光度的结构的氮化镓系半导体发光元件，且提供一种用于该氮化镓系半导体发光元件的外延晶片， 进而提供一种制作氮化镓系半导体发光元件的方法。此外，本专利技术鉴于如上所述的情形而创立，其目的在于提供一种具有可提高偏光度的结构的氮化镓系发光二极管，且提供一种用于该氮化镓系发光二极管的外延晶片，进而提供一种制作氮化镓系发光二极管的方法。本专利技术的一侧面的氮化镓系半导体发光元件包括(a)半导体区域，包含氮化镓系半导体；(bnnGaN层，设置在上述半导体区域的上述主面的正上方；(c)活性层，含有包含InGaN的阱层，且设置在上述InGaN层的主面上；以及(d)支撑基体，包含六方晶系氮化镓，且具有相对于与该氮化镓的W001]轴方向的基准轴正交的平面以10度以上且80度以下倾斜的主面。上述InGaN层设置于上述活性层与上述半导体区域之间，且上述半导体区域的上述主面相对于与在该主面的W001]轴方向上延伸的基准轴正交的平面倾斜而表现出半极性，上述半导体区域包含一个或多个氮化镓系半导体层，各氮化镓系半导体层包含 GaN, AlGaN, InGaN或IniUGaN，上述半导体区域的上述主面的材料与上述InGaN层不同，上述半导体区域的厚度大于上述InGaN层的厚度，上述InGaN层具有IOOnm以上的厚度，上述半导体区域搭载于上述支撑基体的上述主面上，上述InGaN层具有与上述基准轴正交的第一方向上的第一 InGaN晶格常数及与上述基准轴正交的第二方向上的第二 InGaN晶格常数，上述第一方向与上述第二方向正交，上述支撑基体具有与上述基准轴正交的第一方向上的第一 GaN晶格常数及与上述基准轴正交的第二方向上的第二 GaN晶格常数，且上述第一 InGaN晶格常数与上述第一 GaN晶格常数相等，上述第二 InGaN晶格常数与上述第二 GaN 晶格常数不同。根据该氮化镓系半导体发光元件，在半导体区域上形成厚度为IOOnm以上的 InGaN层，因此在InGaN层产生各向异性的晶格弛豫，该InGaN层含有各向异性的应变。因此，InGaN层的主面上的活性层的应变的各向异性增大。在氮化镓系半导体激光中，可提高 LED模式下的发光的偏光度，其结果，可进行低阈值的跃迁的激光振荡。此外，可提高氮化镓系发光二极管的偏光度。在本专利技术的氮化镓系半导体发光元件中，上述hGaN层可具有150nm以上的厚度。 根据该氮化镓系半导体发光元件，可增强该^GaN层的应变的各向异性。在本专利技术的氮化镓系半导体发光元件中，上述^iGaN层为光导层，且该氮化镓系半导体发光元件可还包括设置于上述活性层的主面上且包含另一hGaN层的另一光导层。 氮化镓系半导体发光元件包含氮化镓系半导体激光，且可通过光导层的各向异性应变而提高LED模式下的发光的偏光度。其结果，可进行低阈值的跃迁的激光振荡。在本专利技术的氮化镓系半导体发光元件中，来自上述发光层的发光的偏光度大于0。 根据该氮化镓系半导体发光元件，可提供非负值的偏光度。在本专利技术的氮化镓系半导体发光元件中，上述半导体区域的上述主面包含GaN。在本专利技术的氮化镓系半导体发光元件中，上述倾斜的角度为63度以上且80度以下。根据该氮化镓系半导体发光元件，可减少InGaN层的偏析，且可减少因偏析而引起的应力分布。在本专利技术的氮化镓系半导体发光元件中，上述氮化镓系半导体发光元件包含半导体激光，该半导体激光的光波导在上述c轴的倾斜方向上延伸。根据该氮化镓系半导体发光元件，可提供一种能进行低阈值的激光振荡的共振器。在本专利技术的氮化镓系半导体发光元件中，在上述半导体区域与上述^iGaN层的界面产生失配位错，从而在上述InGaN层产生晶格弛豫。在氮化镓系半导体发光元件中，通过 ^GaN层的晶格弛豫而变更活性层的应变。在本专利技术的氮化镓系半导体发光元件中，通过该失配位错，在上述^iGaN层产生各向异性的晶格弛豫，且在上述基准轴的倾斜的方向上产生晶格弛豫，在与该方向及上述基准轴正交的方向上并无晶格弛豫。在氮化镓系半导体发光元件中，通过InGaN层的各向异性的晶格弛豫，活性层含有各向异性的应变。本专利技术的一侧面的氮化镓系发光二极管及氮化镓系半导体发光元件包括(a)半导体区域，具有包含氮化镓系半导体的主面；(b) InGaN层，设置在上述半导体区域的上述主面的正上方；以及(c)活性层，含有包含hGaN的阱层，且设置在上述hGaN层的主面上。 上述InGaN层设置于上述活性层与上述半导体区域之间，上述半导体区域的上述主面相对于与在该主面的W001]轴方向上延伸的基准轴正交的平面倾斜而表现出半极性，上述半导体区域包含一个或多个氮化镓系半导体层，各氮化镓系半导体层包含GaN或者AlGaN，且上述半导体区域的厚度大于上述InGaN层的厚度，上述InGaN层具有150nm以上的厚度。根据该氮化镓系发光二极管及氮化镓系半导体发光元件，在包含GaN或者AWaN 的半导体区域上，形成厚度为150nm以上的InGaN层，因此在InGaN层产生各向异性的晶格弛豫，且该InGaN层含有各向异性的应变。因此，InGaN层的主面上的活性层的应变的各向异性增大。所以，可提高氮化镓系发光二极管的偏光度。在本专利技术的氮化镓系发光二极管及氮化镓系半导体发光元件中，上述本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种氮化镓系半导体发光元件，其特征在于，包括：半导体区域，其包含氮化镓系半导体；ＩｎＧａＮ层，设置在所述半导体区域的所述主面的正上方；活性层，含有包含ＩｎＧａＮ的阱层，且设置在所述ＩｎＧａＮ层的主面上；以及支撑基体，其包含六方晶系氮化镓，且具有相对于与该氮化镓的［０００１］轴方向的基准轴正交的平面以１０度以上且８０度以下倾斜的主面，所述ＩｎＧａＮ层设置于所述活性层与所述半导体区域之间，所述半导体区域的所述主面相对于与在该主面的［０００１］轴方向上延伸的基准轴正交的平面倾斜而表现出半极性，所述半导体区域包含一个或多个氮化镓系半导体层，各氮化镓系半导体层包含ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ或ＩｎＡｌＧａＮ，所述半导体区域的所述主面的材料与所述ＩｎＧａＮ层不同，所述半导体区域的厚度大于所述ＩｎＧａＮ层的厚度，所述ＩｎＧａＮ层具有１００ｎｍ以上的厚度，所述半导体区域搭载于所述支撑基体的所述主面上，所述ＩｎＧａＮ层具有与所述基准轴正交的第一方向上的第一ＩｎＧａＮ晶格常数及与所述基准轴正交的第二方向上的第二ＩｎＧａＮ晶格常数，所述第一方向与所述第二方向正交，所述支撑基体具有与所述基准轴正交的第一方向上的第一ＧａＮ晶格常数及与所述基准轴正交的第二方向上的第二ＧａＮ晶格常数，所述第一ＩｎＧａＮ晶格常数与所述第一ＧａＮ晶格常数相等，所述第二ＩｎＧａＮ晶格常数与所述第二ＧａＮ晶格常数不同。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：善积祐介，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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