JP2007019277A - 半導体発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
本発明は、活性層と正孔供給層との間に互いに組成の異なる複数のIII族窒化物系化合物層を配置することで、前記III族窒化物系化合物層の組成の違いから生ずる分極電荷からのクーロン力を利用して正孔を円滑に前記活性層へ移動させることとした。
【選択図】図1
Description
http://www.denso.co.jp/DTR/vol6_no1/dissertation10.pdf。
本実施形態は、電子及び正孔が再結合する活性層と、前記活性層に対して極性がp型の側に隣接して積層され、積層方向の幅が1nm以上10nm以下の組成式がGaNと表されるIII族窒化物系化合物の第一半導体層と、前記第一半導体層の前記活性層の側と反対の側に隣接して積層され、積層方向の幅が5nm以上100nm以下の組成式がGaxIn1−xN(0≦x<1)と表されるIII族窒化物系化合物の分極発生層と、前記分極発生層の前記第一半導体層の側と反対の側に隣接して積層され、組成式がGaNと表されるノンドープのIII族窒化物系化合物の第二半導体層と、前記第二半導体層の前記分極発生層の側と反対側に隣接して積層され、組成式がAl1−yGayN(0≦y≦1)と表されるp型のIII族窒化物系化合物の第三半導体層と、を備える半導体発光素子である。
本実施形態において、前記活性層は互いに組成の異なる組成式がAlpGaqIn1−p−qN(0≦p≦1、0≦q≦1、0≦p+q≦1)と表される少なくとも二種類のIII族窒化物系化合物の薄膜を積層方向に交互に配置する多重量子井戸構造であることが好ましい。
本実施形態は、電子及び正孔が再結合する活性層と、前記活性層に対して極性がp型の側に隣接して積層され、積層方向の幅が1nm以上10nm以下の組成式がGaNと表されるIII族窒化物系化合物の第一半導体層と、前記第一半導体層の前記活性層の側と反対の側に隣接して積層され、積層方向の幅が5nm以上100nm以下の組成式がGaxIn1−xN(0≦x<1)と表されるIII族窒化物系化合物の分極発生層と、前記分極発生層の前記第一半導体層の側と反対の側に隣接して積層され、組成式がAl1−yGayN(0≦y≦1)と表されるp型のIII族窒化物系化合物の第三半導体層と、を備える半導体発光素子である。
本実施形態は、電子及び正孔が再結合する活性層と、前記活性層に対して極性がp型の側に隣接して積層され、積層方向の幅が1nm以上10nm以下の組成式がGaNと表されるIII族窒化物系化合物の第一半導体層と、前記第一半導体層の前記活性層の側と反対の側に隣接して積層され、積層方向に組成式がGaNと表されるノンドープのIII族窒化物系化合物の薄膜と組成式がGaxIn1−xN(0≦x<1)と表されるIII族窒化物系化合物の薄膜とを交互に配置する超格子構造の超格子層と、前記超格子層の前記第一半導体層の側と反対の側に隣接して積層され、組成式がGaNと表されるノンドープのIII族窒化物系化合物の第二半導体層と、前記第二半導体層の前記超格子層の側と反対の側に隣接して積層され、組成式がAl1−yGayN(0≦y≦1)と表されるp型のIII族窒化物系化合物の第三半導体層と、を備える半導体発光素子である。
本実施形態において、前記活性層は互いに組成の異なる組成式がAlpGaqIn1−p−qN(0≦p≦1、0≦q≦1、0≦p+q≦1)と表される少なくとも二種類のIII族窒化物系化合物の薄膜を積層方向に交互に配置する多重量子井戸構造であることが好ましい。
本実施形態は、電子及び正孔が再結合する活性層と、前記活性層に対して極性がp型の側に隣接して積層され、積層方向の幅が1nm以上10nm以下の組成式がGaNと表されるIII族窒化物系化合物の第一半導体層と、前記第一半導体層の前記活性層の側と反対の側に隣接して積層され、積層方向に組成式がGaNと表されるノンドープのIII族窒化物系化合物の薄膜と組成式がGaxIn1−xN(0≦x<1)と表されるIII族窒化物系化合物の薄膜とを交互に配置する超格子構造の超格子層と、前記超格子層の前記第一半導体層の側と反対の側に隣接して積層され、組成式がAl1−yGayN(0≦y≦1)と表されるp型のIII族窒化物系化合物の第三半導体層と、を備える半導体発光素子である。
本願第一の発明に係る他の実施の形態である半導体発光素子913の断面の概念図を図13に示す。図13において図1で用いた符号と同じ符号は同じ構成及び同じ機能である。図1の半導体発光素子901と半導体発光素子913との違いは、半導体発光素子913は半導体発光素子901の電極10及び基板11を備えず、電極32及び基板31を備えていることである。半導体発光素子913は基板31に対し、電極32とストライプ形状電極22とを同じ側に配置する表面電極型の半導体発光素子である。
10、32 電極
10a、32a バンドダイヤグラムにおける電極10、32の領域
11、31 基板
11a バンドダイヤグラムにおける基板11の領域
12 n型下地層
12a バンドダイヤグラムにおけるn型下地層12の領域
13 電子供給層
13a バンドダイヤグラムにおける電子供給層13の領域
14 n側ガイド層
14a バンドダイヤグラムにおけるn側ガイド層14の領域
15、35 活性層
15a、35a バンドダイヤグラムにおける活性層15、35の領域
35b バンドダイヤグラムにおける活性層35の量子井戸薄膜の領域
35c バンドダイヤグラムにおける活性層35の障壁薄膜の領域
16 第一半導体層
16a バンドダイヤグラムにおける第一半導体層16の領域
17 分極発生層
17a バンドダイヤグラムにおける分極発生層17の領域
18 第二半導体層
18a バンドダイヤグラムにおける第二半導体層18の領域
19 第三半導体層
19a バンドダイヤグラムにおける第三半導体層19の領域
20 正孔供給層
20a バンドダイヤグラムにおける正孔供給層20の領域
21 p型コンタクト層
21a バンドダイヤグラムにおけるp型コンタクト層21の領域
22 ストライプ形状電極
24、64、84、124 p側ガイド層
24a、64a、84a、124a バンドダイヤグラムにおけるp側ガイド層24、64、84、124の領域
77 超格子層
77a バンドダイヤグラムにおける超格子層77の領域
77b 超格子層77のGaInN薄膜の領域
77c 超格子層77のGaN薄膜の領域
91 価電子帯のトップ準位
92 伝導帯の底部準位
Claims (8)
- 電子及び正孔が再結合する活性層と、
前記活性層に対して極性がp型の側に隣接して積層され、積層方向の幅が1nm以上10nm以下の組成式がGaNと表されるIII族窒化物系化合物の第一半導体層と、
前記第一半導体層の前記活性層の側と反対の側に隣接して積層され、積層方向の幅が5nm以上100nm以下の組成式がGaxIn1−xN(0≦x<1)と表されるIII族窒化物系化合物の分極発生層と、
前記分極発生層の前記第一半導体層の側と反対の側に隣接して積層され、組成式がGaNと表されるノンドープのIII族窒化物系化合物の第二半導体層と、
前記第二半導体層の前記分極発生層の側と反対側に隣接して積層され、組成式がAl1−yGayN(0≦y≦1)と表されるp型のIII族窒化物系化合物の第三半導体層と、
を備える半導体発光素子。 - 電子及び正孔が再結合する活性層と、
前記活性層に対して極性がp型の側に隣接して積層され、積層方向の幅が1nm以上10nm以下の組成式がGaNと表されるIII族窒化物系化合物の第一半導体層と、
前記第一半導体層の前記活性層の側と反対の側に隣接して積層され、積層方向の幅が5nm以上100nm以下の組成式がGaxIn1−xN(0≦x<1)と表されるIII族窒化物系化合物の分極発生層と、
前記分極発生層の前記第一半導体層の側と反対の側に隣接して積層され、組成式がAl1−yGayN(0≦y≦1)と表されるp型のIII族窒化物系化合物の第三半導体層と、
を備える半導体発光素子。 - 電子及び正孔が再結合する活性層と、
前記活性層に対して極性がp型の側に隣接して積層され、積層方向の幅が1nm以上10nm以下の組成式がGaNと表されるIII族窒化物系化合物の第一半導体層と、
前記第一半導体層の前記活性層の側と反対の側に隣接して積層され、積層方向に組成式がGaNと表されるノンドープのIII族窒化物系化合物の薄膜と組成式がGaxIn1−xN(0≦x<1)と表されるIII族窒化物系化合物の薄膜とを交互に配置する超格子構造の超格子層と、
前記超格子層の前記第一半導体層の側と反対の側に隣接して積層され、組成式がGaNと表されるノンドープのIII族窒化物系化合物の第二半導体層と、
前記第二半導体層の前記超格子層の側と反対の側に隣接して積層され、組成式がAl1−yGayN(0≦y≦1)と表されるp型のIII族窒化物系化合物の第三半導体層と、
を備える半導体発光素子。 - 電子及び正孔が再結合する活性層と、
前記活性層に対して極性がp型の側に隣接して積層され、積層方向の幅が1nm以上10nm以下の組成式がGaNと表されるIII族窒化物系化合物の第一半導体層と、
前記第一半導体層の前記活性層の側と反対の側に隣接して積層され、積層方向に組成式がGaNと表されるノンドープのIII族窒化物系化合物の薄膜と組成式がGaxIn1−xN(0≦x<1)と表されるIII族窒化物系化合物の薄膜とを交互に配置する超格子構造の超格子層と、
前記超格子層の前記第一半導体層の側と反対の側に隣接して積層され、組成式がAl1−yGayN(0≦y≦1)と表されるp型のIII族窒化物系化合物の第三半導体層と、
を備える半導体発光素子。 - 前記超格子層は組成式がGaNと表されるノンドープのIII族窒化物系化合物の薄膜と組成式がGaxIn1−xN(0≦x<1)と表されるIII族窒化物系化合物の薄膜との組み合わせを10組以上100組以下積層したことを特徴とする請求項3又は4に記載の半導体発光素子。
- 前記活性層は互いに組成の異なる組成式がAlpGaqIn1−p−qN(0≦p≦1、0≦q≦1、0≦p+q≦1)と表される少なくとも二種類のIII族窒化物系化合物の薄膜を積層方向に交互に配置する多重量子井戸構造であることを特徴とする請求項1から5に記載のいずれかの半導体発光素子。
- 前記活性層は前記組成式がp=0及びq=1であるIII族窒化物系化合物の薄膜と前記組成式がp=0及び0≦q<1であるIII族窒化物系化合物の薄膜とを積層方向に交互に配置する多重量子井戸構造であって、
前記活性層における前記組成式がp=0及び0≦q<1であるIII族窒化物系化合物の薄膜のバンドギャップは前記分極発生層のバンドギャップ又は前記超格子層における前記組成式がGaxIn1−xN(0≦x<1)と表されるIII族窒化物系化合物の薄膜のバンドギャップより狭いことを特徴とする請求項6に記載の半導体発光素子。 - 前記第一半導体層から前記第三半導体層までのIII族窒化物系化合物の結晶はウルツ鉱構造であり、前記第一半導体層から前記第三半導体層までの積層方向と前記第一半導体層から前記第三半導体層までのIII族窒化物系化合物の結晶のC軸方向とが平行であることを特徴とする請求項1から7に記載のいずれかの半導体発光素子。
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