JPWO2012098850A1 - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子および当該発光素子を備える光源 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子および当該発光素子を備える光源 Download PDFInfo
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Abstract
Description
以下、図7を参照しながら、本実施形態による窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を説明する。
本実施形態に係る上記の発光素子は、そのまま光源として使用されても良い。しかし、本実施形態に係る発光素子は、波長変換のための蛍光物質を備える樹脂などと組み合わせれば、波長帯域の拡大した光源(例えば白色光源)として好適に使用され得る。
102 n−GaN層
103 GaN障壁層
104 InyGa1-yN(0<y<1)井戸層
105 GaN/InGaN多重量子井戸活性層
106 p−AlGaNオーバーフロー抑制層
107 p−GaN層
108 n側電極
109 p側電極
110 AlaInbGacN(0≦a<1、0≦b<1、0<c≦1)ゆらぎ増大防止層
Claims (22)
- 活性層を備える窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であって、
前記活性層は、井戸層および障壁層を含み、前記井戸層および前記障壁層の各々はm面を成長面とする半導体層であり、
前記井戸層は、下面および上面を有し、かつ、当該井戸層の層厚方向に沿って前記下面からの距離に応じてIn組成が変化するIn組成分布を有しており、
前記井戸層のIn組成は、前記下面からの距離が一定の位置で極小を示し、前記井戸層のうちIn組成が極小を示す部分は前記下面に平行に延びている、
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 前記井戸層のIn組成は、前記下面からの距離が異なる複数の位置で極小を示し、前記複数の位置の間の位置で極大を示す、請求項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記極小を示すIn組成は、前記極大を示すIn組成の90%未満である、請求項1または2に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記極大および極小は、4nm以下の厚さを1周期として交互に現れる、請求項2または3に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 活性層を備える窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であって、
前記活性層は、井戸層および障壁層を含み、前記井戸層および前記障壁層の各々はm面を成長面とする半導体層であり、
前記井戸層は、当該井戸層を複数の部分層に分割する少なくとも1つの分割層を有しており、
前記分割層のIn組成は、前記部分層のIn組成の90%未満である、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 前記分割層は、前記部分層が3nm以下の厚さになるように前記井戸層を分割する、請求項5に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記分割層は、AlaInbGacN(0≦a≦1、0≦b<1、0<c≦1)からなる、請求項5または6に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記分割層の厚さは、0.3nm以上0.8nm以下である、請求項5、6または7に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記分割層中において、層厚方向に平行な如何なる面のIn組成の平均値も、当該分割層全体のIn組成の平均値の±10%以内である、請求項5から8の何れか一つに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記井戸層は、AlxInyGazN(0≦x<1、0<y<1、0<z<1)からなる、請求項1から9の何れか一つに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記井戸層の厚さは、6nm以上20nm以下である、請求項1から10の何れか一つに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記障壁層の厚さは7nm以上40nm以下である請求項1から11の何れか一つに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記活性層は、多重量子井戸構造である請求項1から12の何れか一つに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記活性層は、複数の前記井戸層と、各井戸層の間に設けられた前記障壁層と有する、請求項1から13の何れか一つに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 前記極小を示す位置または前記分割層は、前記井戸層内でキャリアの発光再結合確率が最大となる位置と異なる、請求項1から14の何れか一つに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。
- 請求項1から15のいずれかに一つに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子と、
前記窒化ガリウム系化合物半導体発光素子から放射された光の波長を変換する蛍光物質を含む波長変換部と
を備える光源。 - m面を成長面として層厚方向に沿ってIn組成が変化する井戸層を形成する工程と、
m面を成長面として前記障壁層を形成する工程と、
を備え、
前記井戸層を形成する工程は、In原料を供給して前記井戸層を成長させるプロセスの途中において、In供給を抑制または停止する工程を含む、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。 - In供給を抑制または停止する前記工程は、前記井戸層のIn組成を、前記井戸層の下面からの距離が一定の位置で極小にする、請求項17に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
- In供給を抑制または停止する前記工程は、前記井戸層を成長させるプロセスの途中において、複数回繰り返される、請求項17または18に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
- In供給を抑制または停止する前記工程は、前記井戸層を複数の部分層に分割する少なくとも1つの分割層を形成する、請求項17から19のいずれか一つに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
- 前記井戸層を形成する工程は、In供給を抑制または停止する前記工程においても、成長温度および成長圧力を一定に維持する、請求項17から20のいずれか一つに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
- 前記井戸層内でIn組成が極小である位置または前記分割層は、前記井戸層内でキャリアの発光再結合確率が最大となる位置と異なる、請求項17から21の何れかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
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