[發明專利]半導體發光裝置

無效

• 申請號: 201210535484.0
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103165787A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 杉山直治;佐藤泰輔;財滿康太郎;田島純平;彥坂年輝;原田佳幸;吉田學史;布上真也
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L33/44
• 分類號: H01L33/44
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 韓宏;陳松濤

相關申請的交叉引用

本申請基于并要求于2011年12月12日提交的在先日本專利申請No.2011-271560的優先權的權益；通過引用將其全文內容并入本文。

技術領域

文中描述的實施例總體上涉及半導體發光裝置。

背景技術

氮化物半導體被用于半導體發光裝置，并已經實現了高性能裝置。

然而，如果通過在不及藍寶石基板昂貴并在制造過程中更有效率的硅基板上外延生長氮化物半導體晶體而形成半導體發光裝置，則有可能因外延晶體層內含有的拉伸應力而造成裂縫或缺陷。這可能導致裝置制造過程中的損壞或者使裝置特性劣化。因而需要實現一種半導體發光裝置，在該半導體發光裝置中，能夠抑制在工藝當中由拉伸應力造成的裂縫出現或者缺陷引入所涉及的裝置特性的劣化，并且發光效率很高。

附圖說明

圖1是例示出根據實施例的半導體發光裝置的配置的截面示意圖；

圖2A和2B是示出分層結構中生成的應力的截面示意圖；

圖3是示出在制造根據實施例的半導體發光裝置時晶體分層結構的示例的截面示意圖；

圖4A至5C是示出了圖3中所示的制造半導體發光裝置結構的過程的截面示意圖；

圖6A和6B是示出根據實施例的半導體發光裝置的另一示例的截面示意圖和照片；以及

圖7是示出根據實施例的半導體發光裝置的又一示例的截面示意圖。

具體實施方式

概括地說，根據一實施例，一種半導體發光裝置包括：含有氮化物半導體晶體并在(0001)表面中具有拉伸應力的第一導電類型第一半導體層；含有氮化物半導體晶體并在（0001）表面中具有拉伸應力的第二導電類型第二半導體層；發光層，設置在所述第一半導體層與所述第二半導體層之間，含有氮化物半導體晶體，并具有比所述第一半導體層的晶格常數大的平均晶格常數；以及第一應力施加層，設置在所述第一半導體層的與發光層相反的一側上，并向所述第一半導體層施加壓應力。

現在將參考附圖詳細描述本發明的示例性實施例。

該附圖是示意性的或者概念性的，并且每一部分的厚度與寬度之間的關系以及各部分的尺寸比率等不必與實際的一個相同。而且，即使指示相同的部分，也可能根據各視圖而表現出不同的尺寸和比率。

說明書和附圖中與已經在附圖中描述過以及已經示出的相同元件將被給定相同的附圖標記，并且將根據情況省略對其的詳細描述，并將根據情況對不同的部分進行描述。

圖1是例示了根據實施例的半導體發光裝置的配置的截面示意圖。

如圖1所示，根據實施例的半導體發光裝置110包括第一導電類型第一半導體層10、第二導電類型第二半導體層20、發光層30和第一應力施加層16。例如，半導體發光裝置110是LED裝置。半導體發光裝置110可以是激光二極管。在下文說明中，假定半導體發光裝置110是LED。

例如，將n型半導體層用于第一半導體層10。例如，將p型半導體層用于第二半導體層20。然而，第一半導體層10可以為p型，而第二半導體層20可以為n型。在下文說明中，假定第一半導體層10為n型，而第二半導體層20為p型。

第一半導體層10和第二半導體層20含有氮化物半導體晶體。如稍后所述，第一半導體層10和第二半導體層20中的每一個在(0001)平面中具有拉伸應力。

例如，第一半導體層10為n型GaN層。例如，第二半導體層20為p型GaN層。例如，第一半導體層10可以含有i-GaN層（下文也稱為“非摻雜GaN層”）和n型GaN層。將n型GaN層布置在i-GaN層與第二半導體層20之間。

將發光層30設置在第一半導體層10與第二半導體層20之間。發光層30含有氮化物半導體晶體。發光層30中的平均晶格常數大于第一半導體層10的晶格常數。

例如，發光層30包括多個勢壘層34以及設置在勢壘層34之間的阱層32。可以設置多個阱層32。例如，發光層30具有MQW（多量子阱）結構。

發光層30中的平均晶格常數是通過采用權重分布對勢壘層34的晶格常數和阱層32的晶格常數加權并對結果進行平均而獲得的晶格常數。

第一應力施加層16在第一半導體層10的與發光層30相反的表面上與第一半導體層接觸。第一應力施加層16向第一半導體層10施加壓應力。例如，第一應力施加層16與第一半導體層10接觸。例如，如果第一半導體層10含有i-GaN層和n型GaN層，則可以使第一應力施加層16通過i-GaN層接合到n型GaN層上。