[發明專利]III族氮化物半導體發光元件及III族氮化物半導體發光元件的制作方法

無效

• 申請號: 201280035103.0
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN103748749A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 米村卓巳;京野孝史;鹽谷陽平
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: H01S5/323
• 分類號: H01S5/323;H01L33/32
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李亞;穆德駿

技術領域

本發明涉及III族氮化物半導體發光元件及III族氮化物半導體發光元件的制作方法。

背景技術

在非專利文獻1中，記載有產生綠色光的氮化鎵類半導體激光器。

現有技術文獻

非專利文獻

專利文獻1：Enya?Yohei,Yoshizumi?Yusuke,Kyono?Takashi,Akita?Katsushi,Ueno?Masaki,Adachi?Masahiro,Sumitomo?Takamichi,Tokuyama?Shinji,Ikegami?Takatoshi,Katayama?Koji,Nakamura?Takao,「531nm?Green?Lasing?of?InGaN?Based?Laser?Diodes?on?Semi-Polar?{20-21}Free-Standing?GaN?Substrates,」Applied?Physics?Express,Volume?2,Issue8,pp.082101(2009)

發明內容

發明要解決的課題

作為決定激光二極管的性能的一個要因的電特性例如以如下方式進行：對激光二極管自身的電特性進行評估；或者，對用于p型包覆層或p型引導層的單層的半導體膜的電特性進行評估。通過這些特性的評估而管理激光二極管的電特性。

根據發明人等的見解，主要是p型包覆層及p型引導層大大有助于激光二極管的電特性。因此，若能夠獨立地評估激光二極管結構中p型包覆層的電特性，則能夠更準確地管理激光二極管的電特性。即，要求單獨評估激光二極管中p型包覆層的電特性。

有關p型包覆層的電特性的更準確的評估可提供表示良好的電特性的激光二極管或發光二極管。

本發明的目的在于提供一種具有被降低的正向電壓的III族氮化物半導體發光元件，且其目的也在于提供該III族氮化物半導體發光元件的制作方法。

用于解決課題的技術方案

本發明的III族氮化物半導體發光元件包含：(a)n型包覆層，設置于基板的主面上，且由n型III族氮化物半導體構成；(b)活性層，設置于所述基板的所述主面上，且由III族氮化物半導體構成；(c)p型包覆層，設置于所述基板的所述主面上，且由p型III族氮化物半導體構成。所述活性層設置于所述n型包覆層與所述p型包覆層之間，所述n型包覆層、所述活性層及所述p型包覆層沿著所述基板的所述主面的法線軸而配置，在所述p型包覆層中，添加有提供受主能級的p型摻雜劑，所述p型包覆層中含有提供施主能級的n型雜質，所述p型摻雜劑的濃度大于所述n型雜質的濃度，所述p型包覆層的光致發光光譜的能帶端發光峰值的能量E(BAND)與該光致發光光譜的施主受主對發光峰值的能量E(DAP)之差(E(BAND)-E(DAP))為0.42電子伏特以下，這里，所述能帶端發光的能量E(BAND)及所述施主受主對發光的能量E(DAP)以電子伏特的單位表示，所述n型包覆層的所述n型III族氮化物半導體的c軸相對于所述法線軸傾斜，所述p型包覆層的所述p型III族氮化物半導體的c軸相對于所述法線軸傾斜。

在該III族氮化物半導體發光元件中，n型包覆層、活性層及p型包覆層沿著基板的主面的法線軸而配置，n型包覆層的n型III族氮化物半導體的c軸及p型包覆層的p型III族氮化物半導體的c軸均相對于法線軸傾斜，在n型包覆層與p型包覆層之間設置有活性層。在該III族氮化物半導體發光元件中，p型包覆層以p型包覆層中的p型摻雜劑的濃度大于n型雜質的濃度的方式含有p型摻雜劑及n型雜質。因此，通過使用比p型包覆層的帶隙大的激發光的測定而獲得的光致發光光譜具有能帶端發光及施主受主對發光的波峰。根據發明人等的研究可知，該光致發光光譜的能帶端發光峰值的能量E(BAND)與該光致發光光譜的施主受主對發光峰值的能量E(DAP)之差(E(BAND)-E(DAP))與該III族氮化物半導體發光元件的驅動電壓具有相關。在該能量差(E(BAND)-E(DAP))為0.42電子伏特以下時，與此前的III族氮化物半導體發光元件相比，正向電壓施加時的驅動電壓降低。

優選在本發明的III族氮化物半導體發光元件中，所述p型摻雜劑包含鎂，所述鎂的濃度為3×10¹⁸cm^-3以上。