[發明專利]半導體發光元件和發光裝置

有效

• 申請號: 201310225995.7
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103489969A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 寺西俊輔;佐藤壽朗
• 申請（專利權）人: 豐田合成株式會社
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;楊光軍

技術領域

本發明涉及使用了III族氮化物半導體的半導體發光元件、具備半導體發光元件的發光裝置。

背景技術

使用了III族氮化物半導體的半導體發光元件，一般在用于生成作為載流子的電子（electron）的含有n型雜質的n型III族氮化物半導體層與用于生成作為載流子的空穴（hole）的含有p型雜質的p型III族氮化物半導體層之間配置含有III族氮化物半導體的發光層而形成。并且，已知在這種半導體發光元件中，利用交替地層疊多個阱層和多個勢壘層而成的多量子阱結構來構成發光層（參照專利文獻1）。

在先技術文獻

專利文獻1：日本特開2011-222812號公報

發明內容

但是，在設置了具有多量子阱結構的發光層的使用了III族氮化物半導體的半導體發光元件中，當在發光層中的多個阱層內存在許多無法再結合的空穴或者電子的情況下，半導體發光元件的發光效率降低。

另外，如果半導體發光元件設置的環境溫度上升，則隨著再結合的非發光結合的比例增加，半導體發光元件的發光效率進一步降低。特別是在電流密度大的條件下，發光效率的降低變得顯著。

本發明的目的在于，維持從半導體發光元件輸出的光的波長的單一性，并且抑制與環境溫度的上升相伴的發光效率的降低。

本發明的半導體發光元件，其特征在于，包含：n型半導體層，其由含有n型雜質的III族氮化物半導體構成；發光層，其層疊在上述n型半導體層上，并由III族氮化物半導體構成，并且通過通電而發光；和p型半導體層，其層疊在上述發光層上，并由含有p型雜質的III族氮化物半導體構成，上述發光層具備：由III族氮化物半導體構成的4層以上的阱層；和由帶隙比上述阱層大的III族氮化物半導體構成，將4層以上的該阱層的各層從兩側夾持，并且在與上述n型半導體層的邊界部與該n型半導體層連接，且在與上述p型半導體層的邊界部與該p型半導體層連接的5層以上的勢壘層，4層以上的上述阱層具有：從接近上述n型半導體層的一側順序設置多個，各自設定為第1厚度，由此輸出共同的波長的光的多個n側阱層；和從接近上述p型半導體層的一側到上述n側阱層之間設置多個，各自設定為比上述第1厚度大的厚度并且具有與上述n側阱層不同的組成，由此各自輸出上述共同的波長的光的多個p側阱層。

在這樣的半導體發光元件中，其特征在于，在4層以上的上述阱層之中，上述p側阱層是兩層。

另外，其特征在于，兩層的上述p側阱層，各自設定為比上述第1厚度大的第2厚度，并且具有共同的組成。

此外，其特征在于，5層以上的上述勢壘層之中，最接近上述p型半導體層的p側勢壘層的厚度比其他的該勢壘層的厚度大。

此外，其特征在于，5層以上的上述勢壘層分別由GaN構成，并且4層以上的上述阱層分別由GaInN構成，上述阱層的上述p側阱層中的In的濃度，比該阱層的上述n側阱層中的In的濃度低。

另外，本發明的發光裝置，其特征在于，具備：形成有第1布線和第2布線的基部；和半導體發光元件，其安裝在該基部上，且與該第1布線以及該第2布線電連接，通過經由該第1布線和該第2布線的通電而發光，上述半導體發光元件包含：n型半導體層，其由含有n型雜質的III族氮化物半導體構成；發光層，其層疊在上述n型半導體層上，并由III族氮化物半導體構成，并且通過通電而發光；p型半導體層，其層疊在上述發光層上，并由含有p型雜質的III族氮化物半導體構成；p側電極，其用于將上述p型半導體層與上述第1布線電連接；和n側電極，其用于將上述n型半導體層與上述第2布線電連接，上述發光層具備：由III族氮化物半導體構成的4層以上的阱層；和由帶隙比上述阱層大的III族氮化物半導體構成，將4層以上的該阱層的各層從兩側夾持，并且在與上述n型半導體層的邊界部與該n型半導體層連接，且在與上述p型半導體層的邊界部與該p型半導體層連接的5層以上的勢壘層，4層以上的上述阱層具有：從接近上述n型半導體層的一側順序設置多個，各自設定為第1厚度，由此輸出共同的波長的光的多個n側阱層；和從接近上述p型半導體層的一側到上述n側阱層之間設置多個，各自設定為比上述第1厚度大的厚度并且具有與上述n側阱層不同的組成，由此分別輸出上述共同的波長的光的多個p側阱層。

根據本發明，能夠維持從半導體發光元件輸出的光的波長的單一性，并且抑制與環境溫度的上升相伴的發光效率的降低。

附圖說明

圖1是應用本實施方式的半導體發光元件的俯視圖的一例。

圖2是圖1中的II-II截面圖。