[發(fā)明專利]半導(dǎo)體發(fā)光元件、發(fā)光裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310469756.6
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN103730551A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楠木克輝;佐藤壽朗
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田合成株式會社
• 主分類號: H01L33/06
• 分類號: H01L33/06;H01L33/32
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 段承恩;楊光軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及采用Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體發(fā)光元件、具備半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光裝置。

背景技術(shù)

采用Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體發(fā)光元件，一般地，是在用于生成作為載流子的電子（electron）的含有n型雜質(zhì)的n型Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體層、和用于生成作為載流子的空穴（hole）的含有p型雜質(zhì)的p型Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體層之間，配置含有Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體的發(fā)光層而形成的。并且，已知這種半導(dǎo)體發(fā)光元件中，利用多個阱層和多個勢壘層交替層疊而成的多量子阱結(jié)構(gòu)構(gòu)成發(fā)光層（參照專利文獻1）。另外，專利文獻1中也記載了，通過調(diào)整構(gòu)成多個阱層的Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體的組成，從發(fā)光層輸出呈現(xiàn)綠色的波長的光。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻1：日本特開2009-283620號公報

發(fā)明內(nèi)容

但是，采用Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，在采用輸出呈現(xiàn)綠色的波長的光的結(jié)構(gòu)的情況下，與采用輸出藍色光或紫外光的結(jié)構(gòu)的情況相比，發(fā)光層內(nèi)和在發(fā)光層上層疊的層中產(chǎn)生大的變形，輸出的發(fā)光波長的分布容易變?yōu)檩^寬的分布。

本發(fā)明的目的是在采用Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體輸出呈現(xiàn)綠色的波長的光的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，降低輸出的光的發(fā)光波長的分布，使單色性提高。

本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，包含：n型半導(dǎo)體層，其由摻雜有n型雜質(zhì)的Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成；發(fā)光層，其在上述n型半導(dǎo)體層上層疊，由Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，并且通過通電發(fā)出500nm～570nm的波長的光；和p型半導(dǎo)體層，其具有在上述發(fā)光層上層疊并且用于該發(fā)光層中的載流子的封入的封入層，由摻雜有p型雜質(zhì)的Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，上述發(fā)光層具備：由Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的4層以上的阱層；和5層以上的勢壘層，其由帶隙比上述阱層大的Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，從兩側(cè)夾持4層以上的該阱層的每一層，并且包含與上述n型半導(dǎo)體層連接的n側(cè)勢壘層、和在與上述p型半導(dǎo)體層的邊界部與該p型半導(dǎo)體層連接的p側(cè)勢壘層，上述封入層的厚度是4層以上的上述阱層的每一層的厚度的3倍以下。

在這樣的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，其特征在于，5層以上的上述勢壘層分別由GaN構(gòu)成，并且4層以上的上述阱層分別由GaInN構(gòu)成，上述封入層由Al_xGa_1-xN（0＜x≤0.1）構(gòu)成。

另外，其特征在于，上述封入層含有3×10¹⁸～3×10¹⁹（原子/cm³）的Mg作為前述p型雜質(zhì)。

此外，其特征在于，5層以上的上述勢壘層中的上述p側(cè)勢壘層的厚度是4層以上的上述阱層的每一層的厚度的4倍以下。

此外，其特征在于，上述p側(cè)勢壘層的厚度比包含上述n側(cè)勢壘層在內(nèi)的剩余的4層以上的勢壘層的厚度薄，并且，上述封入層的厚度比該p側(cè)勢壘層薄。

并且，其特征在于，上述封入層的厚度為2.0nm～8.0nm。

另外，從其他的觀點著眼，本發(fā)明的發(fā)光裝置，其特征在于，具備：形成有第1配線和第2配線的基部；和半導(dǎo)體發(fā)光元件，其安裝于該基部，并且與該第1配線和該第2配線電連接，通過經(jīng)由該第1配線和該第2配線的通電而發(fā)光，上述半導(dǎo)體發(fā)光元件包含：n型半導(dǎo)體層，其由摻雜有n型雜質(zhì)的Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成；發(fā)光層，其在上述n型半導(dǎo)體層上層疊，由Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，并且通過通電發(fā)出500nm～570nm的波長的光；p型半導(dǎo)體層，其具有在上述發(fā)光層上層疊并且用于該發(fā)光層中的載流子的封入的封入層，由摻雜有p型雜質(zhì)的Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成；用于將上述p型半導(dǎo)體層和上述第1配線電連接的p側(cè)電極；和用于將上述n型半導(dǎo)體層和上述第2配線電連接的n側(cè)電極，上述發(fā)光層具備：由Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的4層以上的阱層；和5層以上的勢壘層，其由帶隙比上述阱層大的Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成，從兩側(cè)夾持4層以上的該阱層的每一層，并且包含與上述n型半導(dǎo)體層連接的n側(cè)勢壘層、和在與上述p型半導(dǎo)體層的邊界部與該p型半導(dǎo)體層連接的p側(cè)勢壘層，上述封入層的厚度是4層以上的上述阱層的每一層的厚度的3倍以下。

根據(jù)本發(fā)明，在采用Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體輸出呈現(xiàn)綠色的波長的光的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，能夠降低輸出的光的發(fā)光波長的分布，使單色性提高。

附圖說明

圖1是本實施方式適用的半導(dǎo)體發(fā)光元件的縱截面圖。

圖2是用于說明構(gòu)成圖1所示的半導(dǎo)體發(fā)光元件的各部分的材料等的圖。

圖3是表示搭載了半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光裝置的構(gòu)成的一例的圖。