[發(fā)明專(zhuān)利]發(fā)光元件及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110648357.0
• 申請(qǐng)日: 2021-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113823722A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 永田賢吾;齋藤義樹(shù);片岡惠太;成田哲生;近藤嘉代
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 豐田合成株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/40
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/40;H01L33/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 金世煜;李書(shū)慧

本發(fā)明提供具有n型接觸層的發(fā)光元件及其制造方法，該n型接觸層通過(guò)費(fèi)米能級(jí)與導(dǎo)帶的簡(jiǎn)并有效地降低了電阻，且由將Si作為摻雜劑的AlGaN構(gòu)成。作為本發(fā)明的一個(gè)方式，提供發(fā)光元件(1)，其具備費(fèi)米能級(jí)與導(dǎo)帶簡(jiǎn)并的由AlGaN構(gòu)成的n型接觸層(12)、和層疊于n型接觸層(12)的由AlGaN構(gòu)成的發(fā)光層(13)，n型接觸層(12)的Al成分比發(fā)光層(13)的Al成分大10％以上且為70％以下，n型接觸層(12)含有發(fā)生上述簡(jiǎn)并的濃度且為4.0×10¹⁹cm^?3以下的濃度的Si。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光元件及其制造方法。

背景技術(shù)

以往，已知有在發(fā)光二極管(LED)的隧道結(jié)中使用簡(jiǎn)并摻雜的氮化鎵層的技術(shù)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。認(rèn)為上述的“簡(jiǎn)并摻雜的”是指通過(guò)將摻雜劑以高濃度摻雜從而使費(fèi)米能級(jí)與導(dǎo)帶重疊(簡(jiǎn)并)。費(fèi)米能級(jí)與導(dǎo)帶簡(jiǎn)并的半導(dǎo)體通常表現(xiàn)得像金屬那樣，電阻降低。

另外，以往，已知有在連接p側(cè)的電極的接觸層的材料中使用p型的GaN的發(fā)光元件(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)1，在連接p側(cè)的電極的接觸層中可以使用p型GaN層或者p型AlGaN層，但為了提高與電極p側(cè)的電極的接觸性，優(yōu)選使用p型GaN層。

另外，以往，已知有利用隧道結(jié)的發(fā)光元件(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)光元件中，使發(fā)光層上的p型GaN層與n型InGaN層形成隧道結(jié)，將n型InGaN層作為p側(cè)的接觸層而連接p側(cè)電極。因此，p側(cè)的接觸層和n側(cè)的接觸層這兩者可以使用n型半導(dǎo)體，由此可以由相同的材料形成n側(cè)的電極和p側(cè)的電極。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特許第5726405號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2019-110195號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3：日本特許第3786898號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

然而，在將Si作為摻雜劑的n型AlGaN中，如果增加Si濃度，則在直到某一濃度為止都會(huì)與一般的半導(dǎo)體同樣地降低電阻，但如果超過(guò)某一濃度，則電阻反而開(kāi)始增加。認(rèn)為這是由于Si濃度超過(guò)某一濃度時(shí)產(chǎn)生III族空穴與Si的復(fù)合缺陷。因此，在現(xiàn)有的通常方法中，即便提高Si濃度來(lái)使費(fèi)米能級(jí)與導(dǎo)帶簡(jiǎn)并，但由于III族空穴與Si的復(fù)合缺陷，也無(wú)法有效地降低電阻。

因此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種發(fā)光元件及其制造方法，其中，該發(fā)光元件通過(guò)費(fèi)米能級(jí)與導(dǎo)帶的簡(jiǎn)并而有效地降低了電阻、并具有由將Si作為摻雜劑的AlGaN構(gòu)成的n型接觸層。

另外，由于GaN或Al成分低的AlGaN吸收深紫外光，所以如果在深紫外發(fā)光元件中使用由GaN或Al成分低的AlGaN構(gòu)成的接觸層，則光提取效率大幅減少。因此，使用專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)，無(wú)法得到光提取效率優(yōu)異的深紫外發(fā)光元件。

因此，本發(fā)明的另一目的在于提供一種發(fā)出深紫外光的發(fā)光元件，該發(fā)光元件的p側(cè)的電極與接觸層的接觸電阻低，且抑制了接觸層對(duì)光的吸收。

另外，GaN或InGaN因它們的帶隙的大小而強(qiáng)烈吸收深紫外區(qū)域的光。因此，如果深紫外發(fā)光元件采用專(zhuān)利文獻(xiàn)3中記載的發(fā)光元件的構(gòu)成，則p型GaN層或n型InGaN層強(qiáng)烈吸收從發(fā)光層發(fā)出的光，光取出效率變低。

因此，本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用隧道結(jié)的發(fā)出深紫外光的發(fā)光元件，該發(fā)光元件抑制了形成隧道結(jié)的n型層與p型層對(duì)光的吸收。

本發(fā)明的一個(gè)方式為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供下述[1]～[4]的發(fā)光元件和[5]、[6]的發(fā)光元件的制造方法。