CN108463930B - 半导体发光器件、显示单元和电子设备 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的实施方式的半导体发光器件设置有n型半导体层、p型半导体层和设置在n型半导体层和p型半导体层之间并且具有多个阱层的有源层。在包含于有源层中的多个阱层中，位于相对靠近p型半导体层的第二阱层的带隙倾斜角θ1小于位于相对靠近n型半导体层的第一阱层的带隙倾斜角θ2。
Description
技术领域
本公开内容涉及半导体发光器件、显示单元和电子设备。
背景技术
近年来，半导体激光器已经用于许多领域。例如，已经完全实现了为三原色光的红色、绿色和蓝色的半导体激光器；因此，期望半导体激光器利用诸如小尺寸和低功耗的特性来应用于诸如电视机和投影仪的图像显示单元。同时，为了扩大应用的目的，需要进一步改善半导体激光器的特性。
目前，三原色的绿色和蓝色的半导体激光器主要使用六方氮化物半导体。在氮化物半导体中，阱层(well layer)中的波带由于自发极化或压电极化而具有倾斜度。这导致电子和空穴在空间上分离来降低发光强度的问题。不仅在氮化物半导体中观察到这种通过自发极化或压电极化的电子和空穴的分离，还在例如具有闪锌矿结构(诸如基于InGaAs/GaAs的半导体)的半导体中也可以观察到。
为了解决这个问题，例如，专利文献1公开了其中带隙在阱层中连续倾斜的结构。专利文献1描述了带隙向通过导带或价带的压电极化减小而引起的波带倾斜的方向倾斜，由此减少电子和空穴的空间分离以提高发光强度。此外，在专利文献1中，在带隙的倾斜度增大的情况下，更显著地达到这种效果。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开号2005-56973。
发明内容
然而，在专利文献1中公开的结构应用于包括多个阱层的半导体发光器件的情况下，电子和空穴的空间分离减少，但是阱层之间的电子或空穴的传送变得困难，这导致不能充分实现提高发光强度的效果的问题。
因此，期望提供一种半导体发光器件，其允许改善阱层之间的电子或空穴的传送，同时减少包括多个阱层的有源层中的电子和空穴的空间分离，以及包括该半导体发光器件的显示单元。
根据本公开内容的实施方式的半导体发光器件包括：n型半导体层；p型半导体层；以及设置在n型半导体层和p型半导体层之间并且包括多个阱层的有源层，其中，在多个阱层中，位于相对靠近n型半导体层的第一阱层和位于相对靠近p型半导体层的第二阱层满足以下表达式：
0≤θ1＜θ2
其中，θ1是第二阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角，
θ2是第一阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角。
根据本公开内容的实施方式的显示单元包括：像素阵列部分，包括布置成矩阵的多个显示像素；以及驱动各个显示像素的驱动电路；其中，每个显示像素包括多个子像素，每个子像素包括半导体发光器件。包括在每个显示像素中的多个子像素的至少一个中的半导体发光器件包括与前述半导体发光器件的组件相同的组件。
根据本公开内容的实施方式的电子设备包括上述显示单元。
在根据本公开内容的实施方式的半导体发光器件、显示单元和电子设备中，在包括在有源层中的多个阱层中，位于相对靠近p型半导体层的第二阱层的带隙倾斜角小于位于相对靠近n型半导体层的第一阱层的带隙倾斜角。因此，在本公开内容的半导体发光器件中，在向所有阱层提供互等的带隙倾斜角的情况下，位于靠近p型半导体层的阱层的能垒(energy barrier)比位于靠近p型半导体层的阱层的能垒浅。
根据本发明实施方式的半导体发光器件、显示单元和电子设备，在包括在有源层中的多个阱层中，位于相对靠近p型半导体层的第二阱层的带隙倾斜角小于位于相对靠近n型半导体层的第一阱层的带隙倾斜角。因此，在包括多个阱层的有源层中，可以改善阱层之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空穴的空间分离。应该注意，本公开内容的效果不一定限于本文所述的效果，并且可以包括说明书中描述的任何效果。
附图说明
[图1]是示出根据本公开内容第一实施方式的半导体发光器件的截面构造示例的示图；
[图2]是示出图1中的有源层的截面配置示例的示图；
[图3]是示出图2中的有源层的带隙的示例的示图；
[图4]是示出图3中的有源层的价带和导带的示例的示图；
[图5]是示出根据比较示例的有源层的带隙的示例的示图；
[图6]是示出图5中的有源层的价带和导带的示例的示图；
[图7]是示出根据比较示例的有源层的带隙的另一示例的示图；
[图8]是示出图7中的有源层的价带和导带的示例的示图；
[图9]是示出级别A、B和C的半导体发光器件中的电流-光输出特性的仿真结果的示图；
[图10]是示出级别A和B的半导体发光器件中的空穴浓度分布的仿真结果的示图；
[图11]是示出图2中的有源层的带隙的变型例的示图；
[图12]是示出图2中的有源层的带隙的变型例的示图；
[图13]是示出图12中的有源层的价带或导带的示例的示图；
[图14]是示出图2中的有源层的带隙的变型例的示图；
[图15]是示出图2中的有源层的带隙的变型例的示图；
[图16]是示出图2中的有源层的带隙的变型例的示图；
[图17]是示出图2中的有源层的带隙的变型例的示图；
[图18]是示出图2中的有源层的带隙的变型例的示图；
[图19]是示出图2中的阱层的带隙的变型例的示图；
[图20]是示出图2中的阱层的带隙的变型例的示图；
[图21]是示出图2中的阱层的带隙的变型例的示图；
[图22]是示出图2中的阱层的带隙的变型例的示图；
[图23]是示出根据本公开内容的第二实施方式的显示单元的示意性配置示例的示图；
[图24]是示出根据本公开内容的第三实施方式的电子设备的示意性配置示例的示图。
具体实施方式
在下文中，参照附图详细描述本公开内容的一些实施方式。以下描述给出本公开内容的具体示例，并且本公开内容不限于以下实施方式。此外，本公开内容不限于各个附图中示出的各个组件的位置、尺寸、尺寸比率等。应该注意，按以下顺序进行描述。
1.第一实施方式(半导体发光器件)
2.第一实施方式的变型例(半导体发光器件)
3.第二实施方式(显示单元)
4.第三实施方式(电子设备)
<1.第一实施方式>
[配置]
图1示出了根据本公开内容的第一实施方式的半导体发光器件1的截面配置示例。半导体发光器件1是半导体激光器或发光二极管。应该注意，下面描述被认为是半导体激光器的半导体发光器件1。半导体发光器件1具有其中半导体层20(在之后描述)从谐振器方向(脊部20A的延伸方向)夹在一对谐振器端面之间的配置。因此，半导体发光器件1是所谓的边缘发射型半导体激光器中的一种。半导体发光器件1包括在基板10上的半导体层20。例如，半导体层20从基板10所位于的一侧按如下顺序包括覆层21、导光层22、有源层23、导光层24、载流子阻挡层25、覆层26和接触层27。应该注意，半导体层20可以进一步包括除了上述层之外的任何层(例如，缓冲层等)。此外，在半导体层20中，导光层22和24以及载流子阻挡层25可以省略。覆层21对应于本公开内容的“n型半导体层”的具体示例。覆层26对应于本公开内容的“p型半导体层”的具体示例。
例如，基板10和半导体层20包括诸如GaN的III-V族氮化物半导体。在本文中，“III-V族氮化物半导体”是指包括从简易形式的元素周期表中的3B族元素的族中选择的至少一种(Ga、Al，In和B中的至少一种元素)以及简易形式的元素周期表中的5B族元素组的至少一个N个元素的半导体。III-V族氮化物半导体的实例是包含Ga和N的氮化镓基化合物。氮化镓基化合物的实例包括GaN、AlGaN、AlGaInN等。III-V族氮化物半导体根据需要掺杂有诸如Si、Ge、O和Se等的IV族或VI族元素的n-型杂质，或者诸如Mg、Zn和C的II族或IV族元素的P-型杂质。基板10可以包括AlN、Al2O3(蓝宝石)、SiC、Si或ZrO。
基板10可以是诸如GaN基板的III-V族氮化物半导体基板。在这种情况下，GaN基板的主表面的晶体面可以是极性面、半极性面和非极性面中的一种。例如，极性面借助面指数由{0，0，0，1}或{0，0，0，-1}表示。例如，半极性面借助面指数由{2，0，-2，1}、{1，0，-1，1}、{2，0，-2，-1}或{1，0，-1，-1}表示。例如，非极性面借助面指数由{1，1，-2，0}或{1，-1，0，0}表示。在将具有作为主表面的晶体面的方向{2，0，-2，1}的GaN基板用作半导体层20的晶体形成基板的情况下，形成具有高晶体质量的半导体层20。
覆层21形成在基板10的主表面上，并且包括例如具有n型导电性的半导体层(n型半导体层)。覆层21包括例如GaN层、AlGaN层和AlGaInN层中的一个，或者这些层中的至少两层。例如，在覆层21中，Si被用作掺杂剂以获得n型导电性。覆层21的膜厚度为例如从500nm至3000nm。
例如，导光层22形成在覆层21上，并且包括例如具有n型导电性的半导体层(n型半导体层)。导光层22包括例如GaN层、AlGaN层、InGaN层和AlGaInN层中的一个，或者这些层中的至少两层。在导光层22中，例如，Si被用作以获得n型导电性。导光层22的膜厚度为例如从10nm至500nm。要注意的是，导光层22可以包括非掺杂半导体层。
例如，导光层24形成在有源层23上，并且包括例如具有n型导电性的半导体层(n型半导体层)。导光层24包括例如GaN层、AlGaN层、InGaN层和AlGaInN层中的一个，或者这些层中的至少两个层。在导光层24中，例如，Si被用作掺杂剂以获得n型导电性。例如，导光层24的膜厚度为10nm至500nm。要注意的是，导光层24可以包括非掺杂半导体层。
载流子阻挡层25形成在导光层24上，并且包括例如具有p型导电性的半导体层(p型半导体层)。例如，载流子阻挡层25包括GaN层、AlGaN层和AlGaInN层中的一个，或者这些层中的至少两层。例如，在载流子阻挡层25中，使用Mg作为掺杂剂以获得p型导电性。例如，载流子阻挡层25的膜厚度为3nm至100nm。需要说明的是，载流子阻挡层25可以设置在导光层24或覆层26的内部。
覆层26例如形成在载流子阻挡层25上，并且包括例如具有p型导电性的半导体层(p型半导体层)。覆层26包括例如GaN层、AlGaN层和AlGaInN层中的一个，或者这些层中的至少两层。例如，在覆层26中，使用Mg作为掺杂剂以获得p型导电性。覆层26的膜厚例如为从100nm至1000nm。
例如，接触层27形成在覆层26上，并且例如包括具有p型导电性的半导体层(p型半导体层)。接触层27包括例如GaN层，AlGaN层和AlGaInN层中的一个，或者这些层中的至少两个层。在接触层27中，例如，使用Mg作为掺杂剂以获得p型导电性。接触层27的膜厚例如为从1nm至100nm。
突出的脊部20A形成在半导体层20的上部中，具体地，在覆层26和接触层27的一部分中。接触层27形成在脊部20A的顶表面上。脊部20A在与半导体层20的层叠面的面内方向平行的方向上延伸，并且夹在半导体层20中的一对谐振器端面之间。例如，脊部20A的长度为从50μm至3000μm。例如，脊部20A的宽度为从0.5μm至100μm。例如，脊部20A通过从接触层27的表面到覆层26的中间经蚀刻去除一部分而形成。应该注意，脊部20A可以与载流子阻挡层25接触。
半导体层20的上表面的脊部20A的侧表面和基部被绝缘膜31覆盖。例如，绝缘膜31包括SiO2膜。例如，绝缘膜31的膜厚度为从10nm至500nm。电极层32形成在接触层27上。例如，电极层32具有其中Pd层和Pt层按照这种从靠近接触层27的一侧的顺序堆叠的配置。Pd层的膜厚度例如为从5nm至50nm。Pt层的膜厚度例如为从10nm至300nm。电极层33形成为与基板10的背面接触。例如，电极层33具有其中Ti层和Al层按照从接近基板10的一侧的这种顺序堆叠的配置。例如，Ti层的膜厚度为5nm至50nm。Al层的膜厚度例如为从10nm至300nm。
接着，描述有源层23。图2示出了有源层23的截面配置示例。例如，有源层23形成在导光层22上。有源层23设置在覆层21和覆层26之间。如图2所示，例如，有源层23通过交替堆叠阻挡层23A和阱层23B来配置，并且具有多阱结构。换句话说，有源层23包括多个阱层23B。要注意的是，有源层23可以具有多个量子阱构造。位于相对靠近有源层23中包括的多个阱层23B的覆层21的阱层对应于本公开内容的“第一阱层”的具体实例，并且位于相对靠近覆层26的阱层对应于本公开内容的“第二阱层”的具体示例。阻挡层23A的带隙具有等于或大于在每个阱层23B中成为最大值的带隙的值。
图3示出了有源层23的带隙的一个示例。在多个阱层23B中，位于相对靠近覆层21的阱层23B(第一阱层)和位于相对靠近覆层26的阱层23B(第二阱层)满足以下表达式。换句话说，在有源层23中包括的多个阱层23B中，位于相对靠近p型半导体层的阱层23B(第二阱层)的带隙倾斜角θ1小于位于相对靠近n型半导体层的阱层23B(第一阱层)的带隙倾斜角θ2。
0≤θ1＜θ2
θ1：阱层23B(第二阱层)的厚度方向上的带隙倾斜角
θ2：阱层23B(第一阱层)的厚度方向上的带隙倾斜角
例如，带隙倾斜角θ1由阱层23B(第二阱层)中的带隙的最大值和最小值之间的差、以及阱层23B(第二阱层)的膜厚度确定。同样地，例如，带隙倾斜角θ2由阱层23B(第一阱层)中的带隙的最大值和最小值之间的差、以及阱层23B(第一阱层)的膜厚度确定。
在阱层23B(第二阱层)中，如图3所示，例如，带隙的最大值是与阱层23B(第二阱层)中的带隙的覆层26最靠近的位置处的值。在阱层23B(第二阱层)中，如图3所示，带隙的最小值例如是最靠近阱层23B(第二阱层)中的带隙的覆层21的位置处的值。类似地，在阱层23B(第一阱层)中，如图3所示，带隙的最大值例如是最靠近阱层23B(第一阱层)中的带隙的覆层26的位置处的值。在阱层23B(第一阱层)中，如图3所示，带隙的最小值例如是与阱层23B(第一阱层)中的带隙的覆层21最靠近的位置处的值。
阱层23B(第一阱层)中的带隙和阱层23B(第二阱层)中的带隙在覆层26所位于的一侧上相对较大，并且在覆层21所位于的一侧上相对较小。例如，如图3所示，阱层23B(第一阱层)中的带隙和阱层23B(第二阱层)中的带隙都朝着覆层26所位于的一侧连续地增大。在各阱层23B中，带隙的平均值优选地彼此相等。在这种情况下，从各阱层23B产生的光子的波长相互一致。
图4示出了图3中有源层23的价带和导带的示例。在图4中，提供给价带的山(mountain)示意性地示出了空穴波函数。在图4中，提供给导带的山示意性地示出了电子波函数。例如，如图4所示，阱层23B(第二阱层)中的价带或导带的厚度方向上的带隙倾斜角小于阱层23B(第一阱层)中的价带或导带的厚度方向上的带隙倾斜角。在本文中，例如，如图4所示，阱层23B(第一阱层)中的价带的能量和阱层23B(第二阱层)中的价带的能量两者朝着覆层21所位于的一侧连续增大。例如，如图4所示，阱层23B(第一阱层)中的导带的能量和阱层23B(第二阱层)中的导带的能量两者朝着覆层21所位于的一侧连续增大。
每个阱层23B包括包含Ga、Al、In和B中的至少一种元素和N元素的III-V族氮化物半导体。每个阱层23B包括例如具有n型导电性(n型半导体层)的半导体层。在每个阱层23B中，例如，使用Si作为掺杂剂以获得n型导电性。每个阱层23B的膜厚度例如为从1nm至100nm。应该注意，每个阱层23B可以包括非掺杂半导体层。例如，由每个阱层23B产生的光子的波长为从480nm至550nm。
阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)包括AlxInyGa1-x-yN(x>0且y>0)。在阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个在覆层21所位于的一侧上相对较大，并且在覆层26所位于的一侧上相对较小。此外，在阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)中，Al元素的组成比x和ln元素的组成比y中的至少一个朝着覆层21所位于的一侧连续增大。
要注意的是，例如，可以使用透射电子显微镜(TEM)或三维原子探针(3DAP)方法通过例如半导体发光器件的阱层中的应变量或组成比分布来区分有源层23的特性。
[制造方法]
接着，给出对根据本实施方式的半导体发光器件1的制造方法的描述。
首先，准备GaN基板作为基板10。接着，例如，在基板10的前表面上在1050℃的生长温度下通过例如MOCVD(金属有机化学气相沉积)方法使覆层21和导光层22外延生长。接着，通过MOCVD法在例如700℃的生长温度下使有源层23外延生长。接着，通过MOCVD法在例如1050℃的生长温度下使导光层24、载流子阻挡层25、覆层26和接触层27外延生长。
应当注意，在MOCVD的执行过程中，例如，使用三甲基镓((CH3)3Ga)作为Ga的源气体，例如，使用三甲基铝((CH3)3Al)作为Al的源气体，并且例如，使用三甲基铟((CH3)3In)用作In的源气体。此外，例如，使用甲硅烷(SiH4)作为Si的源气体，并且例如，使用双(环戊二烯基)镁((C5H5)2Mg)作为Mg的源气体。
接着，在接触层27上形成在待形成电极层32的区域中具有开口的抗蚀剂层，此后，通过例如真空沉积法或者溅射法形成电极层32。随后，通过使用例如RIE方法的蚀刻来去除接触层27的至少一部分和覆层26的一部分以形成脊部20A。接着，利用例如真空沉积法或溅射法在通过上述蚀刻而暴露的脊部20A的侧表面和覆层26的表面上形成绝缘膜31。随后，通过例如剥离(lift-off)方法在基板10的背面上形成电极层33。
接着，将基板10切割成条状，并且在暴露的端面分上形成用于控制反射率的涂膜。另外，将切成条状的基板10进一步切割成碎片状。由此，制造半导体发光器件1。
[效果]
接着，进行对根据本实施方式的半导体发光器件1中的效果的描述。
通常，在半导体发光器件中，通过电子和空穴的复合来产生光子。在辐射复合过程中主要发生自发发射和诱发发射两种。在半导体激光器件中，在激光振荡状态下诱发发射占主导地位，但在激光振荡之前自发发射占主导地位。
现在，为了提高半导体激光器器件的效率，要求降低阈值电流值(以下称为“Ith”)。大的发光强度有利于减小Ith，而一个重要的问题是如何抑制辐射复合过程中的不利因素。特别是，在氮化物半导体激光器件中，存在阱层中的波带通过压电极化而倾斜的问题。图5示出了根据比较示例的氮化物半导体激光器件的有源层123的带隙的示例。图6示出了图5中的有源层123的价带或导带的示例。图5中的有源层123通过交替堆叠阻挡层123A和阱层123B来配置。通常，阱层123B中的带隙是恒定的。在这种情况下，电子和空穴在阱层123B中通过波带倾斜而在空间上分离以降低自发发射的速度。因此，Ith增大，并且半导体激光器器件的效率降低。
图7示出了根据比较示例的氮化物半导体激光器件的有源层123的带隙的另一示例。图8示出了图7中的有源层123的价带或导带的示例。在图7和图8中所示的氮化物半导体激光器件中，阱层123B的带隙朝着n型覆层所位于的一侧连续减小。在这种情况下，由带隙变化引起的导带倾斜和由压电极化引起的价带倾斜彼此相反；因此，电子和空穴出现在阱层123B的同一端，这增大了自发发射的速度。因此，在半导体激光器件中，Ith减小，并且半导体激光器件的效率提高。此外，阱层123B中的带隙的倾斜越大，阱层123B中的电子和空穴在一端集中得越强烈，且自发发射的速度越快。因此，半导体激光器件的效率提高的效果很好。
现在，在其中有源层包括多个阱层的半导体发光器件中，不光在单阱层中的电子和空穴的空间位置重合(coincidence)很重要，在阱层之间的载流子的顺利传送也是是很重要的。如果存在没有充分注入载流子的阱层，则阱层相对于发光波长起到强吸收体的作用，从而显著削弱了半导体发光器件的效率。特别是在氮化物半导体中，空穴的灵活性小。因此，难以顺利地向n型半导体所位于的一侧的阱层传送空穴，这明显导致上述问题。
在根据相关技术(专利文献1)的半导体发光器件的配置中，为了充分减小阱层中的电子和空穴的空间分离，必须使得阱层中的带隙的倾斜度陡峭。在这种情况下，例如，为了使空穴从p型半导体所位于的一侧的阱层向n型半导体所位于的一侧的阱层123B移动而需要克服的能垒变大，从而损害空穴的平稳传送。因此，不能充分实现作为半导体发光器件的特性的改善。
相反地，在本实施方式中，在包括在有源层23中的多个阱层23B中，位于相对靠近p型半导体层的阱层23B(第二阱层)的带隙倾斜角θ1比位于相对靠近n型半导体层的阱层23B(第一阱层)的带隙倾斜角θ2小。因此，在对所有阱层提供互等的带隙倾斜角的情况下，在半导体发光器件1中，位于靠近p型半导体层的阱层23B的能垒比位于靠近p型半导体层的阱层的能垒浅。因此，在包括多个阱层23B的有源层23中，可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空穴的空间分离。因此，在本实施方式中，可以改善发光强度，另外，在本实施方式中，Ith减小，并且获得具有高效率的半导体发光器件。
此外，在本实施方式中，阱层23B(第一阱层)中的带隙和阱层23B(第二阱层)中的带隙在覆层26所位于的一侧相对较大，且在覆层21所位于的一侧相对较小。另外，在本实施方式中，例如，阱层23B(第一阱层)的带隙和阱层23B(第二阱层)的带隙两者都朝着覆层26所位于的一侧连续增大。另外，在本实施方式中，阱层23B(第二阱层)中的价带或导带的厚度方向的带隙倾斜角比阱层23B(第一阱层)中的导带或价带的厚度方向的带隙倾斜角小。因此，在包括多个阱层23B的有源层23中，可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空穴的空间分离。因此，在本实施方式中，可以改善发光强度。另外，在本实施方式中，Ith减小，并且获得具有高效率的半导体发光器件。
此外，在本实施方式中，在作为主表面的具有晶体面方向{2，0，-2，1}的GaN基板用作基板10以充当半导体层20的晶体形成基板的情况下，待在基板10上形成的半导体层20的面方向接收基板10的晶体面，从而也具有面方向{2，0，-2，1}。在这种情况下，由压电极化产生的内部电场相对于作为氮化物半导体发光器件的最典型的面方向{0，0，0，1}反转。因此，在相关技术(专利文献1)中应用了作为主表面的具有晶体面方向{2，0，-2，1}的GaN基板的情况下，空穴从阱层22B向阱层22B的移动需要克服的能量势垒变大，这也成为损害空穴的顺利传送的原因。这不仅适用于面方向{2，0，-2，0}，还适用于压电极化的电场相对于面方向{0，0，0，1}反转的所有晶体面方向。
然而，在本实施方式中，在包括在有源层23中的多个阱层23B中，位于相对靠近p型半导体层的阱层23B(第二阱层)的带隙倾斜角θ1小于位于相对靠近n型半导体层的阱层23B(第一阱层)的带隙倾斜角度θ2。因此，即使在作为主表面的具有晶体面方向{2，0，-2，1}的GaN基板被用作基板10以充当半导体层20的晶体形成基板的情况下，可以降低待克服用于从阱层22B到阱层22B的空穴的移动的能垒。因此，在包括多个阱层23B的有源层23中，可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空穴的空间分离。因此，在本实施方式中，可以提高发光强度。此外，在本实施方式中，Ith减小，并且获得具有高效率的氮化物半导体发光器件。
此外，在本实施方式中，在诸如GaN基板、AlN基板、Al2O3(蓝宝石)基板、SiC基板、Si基板、ZrO基板等III-V族氮化物半导体基板等用作基板10的情况下，每个阱层23B包括包含Ga、Al、In和B中的至少一种元素和N元素的III-V族氮化物半导体。在这种情况下，阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)包括AlxInyGa1-x-yN(x>0且y>0)。此外，在阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个在覆层21所位于的一侧较大，并且在覆层26所位于的一侧相对较小。此外，在阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)中，Al元素的组成比x和ln元素的组成比y中的至少一个朝向覆层21所位于的一侧连续增大。因此，即使在诸如GaN基板、AlN基板、Al2O3(蓝宝石)基板、SiC基板、Si基板、ZrO基板等的III-V族氮化物半导体基板用作基板10的情况下，可以降低空穴从阱层22B移动到阱层22B待克服的能垒。因此，在包括多个阱层23B的有源层23中，可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空穴的空间分离。因此，在本实施方式中，可以改善发光强度。另外，在本实施方式中，Ith减小，并且获得具有高效率的氮化物半导体发光器件。
[仿真结果]
接着，给出为了检查根据本实施方式的半导体发光器件1的特性而进行的仿真的结果的描述。
使用麦克斯韦方程、泊松方程、速率方程等的仿真器适用于半导体激光仿真器。在用于计算的仿真模型中，提供了包括两个包含InGaN的阱层的多个阱层，并且阱层的厚度为3nm。并且，位于靠近n型半导体层的阱层的In组成比在远离基板的方向上从0.33向0.20倾斜。此外，位于靠近p型半导体层的阱层的In组成比在远离基板的方向上从0.28向0.33倾斜。阱层中的带隙通过这种随着离基板的距离增大而变得越来越小的配置而倾斜。此外，In元素组成比的变化量在两个阱层之间不同，这导致位于靠近n型半导体层的阱层中的带隙的倾斜度大于位于靠近p型半导体层的阱层中的带隙的倾斜度。其中，其中包括具有这种配置的两个阱层的有源层的基于氮化物的半导体激光器的发光波长约为500nm。另外，与上述实施方式一样，该有源层夹在两个导光层之间，并且进一步夹在两个覆层之间，从而具有能够作为半导体激光器驱动的配置。在下面，这个仿真模型被称为“级别A”。
另外，为了与级别A比较，准备了级别B和级别C的仿真模型。在级别B中，位于靠近n型半导体层的阱层的In组成比在远离基板的方向上从0.30到0.21倾斜，并且位于靠近p型半导体层的阱层的In组成比在远离基板的方向上从0.30向0.21倾斜。换句话说，在级别B的仿真模型中，上述引用列表中公开的氮化物半导体激光器是模型。此外，在级别C中，两层中的In组成比固定为0.265。换句话说，在级别C的仿真模型中，最典型的现有氮化物半导体激光器是模型。需要说明的是，作为级别C的In组成比的值，选择能够得到大致相同的发光波长的值以与级别A和级别B进行比较。
示出了在上述条件下通过仿真的计算结果。图9示出了级别A、级别B和级别C的半导体发光器件中的电流-亮度输出特性的仿真结果。从图9中可以看出，Ith是级别A中最低的，并且获得具有高效率的半导体发光器件。在级别B中，与级别C相比，通过使阱层中的带隙倾斜而减少电子和空穴的分离的效果来获得Ith的降低。在级别A中，除了降低电子和空穴的分离，获得阱层之间的空穴的顺利传送，从而与B层相比Ith进一步减小。
图10图示了级别A和级别B的半导体发光器件中的空穴浓度分布的仿真结果。图中的箭头表示空穴传送方向。在级别B中，阱层之间的空穴传送受损，并且阱层之间的空穴浓度的不均匀性显著。相反，在级别A中，阱层之间的空穴浓度的偏差得以减轻，这导致空穴的更顺利的传送。
<2.第一实施方式的变型例>
下面描述根据前述实施方式的显示单元1的各种变型例。应该注意的是，在下文中，与根据前述实施方式的半导体发光器件1的组件共同的组件由相同的附图标记表示。此外，适当地省略对与根据前述实施方式的半导体发光器件1的组件共同的组件的描述。
[变型例1]
在前述实施方式中，例示了有源层23包括三个或更多个阱层23B的情况。然而，如图11所示，有源层23可以仅包括例如两个阱层23B。即使在这种情况下，在有源层23中包括的多个阱层23B中，位于相对靠近p型半导体层的阱层23B(第二阱层)的带隙倾斜角θ1小于位于相对靠近n型半导体层的阱层23B(第一阱层)的带隙倾斜角θ2。因此，在包括多个阱层23B的有源层23中，可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空穴的空间分离。因此，可以改善发光强度。另外，Ith减小，并且获得具有高效率的半导体发光器件。
[变型例2]
在上述实施方式和变型例1中，示例了每个阱层23B具有带隙倾斜度的情况。然而，如图12所示，例如，有源层23可以包括不具有带隙倾斜度的一个或多个阱层23B。
在本变型例中，阱层23B(第一阱层)的带隙在覆层26所位于的一侧相对较大，而在覆层21所位于的一侧相对较小。相比之下，阱层23B(第二阱层)的带隙在覆层21所位于的一侧和覆层26所位于的一侧是相等的。此外，在本变型例中，阱层23B(第一阱层)的带隙朝向覆层26所位于的一侧连续增大。相反，阱层23B(第二阱层)的带隙是平坦的。此外，如图13所示，在本变型例中，例如，阱层23B(第二阱层)中的价带或导带的厚度方向上的波带倾斜角小于阱层(第一阱层)中的价带和或导带的厚度方向上的波带倾斜角。因此，与上述实施方式一样，在包括多个阱层23B的有源层23中，可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空穴的空间分离。因此，可以改善发光强度。另外，Ith减小，并且获得具有高效率的半导体发光器件。
此外，在本变型例中，在诸如GaN基板、AlN基板、Al2O3(蓝宝石)基板、SiC基板、Si基板、ZrO等III-V族氮化物半导体基板用作基板10的情况下，每个阱层23B包括包含Ga、Al、In和B中的至少一种元素和N元素的III-V族氮化物半导体。此外，阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)包括AlxInyGa1-x-yN(x>0且y>0)。在此情况下，在阱层23B(第一阱层)中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个在覆层21所位于的一侧相对较大，并且在覆层26所位于的一侧相对较小。此外，在阱层23B(第二阱层)中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y是恒定的。此外，在阱层23B(第一阱层)中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个朝着覆层21所位于的一侧连续增大。因此，即使在诸如GaN基板、AlN基板、Al2O3(蓝宝石)基板、SiC基板、Si基板、ZrO基板等的III-V族氮化物半导体基板用作基板10的情况下，可以降低空穴从阱层22B移动到阱层22B待克服的能垒。因此，在包括多个阱层23B的有源层23中，可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空穴的空间分离。因此，可以改善发光强度。另外，Ith减小，并且获得具有高效率的半导体发光器件。
[变型例3]
在本实施方式中，例示了仅两个阱层23B具有带隙倾斜度的情况的上述变型例1和2。然而，三个或更多阱层23B可以具有带隙倾斜度。例如，三个阱层23B可以具有如图14所示的带隙倾斜度。在这种情况下，在三个或三个以上的阱层23B的任意两个阱层23B中，位于相对靠近p型半导体层的阱层23B(第二阱层)的带隙倾斜角θ1为小于位于相对靠近n型半导体层的阱层23B(第一阱层)的带隙倾斜角θ2。因此，在包括多个阱层23B的有源层23中，可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空穴的空间分离。因此，可以改善发光强度。另外，Ith减小，并且获得具有高效率的半导体发光器件。
[变型例4]
如图15所示，在上述实施方式和变型例2和3中，例如，具有比阱层23B的带隙倾斜角θ1和θ2小的带隙倾斜角(包括零)的阱层23B(第一阱层)、和阱层23B(第二阱层)可以设置在阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)之间。即使在这种情况下，在包括多个阱层23B的有源层23中，可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空穴的空间分离。因此，可以改善发光强度。另外，Ith减小，并且获得具有高效率的半导体发光器件。
[变型例5]
在上述实施方式和变型例1、3和4中，阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)的带隙向覆层26所位于的一侧逐渐增大。然而，阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)的带隙可向覆层26所位于的一侧间断地增大。如图16所示，阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)的带隙两者均可以例如以阶梯方式增大。在这种情况下，可以自由选择阶梯的数量、阶梯的宽度以及相互邻接的阶梯之间的带隙的变化量。此外，阶梯的宽度和相互邻接的阶梯之间的带隙的变化量可能不相等。即使在这种情况下，在包括多个阱层23B的有源层23中，也可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空穴的空间分离。因此，可以改善发光强度。另外，Ith减小，并且获得具有高效率的半导体发光器件。
[变型例6]
在上述实施方式和变型例1、3和4中，阱层23B(第一阱层)中的带隙和阱层23B(第二阱层)中的带隙朝着覆层26所位于的一侧线性地增大。然而，阱层23B(第一阱层)中的带隙和阱层23B(第二阱层)中的带隙两者均朝着覆层26所位于的一侧非线性地增大。如图17所示，阱层23B(第一阱层)中的带隙和阱层23B(第二阱层)中的带隙两者均可以具有例如朝向底侧突出的突出形状。此外，阱层23B(第一阱层)中的带隙和阱层23B(第二阱层)中的带隙两者都可以具有在底侧上具有凹陷的凹陷形状。即使在这种情况下，在包括多个阱层23B的有源层23中，也可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空穴的空间分离。因此，可以改善发光强度。另外，Ith减小，并且获得具有高效率的半导体发光器件。
[变型例7]
在上述实施方式和变型例1、3和4中，阱层23B(第一阱层)中的带隙和阱层23B(第二阱层)中的带隙朝覆层26所位于的一侧线性地增大。然而，在阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)中，例如具有向底侧突出的突出形状的带隙、或具有包含在底侧上的凹陷部的凹陷形状的带隙可以设置在朝着覆层26所位于的一侧线性地增大的带隙的中间，如图18所示。即使在这种情况下，在包括多个阱层23B的有源层23中，可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传输，同时减少电子和空穴的空间分离。因此，可以改善发光强度。另外，Ith减小，并且获得具有高效率的半导体发光器件。
[变型例8]
在上述实施方式和变型例1至7中，阱层23B(第二阱层)中的带隙的最大值是最靠近阱层23B(第二阱层)中的带隙的覆层26的位置处的值。另外，在上述实施方式以及变型例1至7中，阱层23B(第二阱层)中的带隙的最小值是最靠近阱层23B(第二阱层)中的带隙的覆层21的位置处的值。此外，在上述实施方式和变型例1至7中，阱层23B(第一阱层)中的带隙的最大值是最靠近阱层23B(第一阱层)中的带隙的覆层26的位置处的值。另外，在上述实施方式以及变型例1至7中，阱层23B(第一阱层)中的带隙的最小值是最靠近阱层23B(第一阱层)中的带隙的覆层21的位置处的值。
然而，在上述实施方式和变型例1至7中，阱层23B(第二阱层)中的带隙的最大值可以是最靠近阱层23B(第二阱层)中的带隙的覆层21的位置处的值。此外，在上述实施方式和变型例1至7中，阱层23B(第二阱层)中的带隙的最小值可以是最靠近阱层23B(第二阱层)中的带隙的覆层26的位置处的值。此外，在上述实施方式和变型例1至7中，阱层23B(第一阱层)中的带隙的最大值可以是最靠近阱层23B(第一阱层)中的带隙的覆层21的位置处的值。此外，在上述实施方式和变型例1至7中，阱层23B(第一阱层)中的带隙的最小值可以是最靠近阱层23B(第一阱层)中的带隙的覆层26的位置处的值。
在本变型例中，阱层23B(第一阱层)中的带隙和阱层23B(第二阱层)中的带隙两者在覆层26所位于的一侧相对较小，并且在覆层21所位于的一侧相对较大。如图19、20和21所示，在本变型例中，例如，阱层23B(第一阱层)中的带隙和阱层23B(第二阱层)中的带隙两者朝着覆层26所位于的一侧连续地或间断地减小。应该注意的是，图19示出了图3、图11、图12、图14和图15所示的阱层23中的带隙的变型例。图20示出了图16中所示的阱层23中的带隙的变型例。图21示出了图17中所示的阱层23中的带隙的变型例。各个阱层23B中的带隙的平均值优选相互相等。这允许由各个阱层23B产生的光子的波长相互一致。
即使在本变型例中，阱层23B(第二阱层)中的价带或导带的厚度方向上的波带倾斜角小于阱层23B(第一阱层)中的价带或导带的厚度方向上的波带倾斜角。
此外，在本变型例中，在阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个在覆层21所位于的一侧相对较小，并且在覆层26所位于的一侧相对较大。此外，在阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个朝着覆层21所位于的一侧连续减小。
此外，在阱层23B(第一阱层)和阱层23B(第二阱层)中，例如具有向底侧突出的突出形状的带隙、或在底侧上具有凹陷的凹陷形状的带隙可以设置在朝着覆层21所位于的一侧线性地增大的带隙的中间。如图22所示。图22示出阱层23中的带隙的变型例。
即使在本变型例中，与前述实施方式一样，在包括多个阱层23B的有源层23中，可以改善阱层23B之间的电子或空穴的传送，同时减少电子和空洞的空间分离。因此，可以改善发光强度。另外，Ith减小，并且获得具有高效率的半导体发光器件。
<3.第二实施方式>
接着，给出根据本公开内容的第二实施方式的显示单元2的描述。图23示出了根据本实施方式的显示单元2的示意性配置示例。例如，显示单元2包括像素阵列部40、控制器50和驱动器60。控制器50和驱动器60对应于本技术的“驱动电路”的具体示例。像素阵列部40包括布置成矩阵的多个显示像素41。控制器50和驱动器60基于从外部输入的图像信号Din和同步信号Tin来驱动各个显示像素41。
控制器50和驱动器60通过有源矩阵驱动来驱动各个显示像素41，这使得像素阵列部40基于从外部输入的图像信号Din和同步信号Tin来显示图像。像素阵列部分40包括在行方向上延伸的多个扫描线、在列方向上延伸的多个信号线、以及其中的一个被提供给扫描线和信号线的每个交点的多个显示像素41。
扫描线用于选择各个显示像素41，并且提供基于预定单位(例如，以像素行为基础)选择各个显示像素41的选择脉冲。信号线用于将与图像信号Din对应的信号电压提供给各个显示像素41，并且将包括信号电压的数据脉冲提供给各个显示像素41。
每个显示像素41包括多个子像素，每个子像素包括半导体发光器件。在每个显示像素41中，包括在多个子像素中的至少一个中的半导体发光器件是根据前述实施方式或其变型例的半导体发光器件1。
例如，驱动器60包括水平选择器61和写入扫描器62。水平选择器61向各个信号线施加例如仿真信号电压，该仿真信号电压是根据(同步于)从控制器50输入的控制信号而从图像信号处理电路51输入的。写入扫描器62以预定单位为基础扫描多个显示像素41。具体而言，写入扫描器62在一个帧周期中向各个扫描线次序地输出选择脉冲。写入扫描器62根据(同步于)从控制器50输入的控制信号以预定顺序选择多条扫描线，以按照期望的顺序执行信号电压的写入。
例如，控制器50包括图像信号处理电路51、定时生成电路52和电源电路53。例如，图像信号处理电路51对从外部输入的数字图像信号Din进行预定校正，并且基于如此获得的图像信号产生信号电压。图像信号处理电路51向水平选择器61输出例如生成的信号电压。定时生成电路52执行控制以使驱动器60中的各个电路彼此协同操作。例如，定时生成电路62根据(同步于)从外部输入的同步信号Tin向驱动器60中的每个电路输出控制信号。电源电路63生成并且供应诸如水平选择器61、写入扫描器62、电源扫描器63、图像信号处理电路51和定时生成电路52的各种电路所需的各种固定电压。
在本实施方式中，在每个显示像素41中，使用根据前述实施方式或其变型例的半导体发光器件1。这使得可以实现低功耗和高发光强度。
<4.第三实施方式>
接着，给出根据本公开内容的第三实施方式的电子设备3的描述。图24示出了根据本实施方式的电子设备3的示意性配置示例。例如，电子设备3是在板状壳体的主表面上具有显示表面的移动终端。电子设备3包括例如根据前述第二实施方式的在显示表面的位置处的显示单元2。显示单元2的像素阵列部分40设置在电子设备3的显示表面上。
在本实施方式中，在各个显示像素41中，使用根据前述实施方式或其变型例的半导体发光器件1。这使得可以实现低功耗和高发光强度。
应该注意，根据前述第二实施方式的显示单元2可应用于显示外部输入的示图像信号或内部生成的示图像信号作为图像或视频图片的每个领域中的任何电子设备的显示单元。电子设备包括电视机、数码相机、笔记本个人计算机、移动终端设备(诸如移动电话、摄像机等)。
尽管已经参考多个实施方式和多个变型例描述了本公开，但是本公开内容不限于前述实施方式等，并且可以以各种方式进行变型。应该注意，说明书中描述的效果仅仅是示例。本公开内容的效果不限于说明书中描述的效果。本公开内容可以包括除了在说明书中描述的效果之外的效果。
例如，在前述实施方式等中，半导体层20包括脊部20A。可替代地，半导体层20可以包括其上未设置脊部20A的平坦顶面，或在顶面上可以具有凹陷形状。此外，例如，在前述实施方式等中，基板10和半导体层20包括III-V族氮化物半导体。可替代地，基板10和半导体层20可以包括与III-V族氮化物半导体不同的半导体材料。
此外，例如，本公开内容可以具有以下配置。
(1)
一种半导体发光器件，包括：
n型半导体层；
p型半导体层；以及
设置在n型半导体层和p型半导体层之间并且包括多个阱层的有源层，其中，
在多个阱层中，位于相对靠近n型半导体层的第一阱层和位于相对靠近p型半导体层的第二阱层满足以下表达式，
0≤θ1＜θ2
其中，θ1是第二阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角，
θ2是第一阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角。
(2)
根据(1)所述的半导体发光器件，其中，第一阱层中的带隙和第二阱层中的带隙两者向n型半导体层所位于的一侧连续或间断地减小。
(3)
根据(2)所述的半导体发光元件，其中，第二阱层中的价带或导带的厚度方向的带隙倾斜角小于第一阱层中的价带或导带的厚度方向上的带隙倾斜角。
(4)
根据(1)所述的半导体发光器件，其中，每个阱层由包含Ga、Al、In和B中的至少一种元素和N元素的III-V族氮化物半导体构成。
(5)
根据(1)至(4)中任一项所述的半导体发光器件，其中，
第一阱层和第二阱层由AlxInyGa1-x-yN(x>0和y>0)构成，以及
在第一阱层和第二阱层中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个在n型半导体层所位于的一侧上相对较大，并且在p型半导体层所位于的一侧上相对较小。
(6)
根据(5)所述的半导体发光器件，其中，在第一阱层和第二阱层中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个朝着n型半导体层所位于的一侧连续地或间断地增大。
(7)
根据(1)所述的半导体发光器件，其中，第一阱层中的带隙和第二阱层中的带隙两者朝着n型半导体层所所位于的一侧连续地或间断地增大。
(8)
根据(7)所述的半导体发光器件，其中，第二阱层中的价带或导带的厚度方向上的带隙倾斜角小于第一阱层中的价带或导带的厚度方向上的带隙倾斜角。
(9)
根据(4)、(7)和(8)中任一项所述的半导体发光器件，其中，
第一阱层和第二阱层由AlxInyGa1-x-y N(x>0且y>0)构成，并且
在第一阱层和第二阱层中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个在n型半导体层所位于的一侧上相对较小，并且在p型半导体层所位于的一侧上相对较大。
(10)
根据(9)所述的半导体发光器件，其中，在第一阱层和第二阱层中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个朝着n型半导体层所位于的一侧连续或间断地减小。
(11)
根据(1)所述的半导体发光器件，其中，
第一阱层中的带隙朝着n型半导体层所位于的一侧连续或间断地减小，
第二阱层中的带隙是平坦的。
(12)
根据(4)或(11)所述的半导体发光器件，其中，
第一阱层和第二阱层由AlxInyGa1-x-yN(x>0且y>0)构成，
在第一阱层中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个在n型半导体层所位于的一侧上相对较大，并且在p型半导体层所位于的一侧相对较小，
在第二阱层中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y是恒定的。
(13)
根据(12)所述的半导体发光器件，其中，在第一阱层中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个朝着n型半导体层所位于的一侧连续或间断地增大。
(14)
根据(1)所述的半导体发光器件，其中，
第一阱层中的带隙朝着n型半导体层所位于的一侧连续或间断地增大，
第二阱层中的带隙是平坦的。
(15)
根据(4)或(14)所述的半导体发光器件，其中，
第一阱层和第二阱层由AlxInyGa1-x-yN(x>0且y>0)构成，
在第一阱层中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个在n型半导体层所位于的一侧上相对较小，并且在p型半导体层所位于的一侧相对较大，并且
在第二阱层中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y是恒定的。
(16)
根据(15)所述的半导体发光器件，其中，在第一阱层中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个朝着n型半导体层所位于的一侧上连续或间断地减小。
(17)
一种显示单元，包括：
像素阵列部分，包括排列成矩阵的多个显示像素；以及
驱动各个显示像素的驱动电路；
其中，每个显示像素包括多个子像素，每个子像素包括半导体发光器件，
包含在每个显示像素中的多个子像素的至少一个中的半导体发光器件包括：
n型半导体层，
p型半导体层，以及
设置在n型半导体层和p型半导体层之间并且包括多个阱层的有源层，
在多个阱层中，位于相对靠近n型半导体层的第一阱层和位于相对靠近p型半导体层的第二阱层满足以下表达式，
0≤θ1＜θ2
其中，θ1是第二阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角，
θ2是第一阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角。
(18)
一种设置有显示单元的电子设备，显示单元包括：
像素阵列部分，包括排列成矩阵的多个显示像素；以及
驱动各个显示像素的驱动电路；
其中，每个显示像素包括多个子像素，每个子像素包括半导体发光器件，
包含在每个显示像素中的多个子像素的至少一个中的半导体发光器件包括：
n型半导体层，
p型半导体层，以及
设置在n型半导体层和p型半导体层之间并且包括多个阱层的有源层，
在多个阱层中，位于相对靠近n型半导体层的第一阱层和位于相对靠近p型半导体层的第二阱层满足以下表达式，
0≤θ1＜θ2
其中，θ1是第二阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角，
θ2是第一阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角。
本申请要求于2016年1月8日提交的日本优先权专利申请JP2016-002781的权益，其全部内容通过引用结合于此。
本领域技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种变形、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。
Claims (17)
1.一种半导体发光器件，包括：
n型半导体层；
p型半导体层；以及
设置在所述n型半导体层和所述p型半导体层之间并且包括多个阱层的有源层，其中，
在所述多个阱层中，位于相对靠近所述n型半导体层的第一阱层和位于相对靠近所述p型半导体层的第二阱层满足以下表达式，
0≤θ1＜θ2
其中，θ1是所述第二阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角，
θ2是所述第一阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角，其中，所述第一阱层中的带隙和所述第二阱层中的带隙两者随着靠近所述n型半导体层所位于的一侧连续或间断地减小。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述第二阱层中的价带或导带的厚度方向上的波带倾斜角小于所述第一阱层中的价带或导带的厚度方向上的波带倾斜角。
3.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述多个阱层中的每个由包含Ga、Al、In和B中的至少一种元素和N元素的III-V族氮化物半导体构成。
4.根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中，
所述第一阱层和所述第二阱层由AlxInyGa1-x-yN构成，其中，x>0且y>0，以及
在所述第一阱层和所述第二阱层中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个在所述n型半导体层所位于的一侧相对较大，并且在所述p型半导体层所位于的一侧相对较小。
5.根据权利要求4所述的半导体发光器件，其中，在所述第一阱层和所述第二阱层中，所述Al元素的组成比x和所述In元素的组成比y中的至少一个随着靠近所述n型半导体层所位于的一侧连续地或间断地增大。
6.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述第一阱层中的带隙和所述第二阱层中的带隙两者随着靠近所述n型半导体层所位于的一侧连续地或间断地增大。
7.根据权利要求6所述的半导体发光器件，其中，所述第二阱层中的价带或导带的厚度方向上的波带倾斜角小于所述第一阱层中的价带或导带的厚度方向上的波带倾斜角。
8.根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中，
所述第一阱层和所述第二阱层由AlxInyGa1-x-yN构成，其中，x>0且y>0，并且
在所述第一阱层和所述第二阱层中，Al元素的组成比x和In元素的组成比y中的至少一个在所述n型半导体层所位于的一侧相对较小，并且在所述p型半导体层所位于的一侧相对较大。
9.根据权利要求8所述的半导体发光器件，其中，在所述第一阱层和所述第二阱层中，所述Al元素的组成比x和所述In元素的组成比y中的至少一个随着靠近所述n型半导体层所位于的一侧连续或间断地减小。
10.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，
所述第一阱层中的带隙随着靠近所述n型半导体层所位于的一侧连续或间断地减小，
所述第二阱层中的带隙是平坦的。
11.根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中，
所述第一阱层和所述第二阱层由AlxInyGa1-x-yN构成，其中，x>0且y>0，
在所述第一阱层中，所述Al元素的组成比x和所述In元素的组成比y中的至少一个在所述n型半导体层所位于的一侧相对较大，并且在所述p型半导体层所位于的一侧相对较小，
在所述第二阱层中，所述Al元素的组成比x和所述In元素的组成比y是恒定的。
12.根据权利要求11所述的半导体发光器件，其中，在所述第一阱层中，所述Al元素的组成比x和所述In元素的组成比y中的至少一个随着靠近所述n型半导体层所位于的一侧连续或间断地增大。
13.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，
所述第一阱层中的带隙随着靠近所述n型半导体层所位于的一侧连续或间断地增大，
所述第二阱层中的带隙是平坦的。
14.根据权利要求3所述的半导体发光器件，其中，
所述第一阱层和所述第二阱层由AlxInyGa1-x-yN构成，其中，x>0且y>0，
在所述第一阱层中，所述Al元素的组成比x和所述In元素的组成比y中的至少一个在所述n型半导体层所位于的一侧相对较小，并且在所述p型半导体层所位于的一侧相对较大，并且
在所述第二阱层中，所述Al元素的组成比x和所述In元素的组成比y是恒定的。
15.根据权利要求14所述的半导体发光器件，其中，在所述第一阱层中，所述Al元素的组成比x和所述In元素的组成比y中的至少一个随着靠近所述n型半导体层所位于的一侧连续或间断地减小。
16.一种显示单元，包括：
像素阵列部，包括排列成矩阵的多个显示像素；以及
驱动各个显示像素的驱动电路；
其中，每个所述显示像素包括多个子像素，每个所述子像素包括半导体发光器件，
包含在每个所述显示像素中的多个所述子像素中的至少一个中的所述半导体发光器件包括：
n型半导体层，
p型半导体层，以及
设置在所述n型半导体层和所述p型半导体层之间并且包括多个阱层的有源层，
在所述多个阱层中，位于相对靠近所述n型半导体层的第一阱层和位于相对靠近所述p型半导体层的第二阱层满足以下表达式，
0≤θ1＜θ2
其中，θ1是所述第二阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角，
θ2是所述第一阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角，
其中，所述第一阱层中的带隙和所述第二阱层中的带隙两者随着靠近所述n型半导体层所位于的一侧连续或间断地减小。
17.一种设置有显示单元的电子设备，所述显示单元包括：
像素阵列部，包括排列成矩阵的多个显示像素；以及
驱动各个显示像素的驱动电路；
其中，每个所述显示像素包括多个子像素，每个所述子像素包括半导体发光器件，
包含在每个所述显示像素中的所述多个子像素的至少一个中的所述半导体发光器件包括：
n型半导体层，
p型半导体层，以及
设置在所述n型半导体层和所述p型半导体层之间并且包括多个阱层的有源层，
在所述多个阱层中，位于相对靠近所述n型半导体层的第一阱层和位于相对靠近所述p型半导体层的第二阱层满足以下表达式，
0≤θ1＜θ2
其中，θ1是所述第二阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角，
θ2是所述第一阱层中的厚度方向上的带隙倾斜角，
其中，所述第一阱层中的带隙和所述第二阱层中的带隙两者随着靠近所述n型半导体层所位于的一侧连续或间断地减小。
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