CN1315199C - 第ⅲ族氮化物化合物半导体发光器件 - Google Patents

第ⅲ族氮化物化合物半导体发光器件 Download PDF

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Abstract

一种第III族氮化物化合物半导体发光器件包括多层，所述多层具有含有InGaN阱层和AlGaN势垒层的量子势阱结构。控制作为阱层的InGaN层的膜厚度、生长速率和生长温度，以及作为势垒层的AlGaN层的膜厚度至最佳化，由此改善发光器件的输出。

Description

第III族氮化物化合物半导体发光器件
技术领域
本发明涉及一种第III族氮化物化合物半导体发光器件。具体地，其涉及一种发射相对短波长的光的第III族氮化物化合物半导体发光器件。
背景技术
第III族氮化物化合物半导体发光器件作为发射颜色范围在蓝色至绿色的光的发光二极管是已知的。第III族氮化物化合物半导体发光器件还用作发射比可见光波长短的光(近紫外线到紫外线的范围)的发光二极管。
虽然迄今为止已知发射如此短波长光的第III族氮化物化合物半导体发光器件，但近来要求该发光器件具有较高的发光效率和输出。
发明内容
本发明者进行了深入的研究，以改善发射短波长光的第III族氮化物化合物半导体发光器件。结果获得了具有下述构造的发光器件。即，本发明提供了一种第III族氮化物化合物半导体发光器件，其包括：含有量子势阱结构的多层，所述量子势阱结构包括InGaN阱层和AlGaN势垒层；和比InGaN阱层厚并位于所述多层下面的InGaN中间层。
根据如上所述构成的第III族氮化物化合物半导体发光器件，可以以比常规发光器件高的输出发射短波长的光，例如波长为360-550nm的光。
而且，使用含有包括InGaN阱层和AlGaN势垒层的量子势阱结构的多层，可以控制作为阱层的各InGaN层的膜厚度、生长速率和生长温度，以及作为势垒层的各AlGaN层的膜厚度至最优化。因此，改善了第III族氮化物化合物半导体发光器件的输出。
此外，还使作为多层的底涂层的中间层最优化。还从该观点出发，得以改善了第III族氮化物化合物半导体发光器件的输出。
附图简述
图1所示为作为阱层的各InGaN层的膜厚度和发光器件的发光强度之间的关系；
图2所示为各InGaN阱层的生长速率和发光器件的发光强度之间的关系；
图3所示为各InGaN阱层的生长温度和发光器件的发光强度之间的关系；
图4所示为作为势垒层的各AlGaN层的膜厚度和发光器件的发光强度之间的关系；
图5所示为InGaN第一中间层的生长温度和发光器件的发光强度之间的关系；
图6所示为在根据本发明一个实施方案的发光器件中的第III族氮化物化合物半导体层；
图7所示为根据本发明实施方案的发光器件的构造；
图8所示为在根据另一个实施方案的发光器件中的第III族氮化物化合物半导体层；
图9所示为在根据又一个实施方案的发光器件中的第III族氮化物化合物半导体层；
图10所示为作为阱层的各InGaN层的膜厚度和发光器件的发光强度之间的关系；
图11所示为各InGaN阱层的生长速率和发光器件的发光强度之间的关系；和
图12所示为作为势垒层的各AlGaN层的膜厚度和发光器件的发光强度之间的关系。
实施本发明的最佳方式
下面将详细描述本发明。
根据本发明的一个方面，目的在于改善发光输出的波长范围为360-550nm，但对该波长范围没有特别的限制。在本发明中目的在于改善发光输出的波长范围更优选为360-520nm，更更优选为360-490nm，更更更优选为360-460nm，最优选为360-430nm。
在本说明书中，各第III族氮化物化合物半导体用通式AlxGayIn1-x-yN(0≤X≤1，0≤Y≤1，0≤X+Y≤1)表示，其包括所谓的二元化合物，如AlN，GaN和InN，和所谓的三元化合物，如AlxGa1-xN，AlxIn1-xN和GaxIn1-xN(其中0＜x＜1)第III族元素可以至少部分被硼(B)，铊(Tl)等取代。氮(N)可以至少部分为磷(P)，砷(As)，锑(Sb)，铋(Bi)等取代。各第III族氮化物化合物半导体层可以含有任选的搀杂剂。Si，Ge，Se，Te，C等可用作n-型杂质。Mg，Zn，Be，Ca，Sr，Ba等可用作p-型杂质。顺便提及，在搀杂p-型杂质后，第III族氮化物化合物半导体可经历电子束辐射，等离子体照射和加热炉加热，但该过程不是必须的。对形成第III族氮化物化合物半导体层的方法没有特别的限定。除了金属有机化学蒸汽沉积方法(MOCVD方法)外，可以采用已知的方法，如分子束外延法(MBE方法)，卤化物蒸气相外延方法(HVPE方法)，溅射法，离子镀方法，离子簇射法等。
在本发明中，分别使用特定的第III族氮化物化合物半导体来形成特定的层。
在本发明中，多层含有InGaN阱层和AlGaN势垒层，其是发光层。该多层具有层压结构，其中每个InGaN阱层被夹在AlGaN层之间。
另一方面，多层是如此构造的：将AlGaN层和InGaN阱层的叠层制得的单元对层压或将两个或多个单元对层压，最后层压AlGaN层或GaN层。即，p-型层侧最上层是AlGaN层或GaN层。另一方面，中间层侧最下层也是AlGaN层或GaN层。AlGaN最上层和AlGaN最下层的组合，AlGaN最上层和GaN最下层的组合或GaN最上层和GaN最下层的组合是优选的。
所选单元对的数量优选为1-10，更优选为2-8，更更优选为3-7，更更更优选为3-6，最优选为3-5。
发射光的波长完全取决于InGaN阱层的In和Ga的组成比。
为了发射短波长光，所选In的组成比优选为1-20％，更优选为1-15％，更更优选为1-10％，最有选为1-8％。
图1所示为作为阱层的各InGaN层的膜厚度和发光器件的发光强度在20mA时的关系(此后，如果没有特别指出，发光器件的发光强度表示施加20mA时的发光强度)。如各实施方案所示的发光器件1(见图6和7)中，如水平轴所示改变形成多层的各InGaN阱层的厚度时，得到了图1所示的结果。
从图1的结果可明显看出，所选各InGaN阱层的厚度优选为90-200埃(9.0-20.0nm)，更优选为100-175埃(10.0-17.5nm)。
图2所示为各InGaN阱层的生长速率和发光器件的发光强度之间的关系。
在各实施方案所示的发光器件中，如水平轴所示改变形成多层的各InGaN阱层的生长速率时，得到了图2的结果。
从图2的结果可明显看出，所选各InGaN阱层的生长速率优选为0.25-0.35埃/秒(0.025-0.035nm/s)。
为得到图2的结果，改变原料气体(TMG，TMI，氨)的流动速率以控制生长速率。
图3所示为各InGaN阱层的生长温度和发光器件的发光强度之间的关系。
在各实施方案所示的发光器件中，如水平轴所示改变形成多层的各InGaN阱层的生长温度时，得到了图3的结果。
从图3的结果可看出，所选各InGaN阱层的生长温度优选为770-790℃，更优选为777-783℃。
图4所示为作为势垒层的各AlGaN层的膜厚度和发光器件的发光强度之间的关系。在各实施方案所示的发光器件中，如水平轴所示改变各AlGaN层的厚度时，得到了图4的结果。
从图4的结果可明显看出，所选各AlGaN层的膜厚度优选为50-125埃(5.0-12.5nm)。
顺便提及，多层中的最上层优选形成至比任何其它势垒层厚10-30％的厚度，因为最上层起覆盖层的作用。
在本发明的另一个方面，对多层下面的中间层予以关注。该中间层是通过相继层压下列各层得到的：InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层。优选地，第一，第二和第三中间层中的每一层都是不搀杂的。第三中间层AlGaN可以省略。如果省略第二中间层GaN，第三中间层AlGaN变为第二中间层。第二中间层也可以被认为是GaN层和AlGaN层的叠层。
图5所示为InGaN第一中间层的生长温度和发光器件的发光强度之间的关系。
在各实施方案所示的发光器件中，如水平轴所示改变InGaN第一中间层的生长温度时，得到了图5的结果。
从图5的结果可以看出，所选InGaN第一中间层的生长温度优选为770-875℃，更优选为800-850℃。
根据本发明者的深入研究，发现当在下列条件下提供InGaN阱层和AlGaN势垒层时，也得到了优选的发光输出。即，在图10，11和12所示的条件下，特别是在360-430nm波长处得到了优选的发光输出。
在各实施方案所示的发光器件(见图6和7)中，如水平轴所示改变形成多层的各InGaN阱层的厚度时，得到了图10的结果。从图10的结果可明显看出，所选的各InGaN阱层的膜厚度优选为20-60埃(2.0-6.0nm)，更优选为35-50埃(3.5-5.0nm)。
在各实施方案所示的发光器件中，如水平轴所示改变形成多层的各InGaN阱层的生长速率时，得到了图11的结果。从图11的结果可明显看出，所选各InGaN阱层的生长速率优选为0.08-0.18埃/秒(0.008-0.018nm/s)。为了得到图11的结果，改变原料气体(TMG，TMI，氨)的流动速率以控制生长速率。
在各实施方案所示的发光器件中，如水平轴所示改变各AlGaN层的厚度时，得到了图12的结果。从图12的结果可明显看出，所选各AlGaN层的膜厚度优选为75-135埃(7.5-13.5nm)。在本发明的一个方面中，各势垒层优选形成至比各阱层厚的厚度。
实施方案
下面将描述本发明的实施方案。
第一实施方案
图6所示为根据该实施方案的发光二极管1的半导体层压结构。
各层的说明如下。
  层   ：组成：搀杂剂   (厚度)
  第二p-型层17   ：p-Al0.02Ga0.98N:Mg   (75nm)
  第一p-型层16   ：p-Al0.10-0.45Ga0.90-0.55N:Mg   (小于70nm)
  多层15
  最上层15d   ：Al0.04-0.10Ga0.96-0.90N   (5-10.5nm)
  势垒层15c   ：Al0.04-0.10Ga0.96-0.90N   (5-10.5nm)
  阱层15b   ：In0.01-0.07Ga0.99-0.93N   (3.5-5nm)
  最下层15a   ：Al0.04-0.10Ga0.96-0.90N   (5-10.5nm)
  第三中间层14c   ：Al0.10-0.45Ga0.90-0.55N   (10nm)
  第二中间层14b   ：GaN   (10nm)
  第一中间层14a   ：In0.01-0.10Ga0.99-0.90N   (200nm)
  n-型层13   ：n-GaN:Si   (4μm)
  缓冲层12   ：AlN   (20nm)
  基质11   ：蓝宝石(面a)   (350μm)
顺便提及，载流子浓度如下。
在第二p-型层17中的载流子浓度不低于1×1017/cm3。
在第一p-型层16中的载流子浓度为0.5-2.0×1017/cm3。
中间层14a-14c基本上不搀杂。
在n-型层13中的载流子浓度不低于1.0×1018/cm3。
所选n-型层13，第一p-型层16和第二p-型层17的基质温度(生长温度)不低于1000℃。尽管可以使用所谓的低温缓冲层作为缓冲层，但在该实施方案中采用高温缓冲层(见未审查的日本专利公开No.2001-015443)。
如上所述构造的发光二极管是按照下面的方法制得的。
首先，当氢气循环进入MOCVD装置的反应器中时，蓝宝石基质11被加热至1130℃，以清洗表面(面a)。
然后，在基质温度下，引入TMA和NH3，并采用MOCVD方法生长AlN的缓冲层12。
其后，在基质温度保持在1130℃的条件下，采用通常的方法(MOCVD方法)，形成n-型层13，并在n-型层13之后形成第III族氮化物化合物半导体层14-17。
在MOCVD方法中，氨气和第III族元素的烷基化合物的气体，如三甲基镓(TMG)，三甲基铝(TMA)和三甲基铟被供给到加热到合适温度的基质上，并进行热分解反应，由此在基质上生长所需的晶体。硅烷和乙硅烷用于将硅(Si)引入作为杂质。(RC5H4)2Mg用于将镁(Mg)引入作为杂质。
如上所述，用于生长第一中间层14a的基质温度优选为770-875℃(见图5)。在该实施方案中，所选基质温度为800℃。
如图3所示，用于生长多层15中各InGaN阱层15b的基质温度优选为770-790℃。在该实施方案中，所选基质温度为780℃。
对多层15中的AlGaN层的生长温度没有特别的限制，只要含有铟(In)的阱层在该温度下不消除即可。在这个实施方案中，所选基质温度为885℃。
第一p-型层16和第二p-型层17的基质温度维持在1000℃。
然后，当使用Ti/Ni作为掩模时，通过反应性离子蚀刻部分除去半导体层，由此显露在其上将形成n-电极极板21的n-型层13(见图7)。
在半导体表面均匀涂覆光致抗蚀剂。采用光刻法从第二p-型层17上的电极形成部分除去光致抗蚀剂，由此显露一部分第二p-型层17。采用蒸发设备，在显露的第二p-型层17上形成Au-Co半透明电极层19。
然后，按照与上述相同的方式蒸汽沉积p-电极极板20和n-电极极板21。
从如上所述构造的发光二极管有效发射峰值波长为382nm的短波长光。
第二实施方案
如图8所示，除了根据第一实施方案的器件中的多层15的最下层15a’是由GaN制成的外，按照与第一实施方案相同的方式构造该实施方案。
在这个实施方案中，也有效发射出峰值波长为382nm的短波长光。
第三实施方案
如图9所示，除了根据第一实施方案的器件中的多层15的最下层15a’是由GaN制成的，并且其最上层15d’是由GaN制成的外，按照与第一实施方案相同的方式构造该实施方案。
在这个实施方案中，也有效发射出峰值波长为382nm的短波长光。
第四实施方案
根据这个实施方案的发光二极管的半导体构造与图6所示的相同。
各层的说明如下。
层   ：组成：搀杂剂   (厚度)
  第二p-型层17   ：p-Al0.02Ga0.98N:Mg   (75nm)
  第一p-型层16   ：p-Al0.10-0.45Ga0.90-0.55N:Mg   (小于70nm)
  多层15
  最上层15d   ：Al0.04-0.20Ga0.96-0.80N   (5-18.0nm)
  势垒层15c   ：Al0.04-0.20Ga0.96-0.80N   (5-13.5nm)
  阱层15b   ：In0.01-0.20Ga0.99-0.80N   (2-6nm)
  最下层15a   ：Al0.04-0.20Ga0.96-0.80N   (5-13.5nm)
  第三中间层14c   ：Al0.10-0.45Ga0.90-0.55N   (10nm)
  第二中间层14b   ：GaN   (10nm)
  第一中间层14a   ：In0.01-0.10Ga0.99-0.90N   (200nm)
  n-型层13   ：n-GaN:Si   (4μm)
  缓冲层12   ：AlN   (20nm)
  基质11   ：蓝宝石(面a)   (350μm)
顺便提及，载流子浓度如下。
在第二p-型层17中的载流子浓度不低于5×1016/cm3。
在第一p-型层16中的载流子浓度为0.5-2.0×1017/cm3。
中间层14a-14c基本上不搀杂。
在n-型层13中的载流子浓度不低于1.0×1018/cm3。
工业应用性
本发明完全不局限于实施本发明方式的描述及其实施方案，但在不脱离专利权利要求范围的条件下，包括各种本领域技术人员易于实现的各种改变。
本申请基于2001年4月25日提交的日本专利申请(专利申请No.2001-128507)和2001年6月4日提交的日本专利申请(专利申请No.2001-167589)，其全文通过引用结合在此。
下列项目公开于下面。
1.一种第III族氮化物化合物半导体发光器件，其用于发射波长为360-550nm的光，包括：含有量子势阱结构的多层，所述量子势阱结构具有InGaN阱层和AlGaN势垒层；和比InGaN阱层厚并位于所述多层下面的InGaN中间层，其中第III族氮化物化合物半导体发光器件满足下列要求(2)-(5)中的至少一项：
(2)InGaN阱层的膜厚度为9.0-20.0nm；
(3)InGaN阱层的生长速率为0.025-0.035nm/s；
(4)InGaN阱层的生长温度为770-790℃；和
(5)AlGaN层的膜厚度为5.0-12.5nm。
2.根据第1项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中InGaN阱层比AlGaN层厚。
2-1.根据第1项或第2项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由GaN制得的第二中间层。
2-2.根据第1项或第2项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由GaN和AlGaN制得的第二中间层。
2-3.根据第1项或第2项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由AlGaN制得的第二中间层。
3.根据第1项或第2项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中通过相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层得到的中间层是在多层下面形成的。
4.根据第3项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中中间层基本上不含杂质。
5.根据第3项或第4项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：与第三中间层接触的多层的最下层是由AlGaN或GaN制得的；并且与p-型层接触的多层的最上层是由AlGaN或GaN制得的。
6.根据第5项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：最下层是由AlGaN制得的；并且最上层是由AlGaN制得的。
7.根据第5项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：最下层是由GaN制得的；并且最上层是由GaN制得的。
8.根据第5项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：最下层是由GaN制得的；并且最上层是由AlGaN制得的。
9.根据第3-8项中任何一项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中InGaN第一中间层的生长温度为770-875℃。
11.一种制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法，所述发光器件含有多层作为发射波长为360-550nm光的层，所述多层含有具有InGaN阱层和AlGaN势垒层的量子势阱结构，该制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法执行下列要求(3)和(4)中的至少一项：
(3)InGaN阱层的生长速率为0.025-0.035nm/s；和
(4)各InGaN阱层的生长温度为770-790℃。
12.根据第11项的制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法，其中在InGaN第一中间层是在770-875℃生长温度下形成的条件下，中间层是在第III族氮化物化合物半导体发光器件的多层下面形成的，所述中间层是通过相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层得到的。
21.一种第III族氮化物化合物半导体发光器件，其包括：含有量子势阱结构的多层，所述量子势阱结构具有InGaN阱层和AlGaN势垒层；比InGaN阱层厚、并且置于所述多层下面的InGaN中间层，其中第III族氮化物化合物半导体发光器件满足下列要求(2)-(5)中的至少一项：
(2)InGaN阱层的膜厚度为9.0-20.0nm；
(3)InGaN阱层的生长速率为0.025-0.035nm/s；
(4)InGaN阱层的生长温度为770-790℃；和
(5)AlGaN层的膜厚度为5.0-12.5nm。
22.根据第21项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中InGaN阱层比AlGaN层厚。
22-1.根据第21项或第22项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由GaN制得的第二中间层。
22-2.根据第21项或第22项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由GaN和AlGaN制得的第二中间层。
22-3.根据第21项或第22项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由AlGaN制得的第二中间层。
23.根据第21项或第22项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中通过相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层得到的中间层是在多层下面形成的。
24.根据第23项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中中间层基本不含杂质。
25.根据第23项或第24项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：与第三中间层接触的多层的最下层是由AlGaN或GaN制得的；并且与p-型层接触的多层的最上层是由AlGaN或GaN制得的。
26.根据第25项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：最下层是由AlGaN制得的；并且最上层是由AlGaN制得的。
27.根据第25项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：最下层是由GaN制得的；并且最上层是由GaN制得的。
28.根据第25项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：最下层是由GaN制得的；并且最上层是由AlGaN制得的。
29.根据第23-28项中任何一项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中InGaN第一中间层的生长温度为770-875℃。
31.一种层压制品，其包括具有InGaN阱层和AlGaN势垒层的量子势阱结构，其中该层压制品满足下列要求(2)-(5)中的至少一项：
(2)InGaN阱层的膜厚度为9.0-20.0nm；
(3)InGaN阱层的生长速率为0.025-0.035nm/s；
(4)InGaN阱层的生长温度为770-990℃；和
(5)AlGaN层的膜厚度为5.0-12.5nm。
32.根据第31项的层压制品，其中InGaN阱层比AlGaN层厚。
32-1.根据第31项或第32项的层压制品，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由GaN制得的第二中间层。
32-2.根据第31项或第32项的层压制品，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由GaN和AlGaN制得的第二中间层。
32-3.根据第31项或第32项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由AlGaN制得的第二中间层。
33.根据第31项或第32项的层压制品，其中通过相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层得到的中间层是在多层下面形成的。
34.根据第33项的层压制品，其中中间层基本不含杂质。
35.根据第33项或第34项的层压制品，其中：与第三中间层接触的多层的最下层是由AlGaN或GaN制得的；并且与p-型层接触的多层的最上层是由AlGaN或GaN制得的。
36.根据第35项的层压制品，其中：最下层是由AlGaN制得的；并且最上层是由AlGaN制得的。
37.根据第35项的层压制品，其中：最下层是由GaN制得的；并且最上层是由GaN制得的。
38.根据第35项的层压制品，其中：最下层是由GaN制得的；并且最上层是由AlGaN制得的。
39.根据第33-38项中任何一项的层压制品，其中InGaN第一中间层的生长温度为770-875℃。
40.根据第31-39项中任何一项的层压制品，其中多层含有发光层。
41.一种制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法，所述发光器件具有多层，所述多层含有具有InGaN阱层和AlGaN势垒层的量子势阱结构，该制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法执行下列要求(3)和(4)中的至少一项：
(3)InGaN阱层的生长速率为0.025-0.035nm/s；和
(4)InGaN阱层的生长温度为770-790℃。
42.根据第41项的制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法，其中在InGaN第一中间层是在770-875℃生长温度下形成的条件下，中间层是在第III族氮化物化合物半导体发光器件的多层下面形成的，所述中间层是通过相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层得到的。
51.一种制造层压制品的方法，所述层压制品具有多层，所述多层含有具有InGaN阱层和AlGaN势垒层的量子势阱结构，该制造层压制品的方法执行下列要求(3)和(4)中的至少一项：
(3)InGaN阱层的生长速率为0.025-0.035nm/s；和
(4)InGaN阱层的生长温度为770-790℃。
52.根据第51项的制造层压制品的方法，其中在InGaN第一中间层是在770-875℃生长温度下形成的条件下，中间层是在多层下面形成的，所述中间层是通过相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层得到的。
101.一种第III族氮化物化合物半导体发光器件，其用于发射波长为360-430nm的光，包括：含有量子势阱结构的多层，所述量子势阱结构具有InGaN阱层和AlGaN势垒层；和比InGaN阱层厚并位于所述多层下面的InGaN中间层，其中第III族氮化物化合物半导体发光器件满足下列要求(2)-(5)中的至少一项：
(2)InGaN阱层的膜厚度为2.0-6.0nm；
(3)InGaN阱层的生长速率为0.008-0.018nm/s；
(4)InGaN阱层的生长温度为770-790℃；和
(5)AlGaN层的膜厚度为7.5-13.5nm。
102.根据第101项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中AlGaN阱层比InGaN层厚。
102-1.根据第101项或第102项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由GaN制得的第二中间层。
102-2.根据第101项或第102项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由GaN和AlGaN制得的第二中间层。
102-3.根据第101项或第102项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由AlGaN制得的第二中间层。
103.根据第101项或第102项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中通过相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层得到的中间层是在多层下面形成的。
104.根据第103项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中中间层基本上不含杂质。
105.根据第103项或第104项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：与第三中间层接触的多层的最下层是由AlGaN或GaN制得的；并且与p-型层接触的多层的最上层是由AlGaN或GaN制得的。
106.根据第105项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：最下层是由AlGaN制得的；并且最上层是由AlGaN制得的。
107.根据第105项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：最下层是由GaN制得的；并且最上层是由GaN制得的。
108.根据第105项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：最下层是由GaN制得的；并且最上层是由AlGaN制得的。
109.根据第103-108项中任何一项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中InGaN第一中间层的生长温度为770-875℃。
111.一种制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法，所述发光器件具有多层作为发射波长为360-430nm光的层，所述多层含有具有InGaN阱层和AlGaN势垒层的量子势阱结构，该制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法执行下列要求(3)和(4)中的至少一项：
(3)InGaN阱层的生长速率为0.008-0.018nm/s；和
(4)InGaN阱层的生长温度为770-790℃。
112.根据第111项的制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法，其中在InGaN第一中间层是在770-875℃生长温度下形成的条件下，中间层是在第III族氮化物化合物半导体发光器件的多层下面形成的，所述中间层是通过相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层得到的。
121.一种第III族氮化物化合物半导体发光器件，包括：含有量子势阱结构的多层，所述量子势阱结构具有InGaN阱层和AlGaN势垒层；和比InGaN阱层厚并位于所述多层下面的InGaN中间层，其中第III族氮化物化合物半导体发光器件满足下列要求(2)-(5)中的至少一项：
(2)InGaN阱层的膜厚度为2.0-6.0nm；
(3)InGaN阱层的生长速率为0.008-0.018nm/s；
(4)InGaN阱层的生长温度为770-790℃；和
(5)AlGaN层的膜厚度为7.5-13.5nm。
122.根据第121项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中AlGaN阱层比InGaN层厚。
122-1.根据第121项或第122项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由GaN制得的第二中间层。
122-2.根据第121项或第122项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由GaN和AlGaN制得的第二中间层。
122-3.根据第121项或第122项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由AlGaN制得的第二中间层。
123.根据第121项或第122项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中通过相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层得到的中间层是在多层下面形成的。
124.根据第123项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中中间层基本上不含杂质。
125.根据第123项或第124项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：与第三中间层接触的多层的最下层是由AlGaN或GaN制得的；并且与p-型层接触的多层的最上层是由AlGaN或GaN制得的。
126.根据第125项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：最下层是由AlGaN制得的；并且最上层是由AlGaN制得的。
127.根据第125项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：最下层是由GaN制得的；并且最上层是由GaN制得的。
128.根据第125项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中：最下层是由GaN制得的；并且最上层是由AlGaN制得的。
129.根据第123-128项中任何一项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中InGaN第一中间层的生长温度为770-875℃。
131.一种层压制品，其包括具有InGaN阱层和AlGaN势垒层的量子势阱结构，其中该层压制品满足下列要求(2)-(5)中的至少一项：
(2)InGaN阱层的膜厚度为2.0-6.0nm；
(3)InGaN阱层的生长速率为0.008-0.018nm/s；
(4)InGaN阱层的生长温度为770-790℃；和
(5)AlGaN层的膜厚度为7.5-13.5nm。
132.根据第131项的层压制品，其中AlGaN阱层比InGaN层厚。
132-1.根据第131项或第132项的层压制品，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由GaN制得的第二中间层。
132-2.根据第131项或第132项的层压制品，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由GaN和AlGaN制得的第二中间层。
132-3.根据第131项或第132项的第III族氮化物化合物半导体发光器件，还包括在量子势阱结构和InGaN中间层形成的、由AlGaN制得的第二中间层。
133.根据第131项或第132项的层压制品，其中通过相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层得到的中间层是在多层下面形成的。
134.根据第133项的层压制品，其中中间层基本不含杂质。
135.根据第133项或第134项的层压制品，其中：与第三中间层接触的多层的最下层是由AlGaN或GaN制得的；并且与p-型层接触的多层的最上层是由AlGaN或GaN制得的。
136.根据第135项的层压制品，其中：最下层是由AlGaN制得的；并且最上层是由AlGaN制得的。
137.根据第135项的层压制品，其中：最下层是由GaN制得的；并且最上层是由GaN制得的。
138.根据第135项的层压制品，其中：最下层是由GaN制得的；并且最上层是由AlGaN制得的。
139.根据第133-138项中任何一项的层压制品，其中InGaN第一中间层的生长温度为770-875℃。
140.根据第131-139项中任何一项的层压制品，其中多层含有发光层。
141.一种制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法，所述发光器件具有多层，所述多层含有具有InGaN阱层和AlGaN势垒层的量子势阱结构，该制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法执行下列要求(3)和(4)中的至少一项：
(3)InGaN阱层的生长速率为0.008-0.018nm/s；和
(4)InGaN阱层的生长温度为770-790℃。
142.根据第141项的制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法，其中在InGaN第一中间层是在770-875℃生长温度下形成的条件下，中间层是在第III族氮化物化合物半导体发光器件的多层下面形成的，所述中间层是通过相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层得到的。
151.一种制造层压制品的方法，所述层压制品具有多层，所述多层含有具有InGaN阱层和AlGaN势垒层的量子势阱结构，该制造层压制品的方法执行下列要求(3)和(4)中的至少一项：
(3)InGaN阱层的生长速率为0.008-0.018nm/s；和
(4)InGaN阱层的生长温度为770-790℃。
152.根据第151项的制造层压制品的方法，其中在InGaN第一中间层是在770-875℃生长温度下形成的条件下，中间层是在多层下面形成的，所述中间层是通过相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层得到的。

Claims (12)

1.一种第III族氮化物化合物半导体发光器件，其包括：
具有量子势阱结构的多层，所述量子势阱结构含有InGaN阱层和AlGaN势垒层；和
位于所述多层下面的中间层，
其中所述中间层包含：
比所述InGaN阱层厚的InGaN第一中间层，所述第一中间层不含杂质，以及
在所述第一中间层上的第二中间层，所述第二中间层不含杂质。
2.根据权利要求1的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中所述第二中间层包含GaN。
3.根据权利要求1的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中所述第二中间层包含AlGaN。
4.根据权利要求1的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中所述第二中间层包含GaN层和AlGaN层的层压物。
5.根据权利要求1的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中所述中间层通过将所述InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层依次层压得到并在所述多层的下面形成。
6.根据权利要求4的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中所述第一和第二中间层中的每一层都不含杂质。
7.根据权利要求5的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中所述第一，第二和第三中间层中的每一层都不含杂质。
8.根据权利要求5的第III族氮化物化合物半导体发光器件，与所述第三中间层接触的多层的最下层是由AlGaN和GaN之一制得的；并且与p-型层接触的所述多层的最上层是由AlGaN和GaN之一制得的。
9.根据权利要求1的第III族氮化物化合物半导体发光器件，其中所述InGaN第一中间层的生长温度为770-875℃。
10.一种制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法，所述发光器件包括多层，所述多层具有含有InGaN阱层和AlGaN势垒层的量子势阱结构，所述制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法包括下面的步骤：在所述InGaN第一中间层是在770-875℃生长温度下形成的条件下，在所述多层下面形成InGaN第一中间层，
其中所述第一中间层不含杂质。
11.一种制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法，所述发光器件包括多层，所述多层具有含有InGaN阱层和AlGaN势垒层的量子势阱结构，所述制造第III族氮化物化合物半导体发光器件的方法包括下面的步骤：在所述InGaN第一中间层是在770-875℃生长温度下形成的条件下，在所述多层下面相继层压InGaN第一中间层，GaN第二中间层和AlGaN第三中间层作为中间层，
其中所述第一中间层、第二中间层和第三中间层中每一层都不含杂质。
12.根据权利要求1的第III族氮化物化合物半导体层，其中所述中间层还包含位于所述第二中间层上的第三中间层，所述第三中间层不含杂质。
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