DE102009049612B4

DE102009049612B4 - Lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement

Info

Publication number: DE102009049612B4
Application number: DE102009049612.2A
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro UBAHARA
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2021-05-20
Anticipated expiration: 2029-10-17
Also published as: US8030673B2; DE102009049612A1; JP5196160B2; JP2010098151A; US20100096650A1

Abstract

Lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement (1, 2) mit:
einer aktiven Schicht (12, 22), die zwischen einer n-Nitridhalbleiterschicht (11, 21) und einer p-Nitridhalbleiterschicht (13, 23) angeordnet ist;
wobei die aktive Schicht (12, 22) Topfschichten (14, 15) und Sperrschichten (16, 17), die zwischen jeder der Topfschichten (14, 15) angeordnet sind, aufweist;
wobei die Topfschichten (14, 15) erste Topfschichten (14) und zweite Topfschichten (15), die die ersten Topfschichten (14) einfügen und die jeweils die äußerst liegenden Topfschichten sind, aufweisen;
die zweiten Topfschichten (15) einen Nitridhalbleiter mit einer größeren Bandabstandsenergie als die Bandabstandsenergie eines die ersten Topfschichten (14) bildenden Nitridhalbleiters aufweisen,
das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement (1, 2) Peaks im Emissionsspektrum hat, die den ersten Topfschichten (14) bzw. den zweiten Topfschichten (15) entsprechen, und
wobei mehrere erste Topfschichten (14) und mehrere zweite Topfschichten (15) abwechselnd gestapelt sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement, insbesondere ein lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement mit mehreren Peaks in seinem Emissionsspektrum.
Diskussion der verwandten Technik
In den letzten Jahren fanden lichtemittierende Halbleiterelemente mit der Fähigkeit zur Lichtemission im Ultraviolettbereich praktischen Einsatz, die auch in einer Bestrahlungsvorrichtung, einer Desinfektionsvorrichtung u. ä. verwendet werden. Allerdings gilt in den Fällen, in denen ein lichtemittierendes Halbleiterelement in einer Ultraviolettbestrahlungsvorrichtung zum Härten eines Materials verwendet wird, daß es mit größerer Dicke des bestrahlten Materials zu unzureichender Härtung tieferer Abschnitte kommen kann. Zu den Gründen dafür gehört, daß die Ultraviolettbestrahlung nicht in einen tieferen Abschnitt des bestrahlten Materials eindringen kann. Damit Licht von der Oberfläche tiefer in das bestrahlte Material zu tieferen Abschnitten eindringen kann, ist es wirksam, daß die Ultraviolettbestrahlungsvorrichtung mehrere Emissionspeakwellenlängen hat. Um eine solche Vorrichtung zu erhalten, können mehrere lichtemittierende Halbleiterelemente mit unterschiedlichen Peakwellenlängen oder ein lichtemittierendes Halbleiterelement mit mehreren aktiven Schichten, die unterschiedliche Zusammensetzungen haben, zum Einsatz kommen (siehe die JP 2007 - 305 703 A
Ein lichtemittierendes Halbleiterelement, das mehrere Topfschichten mit variierenden Zusammensetzungen hat, kann angestrebt werden, um Weißlicht mit einem einzelnen lichtemittierenden Halbleiterelement zu liefern. Zu spezifischen Beispielen dafür zählen eine Struktur mit Topfschichten mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen, die in Wellenlängenreihenfolge gestapelt sind, und eine Struktur mit einem sich wiederholenden Stapel solcher Strukturen (siehe die JP H10 - 22 525 A, JP 2001 - 28 458 A und JP 2004 - 128 443 A).
Zu anderen Beispielen für variierende Zusammensetzungen in der aktiven Schicht gehört eine Quantentopfstruktur mit einer verspannungskompensierenden Schicht mit einer größeren Energie des Bandabstands als die einer Sperrschicht, die zwischen der Sperrschicht und einer Topfschicht eingefügt ist (siehe die JP 2004 - 87 763 A ).
Allerdings ist es im lichtemittierenden Halbleiterelement, in dem Topfschichten mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen in Wellenlängenreihenfolge einfach gestapelt sind, schwierig, ein effizientes und stabiles Verhältnis der Emissionspeakintensität zu erzeugen. Beispielsweise nimmt in einem Fall, in dem eine Topfschicht mit längerer Wellenlängenemission und einer kleineren Bandabstandsenergie näher an der n-Halbleiterschichtseite als eine Topfschicht mit kürzerer Wellenlängenemission und einer größeren Bandabstandsenergie angeordnet ist, die Lichtausbeute bei längerer Wellenlänge ab, so daß es schwierig ist, ein stabiles Verhältnis der Emissionspeakintensität zu erhalten. Ein solches lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement mit instabilem Verhältnis der Emissionspeakintensität ist als Lichtquelle zur Härtung eines Harzes oder einer Druckfarbe ungeeignet.
Ist andererseits eine Topfschicht mit längerer Wellenlängenemission näher an der p-Nitridhalbleiterschichtseite als eine Topfschicht mit kürzerer Wellenlängenemission angeordnet, so ist Emission aus der Topfschicht mit längerer Wellenlängenemission extrem erleichtert, und in einigen Fällen kommt es möglicherweise nicht zu Emission aus der Topfschicht mit kürzerer Wellenlängenemission.
Die US 2006 / 0 049 415 A1 betrifft Halbleiter-Leuchtdioden (LEDs), die mehrere Lichtfarben emittieren und insbesondere monolithische Weißlicht-LEDs mit einzigartigen MQW (Multi-Quantum Well) Strukturen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Rahmen der Erfindung wurden die o. g. zu lösenden Probleme erkannt, und die vorliegende Erfindung kam zustande.
Wie zuvor beschrieben, erhält man in den Fällen, in denen eine Topfschicht mit kleinerer Bandabstandsenergie näher an der p-Halbleiterschichtseite als eine Topfschicht mit einer größeren Bandabstandsenergie angeordnet ist, in der Tendenz eine Einzelpeakemission, und man geht hierbei davon aus, daß Emission aus der Topfschicht mit kleinerer Bandabstandsenergie oder einer Topfschicht, die nahe an der p-Halbleiterschicht liegt, erleichtert ist, wenn es sich bei einer aktiven Schicht um Nitridhalbleiter handelt, besonders um Verbindungshalbleiter auf Nitrid-Gallium-Basis. Andererseits geht man davon aus, daß in den Fällen, in denen die Topfschicht mit kleinerer Bandabstandsenergie näher an der n-Halbleiterschichtseite als die Topfschicht mit einer größeren Bandabstandsenergie angeordnet ist, der Elektroneneingrenzungseffekt infolge ihrer kleinen Bandabstandsenergie beeinträchtigt und die Lichtausbeute verringert ist, was zu einem Element führt, in dem das Verhältnis der Emissionspeakintensität in der Tendenz schwankt.
Somit weist gemäß einem Aspekt einer Ausführungsform ein lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement eine aktive Schicht auf, die zwischen einer n-Nitridhalbleiterschicht und einer p-Nitridhalbleiterschicht angeordnet ist, die aktive Schicht weist eine erste Topfschicht, zweite Topfschichten, die die erste Topfschicht einfügen und an äußersten Seiten von den Topfschichten angeordnet sind, sowie Sperrschichten auf, die zwischen jeder der Topfschichten angeordnet sind. Die zweite Topfschicht weist einen Nitridhalbleiter mit einer größeren Bandabstandsenergie als die Bandabstandsenergie eines die erste Topfschicht bildenden Nitridhalbleiters auf, und das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement hat Peaks im Emissionsspektrum, die der ersten Topfschicht bzw. der zweiten Topfschicht entsprechen.
Das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement gemäß einem Aspekt einer Ausführungsform kann eine Kombination aus nachfolgend beschriebenen Strukturen verwenden.
Mehrere erste Topfschichten sind zwischen den zweiten Topfschichten angeordnet, die an den äußersten Seiten angeordnet sind. Die zweiten Topfschichten verfügen über äußerste zweite Topfschichten, die an den äußersten Seiten von den Topfschichten angeordnet sind, und mindestens eine innere zweite Topfschicht zwischen den äußersten zweiten Topfschichten, und mindestens eine erste Topfschicht ist näher an der n-Halbleiterschichtseite als die innere zweite Topfschicht angeordnet. Die Schichtanzahl der zweiten Topfschicht ist größer als die Schichtanzahl der ersten Topfschicht. Mehrere erste Topfschichten und mehrere zweite Topfschichten sind abwechselnd gestapelt.
Ferner liegen die Peaks im Emissionsspektrum, die der ersten Topfschicht bzw. der zweiten Topfschicht entsprechen, im nahen Ultraviolett- oder Ultraviolettbereich. Die erste Topfschicht ist In_aGa_1-aN (0<a<1) und die zweite Topfschicht ist In_bGa_1-bN (0<b<1, a-b≥0,02). Die erste Topfschicht ist In_aGa_1-aN (O<a≤0,1), die zweite Topfschicht ist In_bGa_1-bN (0<b<0,1, a-b≥0,02), und die Sperrschicht ist Al_cGa_1-cN (0<c≤0,4). Die n-Nitridhalbleiterschicht und die p-Halbleiterschicht sind Al_dGa_1-dN (0<d≤1).
In einer Ausführungsform einer lichtemittierenden Nitridhalbleiterelement sind die äußersten Topfschichten die zweiten Topfschichten mit einer größeren Bandabstandsenergie, und eine erste Topfschicht mit einer kleineren Bandabstandsenergie ist an einer Innenseite davon angeordnet. Mit dieser Anordnung kann die zweite Topfschicht mit einer großen Bandabstandsenergie Licht emittieren, und der Elektroneneingrenzungseffekt kann auch erhalten werden, indem die erste Topfschicht zwischen den zweiten Topfschichten eingefügt ist, die eine größere Bandabstandsenergie haben. Dadurch läßt sich ein Emissionsspektrum mit zwei Peaks mit stabilem Verhältnis der Emissionsintensität erhalten.
Figurenliste
Gemeinsam mit ihren Aufgaben und Vorteilen werden anhand der nachfolgenden Beschreibung die derzeit bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen am besten verständlich.

1 ist eine schematische Querschnittansicht, die eine Struktur eines lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht eines Energiebands an der aktiven Schicht des lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß 1.
3 ist eine Querschnittansicht, die die aktive Schicht gemäß einem ersten Variantenbeispiel schematisch zeigt.
4 ist eine Querschnittansicht, die die aktive Schicht gemäß einem zweiten Variantenbeispiel schematisch zeigt.
5 ist eine Querschnittansicht, die die aktive Schicht gemäß einem dritten Variantenbeispiel schematisch zeigt.
6 ist eine Querschnittansicht, die eine Struktur eines lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß Ausführungsform 2 schematisch zeigt.
7 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen elektrischem Strom und Emissionsspektrum des lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß Beispiel 1.
8 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen elektrischem Strom und Emissionsspektrum des lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß Vergleichsbeispiel 1.
9 ist ein Diagramm von Emissionsspektren des lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 1.
10 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen elektrischem Strom und Emissionsspektrum des lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß Vergleichsbeispiel 2.
11 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen elektrischem Strom und Emissionsspektrum des lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß Vergleichsbeispiel 3.
12 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen elektrischem Strom und Emissionsspektrum des lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß Beispiel 2.
13 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen elektrischem Strom und Emissionsspektrum des lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß Beispiel 3.
14 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen elektrischem Strom und Emissionsspektrum des lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß Beispiel 4.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im folgenden werden Ausführungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, damit die Erfindung vom Fachmann leicht in die Praxis umgesetzt werden kann.
Ausführungsform 1
1 ist eine Querschnittansicht, die eine Struktur eines lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß Ausführungsform 1 schematisch zeigt. Das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement 1 weist eine n-Nitridhalbleiterschicht 11, eine aktive Schicht 12 und eine p-Nitridhalbleiterschicht 13 auf, die in dieser Reihenfolge auf einem Substrat 10 gestapelt sind. Eine n-Elektrode 18 ist auf einem Abschnitt der n-Halbleiterschicht 11 angeordnet, der durch Entfernen eines Abschnitts der p-Nitridhalbleiterschicht 13 freigelegt ist, und eine p-Elektrode 19 ist auf der p-Nitridhalbleiterschicht 13 angeordnet. Die aktive Schicht 12 enthält eine erste Topfschicht 14 und zweite Topfschichten 15, die die erste Topfschicht 14 dazwischen einfügen, sowie Sperrschichten 16, 17. Eine zweite Topfschicht 15 ist an jeweiligen äußersten Seiten von den Topfschichten angeordnet, d. h. am nächsten zur n-Nitridhalbleiterschicht 11 und am nächsten zur p-Nitridhalbleiterschicht 13. Die zweite Topfschicht 15 ist aus einem Nitridhalbleiter mit einer größeren Bandabstandsenergie als die des Nitridhalbleiters hergestellt, der die erste Topfschicht 14 bildet. Ein solches lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement 1 hat Peaks in Entsprechung zur ersten Topfschicht 14 bzw. zweiten Topfschicht 15 in seinem Emissionsspektrum.
Eine schematische Ansicht des Energiebands der aktiven Schicht 12 ist in 2 gezeigt. Im Nitridhalbleiterelement dieser Ausführungsform hat die zweite Topfschicht 15, die dem Peak auf der kürzeren Wellenlängenseite entspricht, eine größere Bandabstandsenergie als die erste Topfschicht 14, die dem Peak auf der längeren Wellenlängenseite entspricht. Wie zuvor beschrieben, kann durch Einfügen der ersten Topfschicht 14 mit einer kleineren Bandabstandsenergie zwischen den zweiten Topfschichten 15 mit einer größeren Bandabstandsenergie Licht sowohl aus der ersten Topfschicht 14 als auch aus den zweiten Topfschichten 15 emittiert werden, und die Elektronen lassen sich in der aktiven Schicht eingrenzen, so daß das Verhältnis der Emissionspeakintensität stabilisiert sein kann.
Im folgenden werden Variantenbeispiele für die aktive Schicht 12 beschrieben.
3 ist eine schematische Darstellung eines ersten Variantenbeispiels für die aktive Schicht 12, in der zwei erste Topfschichten 14 zwischen den zweiten Topfschichten 15 gestapelt sind. Wie zuvor beschrieben, können mehrere erste Topfschichten 14 zwischen den zweiten Topfschichten 15 der äußersten Seiten angeordnet sein, wobei auch drei oder mehr erste Topfschichten 14 zum Einsatz kommen können. Eine solche aktive Schicht 12 hat eine Struktur, in der die erste Topfschicht 14 zwischen den zweiten Topfschichten 15 mit einer größeren Bandabstandsenergie eingefügt ist, so daß sich die Elektronen in der aktiven Schicht eingrenzen lassen und das Verhältnis der Emissionspeakintensität stabilisiert sein kann.
4 ist eine schematische Ansicht eines zweiten Variantenbeispiels für die aktive Schicht 12, in der zwei erste Topfschichten 14 und eine zweite Topfschicht 15b von der n-Nitridhalbleiterschicht 11 in dieser Reihenfolge zwischen den äußersten zweiten Topfschichten 15a gestapelt sind. Wie zuvor beschrieben, können eine oder mehrere erste Topfschichten 14 zwischen den äußersten zweiten Topfschichten 15a angeordnet sein, die an den äußersten Seiten von den Topfschichten angeordnet sind, und zusätzlich können auch mehrere innere zweite Topfschichten 15b angeordnet sein.
Wie im ersten Variantenbeispiel und zweiten Variantenbeispiel können in den Fällen, in denen mehrere der zwischen den zweiten Topfschichten 15a eingefügten Topfschichten zum Einsatz kommen, die Anzahl und Reihenfolge der Stapelung der Topfschichten gemäß dem Verhältnis der Emissionspeakintensität des gewünschten Emissionsspektrums eingestellt sein. Wie zuvor beschrieben, ist Emission wahrscheinlich schwieriger in der zweiten Topfschicht, die eine größere Bandabstandsenergie hat, als in der ersten Topfschicht. Um daher z. B. etwa die gleiche Intensität der beiden Peaks im Emissionsspektrum zu erzeugen, ist bevorzugt, eine größere Anzahl zweiter Topfschichten als erster Topfschichten zu stapeln. Außerdem ist beschreibungsgemäß Emission wahrscheinlich einfacher auf einer Seite näher an der p-Nitridhalbleiterschicht, so daß eine größere Anzahl zweiter Topfschichten als erster Topfschichten vorzugsweise an der p-Nitridhalbleiterschichtseite angeordnet ist. Im Beispiel gemäß 4 ist die Anzahl gestapelter Schichten zweiter Topfschichten 15a, 15b größer als die erster Topfschichten 14, und zudem ist eine größere Anzahl zweiter Topfschichten 15a, 15b an der Seite der p-Nitridhalbleiterschicht 13 angeordnet. Daher läßt sich etwa die gleiche Intensität der beiden Emissionspeaks erwarten, die den jeweiligen Topfschichten entsprechen.
Ferner können wie in einem dritten Variantenbeispiel gemäß 5 die zweiten Topfschichten 15a, 15b und ersten Topfschichten 14 abwechselnd gestapelt sein. Mit einer solchen Struktur kann jede der ersten Topfschichten zwischen den zweiten Topfschichten eingefügt sein, so daß effiziente elektrische Eingrenzung erhalten und die Lichtausbeute verbessert werden kann und sich das Verhältnis der Emissionspeakintensität weiter stabilisieren läßt. Zudem sind die äußersten Topfschichten die zweiten Topfschichten 15a, so daß die Schichtanzahl zweiter Topfschichten folglich größer ist, wodurch die beiden Emissionspeaks in Entsprechung zu den jeweiligen Topfschichten mit etwa gleicher Intensität leicht produziert werden können.
Im folgenden wird jedes Teil des lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß 1 näher beschrieben.
Substrat 10
Das Substrat 10 ist ein Substrat, das epitaxiales Aufwachsen einer Halbleiterschicht ermöglicht, und die Größe, Dicke u. ä. des Substrats unterliegen keinen spezifischen Einschränkungen. Zu Beispielen für das für einen Nitridhalbleiter verwendete Substrat zählen ein Isoliersubstrat, z. B. Saphir, mit einer Hauptfläche in C-Ebene, R-Ebene oder A-Ebene sowie Spinell (MgAl₂O₄), Siliciumcarbide (6H, 4H, 3C), ZnS, Si, GaAs, Diamant, und ein Oxidsubstrat, z. B. Lithiumniobat und Neodymgallat, das einen Gitterübergang mit dem Nitridhalbleiter bildet, ein Nitridhalbleitersubstrat, z. B. GaN und AlN. Verwendet werden kann auch ein o. g. Substrat mit einem Versetzungswinkel (z. B. 0,01°-3,0° auf Saphir in C-Ebene) .
n-Nitridhalbleiterschicht 11, p-Nitridhalbleiterschicht 13
Eine Nitridhalbleiterschicht in der Darstellung durch eine allgemeine Formel In_xAl_yGa_1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) kann als n-Nitridhalbleiterschicht 11 und p-Nitridhalbleiterschicht 13 verwendet werden. Hierbei kann das III-Element teilweise durch B ersetzt sein, und das V-Element kann teilweise durch P oder As ersetzt sein. In_xAl_dGa_1-dN (0<d≤1) steht beispielhaft für die n-Nitridhalbleiterschicht 11 und p-Nitridhalbleiterschicht 13. Die n-Nitridhalbleiterschicht kann mindestens ein Element der Gruppe-IV-Elemente oder Gruppe-VI-Elemente, z. B. Si, Ge, Sn, S, O, Ti, Zr und Cd, als n-Verunreinigung enthalten. Die p-Nitridhalbleiterschicht kann Mg, Zn, Be, Mn, Ca, oder Sr usw. als p-Verunreinigung enthalten. Bevorzugt ist, daß die Verunreinigung in einem Konzentrationsbereich von z. B. etwa 5×l0¹⁶/cm³ bis etwa 1×10²¹/cm³ enthalten ist.
Aktive Schicht 12
Die aktive Schicht 12 verfügt über die erste Topfschicht 14, die zweite Topfschicht 15 und die Sperrschichten 16, 17. Eine Schicht in der Darstellung durch eine allgemeine Formel In_xAl_yGa_1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) kann als Topfschichten 14, 15 und Sperrschichten 16, 17 verwendet werden. Zusätzlich kann die aktive Schicht 12 eine Mehrfach-Quantentopfstruktur haben.
Topfschichten 14, 15
Die erste Topfschicht 14 und zweite Topfschicht 15 sind jeweils aus Nitridhalbleitern mit unterschiedlichen Zusammensetzungen hergestellt, so daß das Emissionsspektrum des lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements zwei Peaks entsprechend jeder Topfschicht hat. Hierbei gehören zum Emissionsspektrum mit zwei Peaks z. B. ein Zustand zweier Emissionspeaks mit einer Sohle dazwischen und ein Zustand zweier Emissionspeaks mit einem Wendepunkt dazwischen. Zu Beispielen für die Zusammensetzung der ersten Topfschicht 14 und zweiten Topfschicht 15 in einem Fall, in dem ein Nitridhalbleiter mindestens In enthält, gehört eine Zusammensetzung, in der das In-Zusammensetzungsverhältnis in der zweiten Topfschicht 15 kleiner als das In-Zusammensetzungsverhältnis in der ersten Topfschicht 14 ist, insbesondere die erste Topfschicht 14 In_aGa_1-aN (0<a<1) und die zweite Topfschicht 15 In_bGa_1-bN (0<b<1, b<a) ist. Man geht davon aus, daß ein Emissionsspektrum mit zwei Peaks leicht zu erhalten ist, wenn die Differenz zwischen den beiden Emissionspeaks mindestens etwa 10 nm beträgt. Insbesondere kann die erste Topfschicht 14 In_aGa_1-aN (0<a<1) sein, und die zweite Topfschicht 15 kann In_bGa_1-bN (0<b<1, a-b≥0,02) sein. Die optimalen Aufwachsbedingungen unterscheiden sich, wenn die Zusammensetzungen der Topfschichten unterschiedlich sind. Daher beträgt die Differenz des Zusammensetzungsverhältnisses zwischen der ersten Topfschicht 14 In_aGa_1-aN und der zweiten Topfschicht 15 In_bGa_1-bN vorzugsweise höchstens 0,10, stärker bevorzugt höchstens 0,04.
Bevorzugt ist, daß in einem Fall, in dem die Zusammensetzungen der ersten Topfschicht 14 und zweiten Topfschicht 15 so sind, daß die Peakwellenlänge des Emissionsspektrums des Elements im nahen Ultraviolettbereich oder Ultraviolettbereich liegt, das Element als Lichtquelle zur Härtung eines Harzes o. ä. verwendet werden kann. Außerdem ist eine Zusammensetzung bevorzugt, die eine Peakwellenlänge von höchstens 420 nm erhalten kann. Speziell kann die erste Topfschicht 14 In_aGa_1-aN (0<a≤0,1) sein, und die zweite Topfschicht 15 kann In_bGa_1-bN (0<b<0,1, b<a, stärker bevorzugt a-b≥0,02) sein. Werden mehrere erste Topfschichten verwendet, können Schwankungen der Zusammensetzung zwischen den Schichten tolerierbar sein, wenn das Emissionsspektrum des Elements zwei Peaks zeigt. Dies kann auch für die zweite Topfschicht gelten.
Durch Variieren der Filmdicke der jeweiligen Topfschichten kann die Emissionspeakintensität auch eingestellt werden. Angesichts der Stabilität der Emissionspeakintensität ist aber bevorzugt, daß die Dicken der ersten Topfschicht und zweiten Topfschicht etwa gleich sind. Ist die Zusammensetzung jeder Topfschicht so konfiguriert, daß Licht mit einer Wellenlänge im nahen Ultraviolettbereich oder Ultraviolettbereich emittiert wird, tendiert die Ausgangsleistung dazu, bei Topfschichtdicken von mindestens 10 nm und höchstens 100 nm zu steigen.
Sperrschichten 16, 17
Die Sperrschichten 16, 17 sind mindestens zwischen jeder der Topfschichten 14, 15 angeordnet. Insbesondere sind in einem Fall, in dem die Topfschichten 14, 15 mit einer Zusammensetzung gebildet sind, die so konfiguriert ist, daß Licht mit einer Wellenlänge im nahen Ultraviolettbereich oder Ultraviolettbereich emittiert wird, die Sperrschichten vorzugsweise aus Al_cGa_1-cN (0<c≤0,4) hergestellt. In 1 sind die Sperrschichten 16 zwischen jeder der Topfschichten 14, 15 angeordnet, und die Sperrschichten 17 sind an der Außenseite der zweiten Topfschichten 15 angeordnet, die an den äußersten Seiten von den Topfschichten angeordnet sind. Eine solche Sperrschicht 17, die an der Seite der n-Nitridhalbleiterschicht 11 und/oder der Seite der p-Nitridhalbleiterschicht 13 angeordnet ist, kann entfallen. Aus Sicht der Trägereingrenzung in den zweiten Topfschichten 15 ist bevorzugt, solche Sperrschichten 17 vorzusehen.
Die Sperrschichten 16, 17 können in einer Mehrschichtstruktur gebildet sein, in der mehrere Schichten gestapelt sind. Die Mehrschichtstruktur kann aus unterschiedlichen Materialien hergestellte Schichten haben, die übereinander gestapelt sind. In einem solchen Fall sind die Materialien so ausgewählt, daß die Anzahl von Peaks im erhaltenen Emissionsspektrum zwei nicht übersteigt und daß nur die ersten Topfschichten und zweiten Topfschichten Licht in der aktiven Schicht emittieren. Bevorzugt ist, daß die Sperrschicht aus einer Einzelschicht oder einer Mehrfachschicht hergestellt ist, die sich aus gestapelten Schichten zusammensetzt, die aus dem gleichen Material hergestellt sind. Außerdem ist die Dicke der Sperrschichten 16, 17 vorzugsweise gleich oder größer als die Dicke der ersten Topfschicht und zweiten Topfschicht.
n-Elektrode 18, p-Elektrode 19
Das Elektrodenmaterial der n-Elektrode 18 und p-Elektrode 19 unterliegt keinen spezifischen Einschränkungen, solange es einen ohmschen Kontakt zwischen den Nitridhalbleiterschichten jedes Leitungstyps und den jeweiligen Elektroden ermöglicht. Beispielsweise können die Elektroden aus einem Metallmaterial oder einem Legierungsmaterial hergestellt sein, das mindestens ein Element enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Nickel (Ni), Platin (Pt), Palladium (Pd), Rhodium (Rh), Ruthenium (Ru), Osmium (Os), Iridium (Ir), Titan (Ti), Zircon (Zr), Hafnium (Hf), Vanadium (V), Niob (Nb), Tantal (Ta), Cobalt (Co), Eisen (Fe), Mangan (Mn), Molybdän (Mo), Chrom (Cr), Wolfram (W), Lanthan (La), Kupfer (Cu), Silber (Ag), and Yttrium (Y) besteht. Ein Oxid oder Nitrid der o. g. Materialien kann auch als Material der Elektroden verwendet werden. Die Elektroden können sich aus einem einschichtigen Film unter Verwendung der o. g. Materialien zusammensetzen, setzen sich aber bevorzugt aus einem Mehrschichtfilm zusammen, in dem mindestens zwei Materialien gestapelt sind. Zudem können die n-Elektrode 18 und p-Elektrode 19 die gleiche Struktur haben.
Ausführungsform 2
6 ist eine schematische Querschnittansicht einer Struktur eines lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements gemäß Ausführungsform 2. Das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement 2 hat eine gestapelte Schichtstruktur, in der die p-Nitridhalbleiterschicht 23, die aktive Schicht 22, die n-Nitridhalbleiterschicht 21 in dieser Reihenfolge über die leitende Bondschicht 201 auf dem Trägersubstrat 200 gestapelt sind und die n-Elektrode 28 bzw. die p-Elektroden 29 auf den Gegenseiten der gestapelten Schichtstruktur angeordnet sind. Wie zuvor beschrieben, hat das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement 2 der Ausführungsform 2 eine Gegenelektrodenstruktur, in der die p-Elektrode 29 und n-Elektrode 28 auf den jeweiligen Gegenseiten der gestapelten Schichtstruktur angeordnet sind und die Seite der p-Elektrode 29 an das Trägersubstrat 200 gebondet ist. Im wesentlichen die gleichen Teile wie in Ausführungsform 1 können als Teile verwendet werden, die der Ausführungsform 1 gemeinsam sind, z. B. die aktive Schicht, Halbleiterschicht und Elektrode. Mit der zuvor beschriebenen aktiven Schicht kann ein Emissionsspektrum mit zwei stabilen Peaks auch durch das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement 2 mit der o. g. Gegenelektrodenstruktur erhalten werden.
Trägersubstrat 200
Als Trägersubstrat 200 kann z. B. ein Halbleitersubstrat verwendet werden, das aus Halbleiter hergestellt ist, z. B. Si, SiC u. ä., oder ein aus einem einzelnen Metall hergestelltes Substrat oder ein Metallsubstrat, das aus einem Komplex aus zwei oder mehr Metallen hergestellt ist, die miteinander nicht mischbar sind oder kleine Festkörperlöslichkeitsgrenzen haben. Ferner wird ein Komplex aus Cu-W oder Cu-Mo vorzugsweise als Metallsubstrat verwendet. Ein Komplex aus einem Metall aus Cu-Diamant usw. und Keramik u. ä. kann auch zum Einsatz kommen.
Leitende Bondschicht 201
Ein elektrisch leitendes Material ist für die leitende Bondschicht 201 ausgewählt, die das Trägersubstrat 200 und die p-Elektrode 29 bondet. Das Material für die leitende Bondschicht 201 kann z. B. aus einer Legierung ausgewählt sein, die mindestens ein Element enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Au, Sn, Pd und In besteht. Die leitende Bondschicht kann gebildet werden, indem eine erste Metallschicht an der Seite der p-Elektrode 29 gebildet und eine zweite Metallschicht an der Seite des Trägersubstrats 200 gebildet wird und dann die beiden Metallschichten eutektisch gebondet werden. Vorzugsweise hat jede der Metallschichten eine Struktur, die aus einer Adhäsionsschicht, einer Sperrschicht und einer eutektischen Schicht hergestellt ist.
BEISPIELE
Beispiel 1
Das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement gemäß Beispiel 1 weist gemäß 6 eine gestapelte Schichtstruktur auf, in der die p-Nitridhalbleiterschicht 23, die aktive Schicht 22 und die n-Nitridhalbleiterschicht 21 über die leitende Bondschicht 201 auf dem aus einer Legierung von Cu und W hergestellten Trägersubstrat 200 gestapelt sind und die p-Elektrode 29 an der Seite der p-Nitridhalbleiterschicht 23 angeordnet ist sowie die n-Elektrode 28 an der Seite der n-Nitridhalbleiterschicht 21 angeordnet ist.
Das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement 2 kann wie in der nachfolgenden Darstellung gebildet werden. Zuerst werden mit Hilfe eines aus Saphir (C-Ebene) hergestellten Substrats als Aufwachssubstrat eine aus GaN hergestellte Pufferschicht mit einer Dicke von 20 nm und eine aus undotiertem GaN hergestellte Unterschicht mit einer Dicke von 4 µm in dieser Reihenfolge auf dem Substrat aufgewachsen. Als nächstes wird als n-Nitridhalbleiterschicht 21 eine n-Kontaktschicht aus Si-dotiertem Al_0,07Ga_0,93N mit einer Dicke von etwa 2 µm aufgewachsen.
Anschließend werden als aktive Schicht 22 eine Sperrschicht aus Si-dotiertem Al_0,1Ga_0,9N und darauf eine zweite Topfschicht aus undotiertem In_0, ₀₁Ga_0,99N sowie eine erste Topfschicht aus undotiertem In_0,05Ga_0,95N in der Reihenfolge Sperrschicht (1)/zweite Topfschicht/Sperrschicht (2)/erste Topfschicht/Sperrschicht (3)/zweite Topfschicht/Sperrschicht (4)/erste Topfschicht/Sperrschicht (5)/zweite Topfschicht/ Sperrschicht (6) gestapelt. Hierbei wird jede der Sperrschichten (1) bis (5) auf eine Dicke von 20 nm aufgewachsen, die Sperrschicht (6) wird auf eine Dicke von 40 nm aufgewachsen, und jede der ersten Topfschichten und zweiten Topfschichten wird auf eine Dicke von 15 nm aufgewachsen. Nur die Sperrschicht (6) ist undotiert.
Auf der aktiven Schicht 22 werden als p-Nitridhalbleiterschicht 23 eine p-Mantelschicht aus Mg-dotiertem Al_0,3Ga_0,7N mit einer Dicke von 22 nm, eine erste p-Kontaktschicht aus Al_0,07Ga_0,93N mit einer Dicke von 0,1 µm, eine zweite p-Kontaktschicht aus Mg-dotiertem Al_0,07Ga_0,93N mit einer Dicke von 0,02 µm in dieser Reihenfolge aufgewachsen. Nach Bildung eines Ag enthaltenden Metallfilms auf der zweiten p-Kontaktschicht, um die p-Elektrode 29 herzustellen, wird anschließend, obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, ein Isolierschutzfilm aus SiO₂ auf den freiliegenden Oberflächen der zweiten p-Kontaktschicht außer auf der p-Elektrode 29 gebildet.
Als nächstes wird auf der p-Elektrode 29 eine erste Snhaltige Metallschicht gebildet. Andererseits wird als Trägersubstrat 200, das ein Metallsubstrat aus einem Komplex verwendet, der aus Cu und W hergestellt ist, eine Pd-haltige zweite Metallschicht auf der Oberfläche des Metallsubstrats gebildet. Danach werden die erste Metallschicht und zweite Metallschicht zueinander weisend plaziert, und die gestapelte Nitridhalbleiterschichtstruktur und das Metallsubstrat werden durch Wärme und Druck thermisch verschweißt. Damit diffundiert das Metall in der ersten Metallschicht und zweiten Metallschicht teilweise ineinander, um eine eutektische Zusammensetzung zu bilden.
Danach wird ein Laserstrahl durch die Rückseite des Saphirsubstrats abgestrahlt, bei dem es sich um das Aufwachssubstrat handelt, so daß der die Unterschicht bildende Nitridhalbleiter zersetzt und das Saphirsubstrat entfernt wird. Die n-Elektrode 28 wird auf der n-Kontaktschicht gebildet, die auf diese Weise freigelegt wird. Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, wird anschließend eine Substratrückseitenelektrode auf der Rückseite des leitenden Trägersubstrats 200 gebildet. Danach wird jedes der Elemente durch Vereinzelung getrennt, um die lichtemittierenden Nitridhalbleiterelemente 2 mit einer Größe von etwa 1 mm × etwa 1 mm zu erhalten.
Die Emissionsspektren des erhaltenen lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements wurden mit variierendem Durchlaßstrom in einem Bereich von 0,02 A bis 2 A gemessen. In 7 sind die Ergebnisse grafisch dargestellt. Gemäß 7 zeigte das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement gemäß Beispiel 1 Emissionsspektren mit zwei Peaks bei etwa 367 nm und etwa 380 nm, und es wurde bestätigt, daß sich das Leuchtstärkeverhältnis bei variierendem Durchlaßstrom wenig ändert und stabilisiert war.
Vergleichsbeispiel 1
Das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement gemäß Vergleichsbeispiel 1 wird wie im Beispiel 1 mit Ausnahme der nachstehend dargestellten Struktur der aktiven Schicht 22 gebildet.
Als aktive Schicht werden die Sperrschicht, die erste Topfschicht und die zweite Topfschicht in der Reihenfolge Sperrschicht (1)/erste Topfschicht/Sperrschicht (2)/erste Topfschicht/Sperrschicht (3)/zweite Topfschicht/Sperrschicht (4)/zweite Topfschicht/Sperrschicht (5)/zweite Topfschicht/ Sperrschicht (6) gestapelt. Das heißt, zwei Schichten der ersten Topfschicht und drei Schichten der zweiten Topfschicht werden in der Reihenfolge von der n-Nitridhalbleiterschichtseite gestapelt.
Die Emissionsspektren des erhaltenen lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements wurden mit variierendem Durchlaßstrom in einem Bereich von 0,02 A bis 2 A gemessen. In 8 sind die Ergebnisse grafisch dargestellt. Gemäß 8 hat das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement gemäß Vergleichsbeispiel 1 Emissionsspektren mit Peaks bei etwa 367 nm und etwa 380 nm. Allerdings sank die Leuchtstärke in der Umgebung von 370 nm bis 380 nm mit dem Variieren des Stroms, und ein stabiles Leuchtstärkeverhältnis konnte nicht erreicht werden. Die Emissionsspektren, die durch Anlegen des Stroms von 0,5 A an den lichtemittierenden Nitridhalbleiterelementen gemäß Beispiel 1 bzw. Vergleichsbeispiel 1 erhalten wurden, sind in 9 grafisch dargestellt. Bei jeder Kurve gemäß 9 stellt die waagerechte Achse die Wellenlänge dar, und die senkrechte Achse repräsentiert die Leuchtstärke. Sowohl Beispiel 1 als auch Vergleichsbeispiel 1 zeigten nahezu die gleiche Leuchtstärke auf einer kürzeren Wellenlängenseite, aber Vergleichsbeispiel 1 zeigte eine kleinere Leuchtstärke in der Umgebung des Peaks auf der längeren Wellenlängenseite als Beispiel 1, was einen Rückgang der Lichtausbeute bestätigte.
Vergleichsbeispiel 2
Das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement gemäß Vergleichsbeispiel 2 wird wie im Beispiel 1 mit Ausnahme der nachstehend dargestellten Struktur der aktiven Schicht 22 gebildet.
Als aktive Schicht werden die Sperrschicht, die erste Topfschicht und die zweite Topfschicht der Reihenfolge Sperrschicht (1)/zweite Topfschicht/Sperrschicht (2)/zweite Topfschicht/Sperrschicht (3)/zweite Topfschicht/Sperrschicht (4)/ erste Topfschicht/Sperrschicht (5)/erste Topfschicht/Sperrschicht (6) gestapelt. Das heißt, drei Schichten der zweiten Topfschicht und zwei Schichten der ersten Topfschicht werden in der Reihenfolge von der n-Nitridhalbleiterschichtseite gestapelt.
Die Emissionsspektren des erhaltenen lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements wurden mit variierendem Durchlaßstrom in einem Bereich von 0,02 A bis 2 A gemessen. In 10 sind die Ergebnisse grafisch dargestellt.
Gemäß 10 zeigte das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement gemäß Vergleichsbeispiel 2 Emissionsspektren mit einem einzelnen Peak, die einen Peak bei etwa 380 nm haben, und es wurden keine zwei Peaks erzeugt.
Vergleichsbeispiel 3
Das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement von Vergleichsbeispiel 3 wird wie im Beispiel 1 mit Ausnahme der nachstehend dargestellten Struktur der aktiven Schicht 22 gebildet.
Als aktive Schicht werden die Sperrschicht, die erste Topfschicht und die zweite Topfschicht der Reihenfolge Sperrschicht (1)/zweite Topfschicht/Sperrschicht (2)/erste Topfschicht/Sperrschicht (3)/zweite Topfschicht/ Sperrschicht (4)/erste Topfschicht/ Sperrschicht (6) gestapelt. Das heißt, die zweite Topfschicht und erste Topfschicht sind in der Reihenfolge von der n-Nitridhalbleiterschichtseite abwechselnd gestapelt, und die letzte Schicht der zweiten Topfschicht ist nicht gestapelt. In dieser Struktur ist die zur p-Nitridhalbleiterschicht nächste Topfschicht die erste Topfschicht.
Die Emissionsspektren des erhaltenen lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements wurden mit variierendem Durchlaßstrom in einem Bereich von 0,02 A bis 2 A gemessen. In 11 sind die Ergebnisse grafisch dargestellt. Gemäß 11 zeigte das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement gemäß Vergleichsbeispiel 3 Emissionsspektren mit einem einzelnen Peak, die einen Peak bei etwa 380 nm hatten, und wie beim lichtemittierenden Nitridhalbleiterelement gemäß Vergleichsbeispiel 2 wurden keine zwei Peaks erzeugt.
Beispiel 2
Das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement von Beispiel 2 wird wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme gebildet, daß die erste Topfschicht undotiertes In_0,06Ga_0,94N ist.
Die Emissionsspektren des erhaltenen lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements wurden mit variierendem Durchlaßstrom in einem Bereich von 0,02 A bis 2 A gemessen und sind in 12 grafisch dargestellt. Gemäß 12 zeigte das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement gemäß Beispiel 2 Emissionsspektren mit zwei Peaks bei etwa 367 nm und etwa 382 nm, und es wurde bestätigt, daß sich das Leuchtstärkeverhältnis bei variierendem Strom wenig ändert und stabilisiert war.
Beispiel 3
Das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement von Beispiel 3 wird wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme gebildet, daß die erste Topfschicht undotiertes In_0,08Ga_0,92N und die zweite Topfschicht undotiertes In_0,06Ga_0,94N ist.
Die Emissionsspektren des erhaltenen lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements wurden mit variierendem Durchlaßstrom in einem Bereich von 0,02 A bis 2 A gemessen und in 13 grafisch dargestellt. Gemäß 13 hat das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement von Beispiel 3 Emissionsspektren mit zwei Peaks bei etwa 382 nm und etwa 399 nm. Bestätigt wurde, daß sich die Änderung des Leuchtstärkeverhältnisses im Hinblick auf den Strom in den Fällen mit 0,02 A verglichen mit anderen Fällen etwas unterschied, aber in den Fällen mit mindestens 0,1 A war sie mit wenig Änderung stabilisiert, auch wenn der Strom variiert wurde.
Beispiel 4
Das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement gemäß Beispiel 4 wird wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme gebildet, daß die erste Topfschicht undotiertes In_0,08Ga_0,92N ist.
Die Emissionsspektren des erhaltenen lichtemittierenden Nitridhalbleiterelements wurden mit variierendem Durchlaßstrom in einem Bereich von 0,02 A bis 2 A gemessen und in 14 grafisch dargestellt. Gemäß 14 hatte das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement von Beispiel 4 Emissionsspektren mit zwei Peaks bei etwa 367 nm und etwa 400 nm. Bestätigt wurde, daß sich die Änderung des Leuchtstärkeverhältnisses im Hinblick auf den Strom in den Fällen mit 0,02 A verglichen mit anderen Fällen etwas unterschied, aber in den Fällen mit mindestens 0,1 A war sie mit wenig Änderung stabilisiert, auch wenn der Strom variiert wurde.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Das erfindungsgemäße lichtemittierende Halbleiterelement kann als verschiedenartige Lichtquellen verwendet werden, insbesondere als Lichtquelle für Bestrahlungsvorrichtungen zum Härten geeignet zum Einsatz kommen, z. B. für lichthärtende Harze, Kleber und Beschichtungsmaterialien.

Claims

Lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement (1, 2) mit: einer aktiven Schicht (12, 22), die zwischen einer n-Nitridhalbleiterschicht (11, 21) und einer p-Nitridhalbleiterschicht (13, 23) angeordnet ist; wobei die aktive Schicht (12, 22) Topfschichten (14, 15) und Sperrschichten (16, 17), die zwischen jeder der Topfschichten (14, 15) angeordnet sind, aufweist; wobei die Topfschichten (14, 15) erste Topfschichten (14) und zweite Topfschichten (15), die die ersten Topfschichten (14) einfügen und die jeweils die äußerst liegenden Topfschichten sind, aufweisen; die zweiten Topfschichten (15) einen Nitridhalbleiter mit einer größeren Bandabstandsenergie als die Bandabstandsenergie eines die ersten Topfschichten (14) bildenden Nitridhalbleiters aufweisen, das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement (1, 2) Peaks im Emissionsspektrum hat, die den ersten Topfschichten (14) bzw. den zweiten Topfschichten (15) entsprechen, und wobei mehrere erste Topfschichten (14) und mehrere zweite Topfschichten (15) abwechselnd gestapelt sind.
Lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement (1, 2) mit: einer aktiven Schicht (12, 22), die zwischen einer n-Nitridhalbleiterschicht (11, 21) und einer p-Nitridhalbleiterschicht (13, 23) angeordnet ist; wobei die aktive Schicht (12, 22) Topfschichten (14, 15) und Sperrschichten (16, 17), die zwischen jeder der Topfschichten (14, 15) angeordnet sind, aufweist; wobei die Topfschichten (14, 15) erste Topfschichten (14) und zweite Topfschichten (15), die die ersten Topfschichten (14) einfügen und die jeweils die äußerst liegenden Topfschichten sind, aufweisen; die zweiten Topfschichten (15) einen Nitridhalbleiter mit einer größeren Bandabstandsenergie als die Bandabstandsenergie eines die ersten Topfschichten (14) bildenden Nitridhalbleiters aufweisen, das lichtemittierende Nitridhalbleiterelement (1, 2) nicht mehr als zwei Peaks im Emissionsspektrum hat, die den ersten Topfschichten (14) bzw. den zweiten Topfschichten (15) entsprechen, wobei die Schichtanzahl zweiter Topfschichten (15) größer als die Schichtanzahl erster Topfschichten (14) ist, und wobei eine größere Anzahl zweiter Topfschichten (15) als erster Topfschichten (14) an der p-Nitridhalbleiterschichtseite (13, 23) angeordnet sind.
Lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement (1, 2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehrere erste Topfschichten (14) zwischen den äußerst liegenden zweiten Topfschichten (15) angeordnet sind.
Lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement (1, 2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Peaks im Emissionsspektrum, die den ersten Topfschichten (14) bzw. zweiten Topfschichten (15) entsprechen, höchstens 420 nm sind.
Lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement (1, 2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Peaks im Emissionsspektrum, die den ersten Topfschichten (14) bzw. zweiten Topfschichten (15) entsprechen, im nahen Ultraviolett- oder Ultraviolettbereich liegen.
Lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement (1, 2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die ersten Topfschichten (14) aus In_aGa_1-aN (0<a<1) bestehen und die zweiten Topf schichten (15) aus In_bGa_1-bN (0<b<1, a-b≥0,02) bestehen.
Lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement (1, 2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die ersten Topfschichten (14) aus In_aGa_1-aN (0<a≤0,1) bestehen, die zweiten Topfschichten (15) aus In_bGa_1-bN (0<b<0,1, a-b≥0,02) bestehen und die Sperrschichten (16, 17) aus Al_cGa_1-cN (0<c≤0,4) bestehen.
Lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement (1, 2) nach Anspruch 7, wobei die n-Nitridhalbleiterschicht (11, 21) und die p-Nitridhalbleiterschicht (13, 23) aus Al_dGa_1-dN (0<d≤1) bestehen.
Lichtemittierendes Nitridhalbleiterelement (1, 2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Topfschichtdicken mindestens 10 nm und höchstens 100 nm sind.