JP2010251810A - 半導体発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体発光素子1は、発光領域3と、第1のAlX1Ga1−X1N半導体(0≦X1≦1)層5と、第2のAlX2Ga1−X2N半導体(0≦X2≦1)層7とを備える。この半導体発光素子1では、発光領域3は、III族窒化物半導体からなり、InAlGaN半導体層を含む。第1のAlX1Ga1−X1N半導体層5は、例えばマグネシウム(Mg)といったp型ドーパントでドープされており、発光領域3上に設けられている。第2のAlX2Ga1−X2N半導体層7は、第1のAlX1Ga1−X1N半導体層5のp型ドーパント濃度より小さいp型ドーパント濃度を有する。第2のAlX2Ga1−X2N半導体層7は、発光領域3と第1のAlX1Ga1−X1N半導体層5との間に設けられている。
【選択図】図1
Description
(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態に係る半導体発光素子を示す図面である。図1に示された半導体発光素子は、発光ダイオードといった面発光素子に好適な構造である。
好適な実施例では、第1のAlX1Ga1−X1N半導体層5は、マグネシウム濃度が1×1019cm−3(矢印N1)より大きい。この半導体発光素子1aによれば、マグネシウム原子の一部が第1のAlGaN半導体層5から第2のAlGaN半導体層7へ拡散しても、第1のAlX1Ga1−X1N半導体層の抵抗が上昇することを防ぐことができる。
コンタクト層17:MgドープGaN半導体
50ナノメートル
第1のAlGaN半導体層5:MgドープAl0.18Ga0.82N半導体
50ナノメートル
第2のAlGaN半導体層33:Al0.27Ga0.73N半導体(アンドープ半導体層として形成された)
20ナノメートル
発光領域3b
井戸層35a〜35c:InAlGaN半導体
15ナノメートル
バリア層37a〜37d:InAlGaN半導体
3ナノメートル
第3のAlGaN半導体層9:SiドープAl0.18Ga0.82N半導体
0.2マイクロメートル
バッファ層15:SiドープGaN半導体
0.1マイクロメートル
支持基体13:GaN基板
となる。
コンタクト層:MgドープGaN半導体
50ナノメートル
第1のAlGaN半導体層5:MgドープAl0.18Ga0.82N半導体
50ナノメートル
第2のAlGaN半導体層:MgドープAl0.27Ga0.73N半導体
20ナノメートル
発光領域
井戸層:InAlGaN半導体
15ナノメートル
バリア層:InAlGaN半導体
3ナノメートル
第3のAlGaN半導体層:SiドープAl0.18Ga0.82N半導体
0.2マイクロメートル
バッファ層:SiドープGaN半導体
0.1マイクロメートル
支持基体:n型GaN基板
となる。
(第2の実施の形態)
図10(A)、図10(B)、図11(A)および図11(B)は、本実施の形態に係る半導体発光素子を製造するための工程を示す図面である。
アンモニア:毎分2リットル
トリメチルガリウム:毎分1.5マイクロモル
トリメチルアルミニウム:毎分0.65マイクロモル
トリメチルインジウムアダクト:毎分30マイクロモル
である。
アンモニア:毎分2リットル
トリメチルガリウム:毎分1.5マイクロモル
トリメチルアルミニウム:毎分0.52マイクロモル
トリメチルインジウムアダクト:毎分53マイクロモル
である。
Claims (10)
- InAlGaN半導体層を含む発光領域と、
p型ドーパント添加の第1のAlX1Ga1−X1N半導体(0≦X1≦1)層と、
前記第1のAlX1Ga1−X1N半導体層のアルミニウム組成より大きいアルミニウム組成を有する第2のAlX2Ga1−X2N半導体(0≦X2≦1)層と
を備え、
前記第2のAlX2Ga1−X2N半導体(0≦X2≦1)層は、前記InAlGaN半導体層と前記第1のAlX1Ga1−X1N半導体層との間に設けられており、
前記第2のAlX2Ga1−X2N半導体層のp型ドーパント濃度は前記第1のAlX1Ga1−X1N半導体層のp型ドーパント濃度より小さい、半導体発光素子。 - 前記第2のAlX2Ga1−X2N半導体層の厚さは、5ナノメートル以上である、請求項1に記載された半導体発光素子。
- InAlGaN半導体層を含む発光領域と、
p型ドーパント添加の第1のAlX1Ga1−X1N半導体(0≦X1≦1)層と、
前記第1のAlX1Ga1−X1N半導体層のp型ドーパント濃度より小さいp型ドーパント濃度を有する第2のAlX2Ga1−X2N半導体(0≦X2≦1)層と
を備え、
前記第2のAlX2Ga1−X2N半導体(0≦X2≦1)層は、前記InAlGaN半導体層と前記第1のAlX1Ga1−X1N半導体層との間に設けられた、半導体発光素子。 - 前記第1のAlX1Ga1−X1N半導体層と前記発光領域との間の前記第2のAlX2Ga1−X2N半導体層には、p型ドーパント濃度が3×1018cm−3以下である領域があり、
該領域の厚さは、1ナノメートル以上である、請求項3に記載された半導体発光素子。 - 前記第1のAlX1Ga1−X1N半導体層は、p型ドーパントのマグネシウムを含み、
前記第1のAlX1Ga1−X1N半導体層は、マグネシウム濃度が1×1019cm−3より大きい領域を含む、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載された半導体発光素子。 - 前記第2のAlX2Ga1−X2N半導体層は、p型ドーパントのマグネシウムを含んでおり、
前記発光領域と前記第2のAlX2Ga1−X2N半導体層との境界におけるマグネシウム濃度は、3×1018cm−3より小さい、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載された半導体発光素子。 - 前記第1のAlX1Ga1−X1N半導体層のp型ドーパント濃度の最大値は、1×1020cm−3以上であり、
前記発光領域と前記第2のAlX2Ga1−X2N半導体層との境界におけるp型ドーパント濃度は3×1018cm−3以下である、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載された半導体発光素子。 - III族窒化物から成る支持基体を更に備え、
前記発光領域、前記第1のAlX1Ga1−X1N半導体層、および前記第2のAlX2Ga1−X2N半導体層は、前記支持基体上に設けられている、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載された半導体発光素子。 - 前記第2のAlX2Ga1−X2N半導体層は、アンドープ層として形成される、請求項1から請求項8にいずれか一項に記載された半導体発光素子。
- 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載された半導体発光素子を製造する方法であって、
発光領域のためのアンドープInAlGaN半導体膜を形成する工程と、
前記InAlGaN半導体膜上にアンドープAlX2Ga1−X2N半導体(0≦X2≦1)膜を形成する工程と、
前記アンドープAlX2Ga1−X2N半導体膜上にp型AlX1Ga1−X1N半導体(0≦X1≦1)膜および一または複数の窒化ガリウム系半導体膜を形成し、これによって前記p型AlX1Ga1−X1N半導体膜のp型ドーパントが前記アンドープAlX2Ga1−X2N半導体膜に拡散される工程と
を備える、方法。
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