JP2011066456A - p型活性層を有するIII族窒化物発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】n型層、p型層、及び、p型層とn型層との間で発光することができる活性領域を含むIII族窒化物発光装置。活性領域は、少なくとも1つの付加的なp型層を含む。活性領域のp型層は、量子井戸層又はバリア層とすることができる。いくつかの実施形態では、活性領域の量子井戸層及びバリア層の両方ともp型である。いくつかの実施形態では、活性領域のp型層の平均転位密度は、約5×108cm-2よりも小さい。
【選択図】図3
Description
いくつかの実施形態では、活性領域のp型層の平均転位密度は、約5×108cm-2よりも小さい。低い欠陥密度で活性層にp型層を作るためのいくつかの方法が開示されている。第1に、デバイス層を低い欠陥密度でAlInGaN基板上に作ることができる。第2に、デバイス層を、水素化物気相成長によって形成された厚いAlInGaN層上に作ることができる。第3に、デバイス層を、エピタキシャル側方過成長によって形成されたAlInGaN層上に作ることができる。
以下に本発明の実施態様を記載する。
〔態様1〕n型層と、第1のp型層と、前記n型層と前記p型層との間に配置され、少なくとも、約5×108cm-2よりも小さい平均転位密度を有する第2のp型層を有する、光を発することができる活性領域と、を含むことを特徴とするIII族窒化物発光装置。
〔態様2〕前記第2のp型層は、AlxInyGazNを含み、ただし、0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1,x+y+z=1であることを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様3〕前記活性領域は、少なくとも1つのバリア層で分離された複数の量子井戸を含み、前記第2のp型層は、少なくとも1つの量子井戸を含む、ことを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様4〕前記活性領域は、少なくとも1つのバリア層で分離された複数の量子井戸を含み、前記第2のp型層は、少なくとも1つのバリア層を含む、ことを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様5〕前記第2のp型層の平均転位密度は、約108cm-2よりも小さいことを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様6〕前記第2のp型層の平均転位密度は、約107cm-2よりも小さいことを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様7〕前記第2のp型層の正孔濃度は、約1015cm-3と約1019cm-3との間であることを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様8〕前記第2のp型層の正孔濃度は、約1016cm-3と約1018cm-3との間であることを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様9〕前記第2のp型層は、約1017cm-3と約1021cm-3との間の濃度までMgでドープされることを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様10〕前記第2のp型層は、約1018cm-3と約1020cm-3との間の濃度までMgでドープされることを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様11〕前記活性領域は、少なくとも1つのバリア層で分離された複数の量子井戸を含み、前記複数の量子井戸層は、0≦y≦0.3のAlxInyGazNであり、前記複数の量子井戸層の厚さは、約10オングストロームから約50オングストロームの範囲である、ことを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様12〕前記バリア層のIn組成は、前記量子井戸層のIn組成よりも少なく、
前記バリア層の厚さは、約10オングストロームから約300オングストロームの範囲である、ことを特徴とする態様11に記載の発光装置。
〔態様13〕前記活性領域は、少なくとも1つのバリア層で分離された複数の量子井戸を含み、前記量子井戸層の各々と前記少なくとも1つのバリア層は、p型である、ことを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様14〕GaNを有する成長基板を更に含むことを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様15〕前記n型層に接続された第1のコンタクトと、前記p型層に接続された第2のコンタクトと、を更に含むことを特徴とする態様1に記載の発光装置。
〔態様16〕前記第1のコンタクトに電気的に接続された第1のリードと、前記第2のコンタクトに電気的に接続された第2のリードと、前記活性領域の上に重なるレンズと、を更に含むことを特徴とする態様15に記載の発光装置。
〔態様17〕前記第1のコンタクト及び前記第2のコンタクトは、装置の同じ側に形成されることを特徴とする態様15に記載の発光装置。
〔態様18〕前記第1のコンタクト及び前記第2のコンタクトは、装置の各反対側に形成されることを特徴とする態様15に記載の発光装置。
〔態様19〕成長基板を準備する段階と、前記基板の上に重なるn型層を形成する段階と、第1のp型層を含み、欠陥密度が約5×108cm-2よりも小さく、前記n型層の上に重なった、光を発することができる活性領域を形成する段階と、前記活性領域の上に重なるp型層を形成する段階と、を含むことを特徴とする、III族窒化物発光装置を作る方法。
〔態様20〕成長基板を準備する段階は、欠陥密度が約107cm-2よりも小さいGaN基板を準備する段階を含むことを特徴とする態様19に記載の方法。
〔態様21〕前記成長基板と前記n型層との間に、水素化物気相成長により、約107cm-2よりも小さい欠陥密度と、約5ミクロンと約500ミクロンとの間の厚さとを有するGaN層を形成する段階、を更に含むことを特徴とする態様19に記載の方法。
〔態様22〕前記成長基板と前記n型層との間に、エピタキシャル側方過成長により、約107cm-2よりも小さい欠陥密度を有するGaN層を形成する段階、
を更に含むことを特徴とする態様19に記載の方法。
11 n型層
12 活性領域
13 バリア層
14 量子井戸
15 p型層
Claims (15)
- n型層と、
第1のp型層と、
前記n型層と前記第1のp型層との間に配置され、5×108cm-2よりも小さい平均転位密度を有する第2のp型層を有する、光を発することができる活性領域と、を含み、
前記第2のp型層が量子井戸を含むことを特徴とするIII族窒化物発光装置。 - 前記第2のp型層は、AlxInyGazNを含み、ただし、0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1,x+y+z=1であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第2のp型層の平均転位密度は、108cm-2よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第2のp型層の正孔濃度は、1015cm-3と1019cm-3との間であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第2のp型層は、1017cm-3と1021cm-3との間の濃度までMgでドープされることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記活性領域は、少なくとも1つのバリア層で分離された複数の量子井戸を含み、
前記複数の量子井戸層は、0≦x≦1,0≦y≦0.3,0≦z≦1,x+y+z=1のAlxInyGazNであり、
前記複数の量子井戸層の厚さは、10オングストロームから50オングストロームの範囲である、
ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記バリア層のIn組成は、前記量子井戸層のIn組成よりも少なく、
前記バリア層の厚さは、10オングストロームから300オングストロームの範囲である、
ことを特徴とする請求項6に記載の発光装置。 - 前記活性領域は、少なくとも1つのバリア層で分離された複数の量子井戸を含み、
前記量子井戸層の各々と前記少なくとも1つのバリア層は、p型である、
ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記n型層に接続された第1のコンタクトと、
前記p型層に接続された第2のコンタクトと、
を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記第1のコンタクトに電気的に接続された第1のリードと、
前記第2のコンタクトに電気的に接続された第2のリードと、
前記活性領域の上に重なるレンズと、
を更に含むことを特徴とする請求項9に記載の発光装置。 - 前記第1のコンタクト及び前記第2のコンタクトは、装置の同じ側に形成されることを特徴とする請求項9に記載の発光装置。
- 前記第1のコンタクト及び前記第2のコンタクトは、装置の各反対側に形成されることを特徴とする請求項9に記載の発光装置。
- n型層と、
第1のp型層と、
前記n型層と前記第1のp型層との間に配置され、バリア層で分離された多重量子井戸層から成り、5×108cm-2よりも小さい平均転位密度を有する第2のp型層を有する、光を発することができる活性領域と、
を含み、
前記第2のp型層は、量子井戸を含み、
異なる量子井戸間で正孔濃度が異なっていることを特徴とするIII族窒化物発光装置。 - 前記活性領域の全ての層がp型であることを特徴とする請求項13に記載の発光装置。
- 前記活性領域内に位置するp−n接合を更に含むことを特徴とする請求項13に記載の発光装置。
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