JP2011138891A5 - - Google Patents

Claims (13)

1. 半極性面を主面とする窒化物半導体基板と、前記窒化物半導体基板の主面上に形成されたｎ側窒化物半導体層と、前記ｎ側窒化物半導体層の上に形成された窒化物半導体から成る発光層を有する活性層と、前記活性層の上に形成されたｐ側窒化物半導体層と、を備えた窒化物半導体素子であって、
   前記ｎ側窒化物半導体層は、Ｉｎ_aＡｌ_bＧａ_１−a−bＮ（０＜a＜１、０＜ｂ＜１、０＜ａ＋ｂ≦１）から成る、ＩｎとＡｌを含むｎ側窒化物半導体層を有し、
   前記ＩｎとＡｌを含むｎ側窒化物半導体層におけるＡｌの混晶比ｂが０．１以上であり、かつ、
   Ｉｎの混晶比を横軸としＡｌの混晶比を縦軸とする座標系において、前記ＩｎとＡｌを含むｎ側窒化物半導体層のＩｎの混晶比ａとＡｌ混晶比ｂを示す座標（ａ，ｂ）が式１で表される直線ＯＡと式２で表されるＯＢによって挟まれた領域内にあることを特徴とする窒化物半導体素子。
   （Ａｌ混晶比ｂ）＝６×（Ｉｎ混晶比ａ） （式１）
   （Ａｌ混晶比ｂ）＝３×（Ｉｎ混晶比ａ）（式２）
2. 前記ｐ側窒化物半導体層の上にｐ側電極が形成されており、
   前記ｐ側電極として、前記ｐ側窒化物半導体層よりも屈折率の低い導電性酸化物層が形成され、前記導電性酸化物層が実質的に光閉じ込め層として機能することを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体素子。
3. 半極性面を主面とする窒化物半導体基板と、前記窒化物半導体基板の主面上に形成されたｎ側窒化物半導体層と、前記ｎ側窒化物半導体層の上に形成された窒化物半導体層から成る発光層を有する活性層と、前記活性層の上に形成されたｐ側窒化物半導体層と、前記ｐ側窒化物半導体層の上に形成されたｐ側電極とを備えた窒化物半導体素子であって、
   前記ｎ側窒化物半導体層は、Ｉｎ_aＡｌ_bＧａ_１−a−bＮ（０＜a＜１、０＜ｂ＜１、０＜ａ＋ｂ≦１）から成る、ＩｎとＡｌを含むｎ側窒化物半導体層を有し、
   前記ｐ側電極として、前記ｐ側窒化物半導体層よりも屈折率の低い導電性酸化物層が形成され、前記導電性酸化物層が実質的に光閉じ込め層として機能することを特徴とする窒化物半導体素子。
4. 前記ＩｎとＡｌを含むｎ側窒化物半導体層のＡｌ混晶比ｂが０．２以上であり、Ｉｎの混晶比ａが０．３ｂ以下であることを特徴とする請求項３に記載の窒化物半導体素子。
5. 最もｎ側にある前記発光層からｎ側において光閉じ込め層として機能する層までの距離ｄ_ｎを、最もｐ側にある前記発光層から前記導電性酸化物層までの距離ｄ_ｐよりも３０ｎｍ以上大きくしたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の窒化物半導体素子。
6. 前記導電性酸化物が、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｓｎ及びＭｇから成る群から選択された少なくとも１種を含む酸化物であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の窒化物半導体素子。
7. 前記導電性酸化物が、ＩＴＯであることを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体素子。
8. 前記ｎ側窒化物半導体層は、前記ＩｎとＡｌを含むｎ側窒化物半導体層と前記活性層の間に、前記ＩｎとＡｌを含むｎ側窒化物半導体層よりもバンドギャップが小さく、前記活性層中の前記発光層よりもバンドギャップの大きな第２のｎ側窒化物半導体層を有し、
   前記第２のｎ側窒化物半導体層の上下にある界面は、前記ＩｎとＡｌを含むｎ側窒化物半導体層に近い側の第１の界面に線欠陥が発生しており、前記活性層に近い側の第２の界面には実質的に線欠陥が発生していないか、又は、前記第１の界面よりも線欠陥が少ないことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の窒化物半導体素子。
9. 前記窒化物半導体素子は、窒化物半導体レーザダイオードであり、
   前記ｐ側窒化物半導体層は、Ｉｎ_a'Ａｌ_b'Ｇａ_{１−a'−b'}Ｎ（０＜a'＜１、０＜ｂ'＜１、０＜ａ'＋ｂ'≦１）から成るＩｎとＡｌを含むｐ側窒化物半導体層と、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＧａＮから成る群から選択された１種とを交互に積層し、ｐ型不純物を含むｐ側超格子層を有することを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体素子。
10. 前記ＩｎとＡｌを含むｎ側窒化物半導体層の膜厚が、４００ｎｍ以上、２０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の窒化物半導体素子。
11. 前記窒化物半導体素子は、窒化物半導体レーザダイオードであり、該窒化物半導体レーザダイオードの発振波長は、５００ｎｍ以上、５８０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の窒化物半導体素子。
12. 前記半極性面は、{１１−２ｎ}面（ただしｎは０以外の整数又はｎ=±1/2、±1/3、±1/4）又は{１−１０ｍ}面（ただし、ｍは０以外の整数又はm=±1/2、±1/3、±1/4）であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の窒化物半導体素子。
13. 請求項１乃至１２のいずれかに記載された波長５００〜５８０ｎｍで発振する窒化物半導体レーザダイオードである窒化物半導体素子と、波長４４０〜４８０ｎｍで発振する窒化物半導体レーザダイオードと、波長６００〜６６０ｎｍで発振する半導体レーザダイオードとを有するディスプレイ装置。