JP2018064061A - Semiconductor light-emitting element, illuminating device, head light, movable body, illuminating device, video device, projection type image display device and projector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light-emitting device which enables the reduction in operation voltage.SOLUTION: The above problem is solved by a semiconductor light-emitting device comprising: a first semiconductor laminate structure formed from a group XIII nitride semiconductor and including an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer; a second semiconductor laminate structure formed from a group XIII nitride semiconductor, connected with the first semiconductor laminate structure, and forming a 2D hole gas, in which the 2D hole gas makes a current path; an n-side electrode connected to the first semiconductor laminate structure; and a p-side electrode connected to the second semiconductor laminate structure.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体発光素子、照明装置、ヘッドライト、移動体、イルミネーション装置、映像装置、投射型映像装置及びプロジェクターに関する。   The present invention relates to a semiconductor light emitting element, a lighting device, a headlight, a moving body, an illumination device, a video device, a projection type video device, and a projector.

従来から、13族窒化物半導体を用いた発光ダイオードや半導体レーザが知られている。半導体レーザとしては、例えば電流狭窄部の側面を誘電体多層膜からなるDBRで覆い、横方向の光の閉じ込めを行うことで光損失を効果的に低減させる構造を具備する面発光レーザが開示されている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, light emitting diodes and semiconductor lasers using group 13 nitride semiconductors are known. As a semiconductor laser, for example, a surface emitting laser having a structure in which the side of the current confinement portion is covered with a DBR made of a dielectric multilayer film and light loss is effectively reduced by confining light in the lateral direction is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1).

また、例えば共振器中の定在波のピーク位置に複数の活性層を配置する周期利得構造の面発光レーザが開示されている(例えば、特許文献2参照)。この面発光レーザでは、活性層の間に形成する中間層を、Mgドープ層、Inを含む窒化物半導体の順に積層した構造としている。   Further, for example, a surface-emitting laser having a periodic gain structure in which a plurality of active layers are arranged at peak positions of standing waves in a resonator is disclosed (for example, see Patent Document 2). This surface emitting laser has a structure in which an intermediate layer formed between active layers is laminated in the order of an Mg doped layer and a nitride semiconductor containing In.

また、例えば透光性電極の外周に導電性材料を配置し、活性層への電流注入を均一にする構造を具備した面発光レーザが開示されている(例えば、特許文献3参照)。   Further, for example, a surface emitting laser having a structure in which a conductive material is disposed on the outer periphery of a translucent electrode to make current injection into an active layer uniform is disclosed (for example, see Patent Document 3).

ところで、従来の面発光レーザでは、p側電極として、ZnO、In、SnO、ATO、ITO、MgO、Ni/Au等の透光性電極が使用されている。これらの透光性電極は、光を少なからず吸収してしまうため、その厚さを厚くすることができない。そのため、積層構造の積層方向と垂直な方向に電流を流す場合、抵抗が高くなり、動作電圧の上昇を招いていた。 Incidentally, in the conventional surface emitting laser, a p-side electrode, ZnO, In 2 O 3, SnO 2, ATO, ITO, MgO, is translucent electrode such as Ni / Au are used. Since these translucent electrodes absorb light not a little, the thickness cannot be increased. For this reason, when a current is passed in a direction perpendicular to the stacking direction of the stacked structure, the resistance increases and the operating voltage increases.

そこで、上記課題を鑑み、動作電圧を低減することが可能な半導体発光素子を提供することを目的とする。   Then, in view of the said subject, it aims at providing the semiconductor light-emitting device which can reduce an operating voltage.

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る半導体発光素子は、13族窒化物半導体により形成された第1の半導体積層構造であって、n型半導体層、活性層及びp型半導体層を含む第1の半導体積層構造と、13族窒化物半導体により形成された第2の半導体積層構造であって、前記第1の半導体積層構造と接続され、二次元正孔ガスを形成する積層構造を有し、前記二次元正孔ガスを電流経路とする第2の半導体積層構造と、前記第1の半導体積層構造に接続されたn側電極と、前記第2の半導体積層構造に接続されたp側電極と、を有する。   In order to achieve the above object, a semiconductor light emitting device according to one embodiment of the present invention has a first semiconductor stacked structure formed of a group 13 nitride semiconductor, and includes an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer. And a second semiconductor multilayer structure formed of a group 13 nitride semiconductor, the multilayer structure being connected to the first semiconductor multilayer structure and forming a two-dimensional hole gas A second semiconductor multilayer structure using the two-dimensional hole gas as a current path, an n-side electrode connected to the first semiconductor multilayer structure, and connected to the second semiconductor multilayer structure p-side electrode.

開示の技術によれば、動作電圧を低減することが可能な半導体発光素子を提供することができる。   According to the disclosed technology, it is possible to provide a semiconductor light emitting element capable of reducing the operating voltage.

本発明の実施形態の半導体発光素子の一例を示す概略断面図Schematic sectional view showing an example of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention 第1の半導体積層構造の一例を示す概略断面図(1)Schematic sectional view showing an example of a first semiconductor laminated structure (1) 第1の半導体積層構造の一例を示す概略断面図(2)Schematic sectional view showing an example of a first semiconductor laminated structure (2) 第2の半導体積層構造の一例を示す概略断面図Schematic sectional view showing an example of the second semiconductor laminated structure p側電極の配置を説明するための概略断面図Schematic sectional view for explaining the arrangement of the p-side electrode 本発明の実施形態の半導体発光素子の別の例を示す概略断面図(1)Schematic sectional view (1) showing another example of the semiconductor light emitting device of the embodiment of the present invention 本発明の実施形態の半導体発光素子の別の例を示す概略断面図(2)Schematic sectional drawing (2) which shows another example of the semiconductor light-emitting device of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の半導体発光素子の別の例を示す概略断面図(3)Schematic sectional view (3) showing another example of the semiconductor light emitting device of the embodiment of the present invention 実施例1の半導体発光素子を説明するための図The figure for demonstrating the semiconductor light-emitting device of Example 1. FIG. 実施例2の半導体発光素子を説明するための図The figure for demonstrating the semiconductor light-emitting device of Example 2. FIG. 実施例3の半導体発光素子を説明するための図The figure for demonstrating the semiconductor light-emitting device of Example 3. 実施例4の半導体発光素子を説明するための図The figure for demonstrating the semiconductor light-emitting device of Example 4. 実施例5の半導体発光素子を説明するための図FIG. 6 is a diagram for explaining a semiconductor light emitting device of Example 5; 実施例6の半導体発光素子を説明するための図The figure for demonstrating the semiconductor light-emitting device of Example 6. 実施例7の半導体発光素子を説明するための図The figure for demonstrating the semiconductor light-emitting device of Example 7.

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the substantially same structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

本発明の実施形態の半導体発光素子について説明する。図1は、本発明の実施形態の半導体発光素子の一例を示す概略断面図である。図2及び図3は、第1の半導体積層構造の一例を示す概略断面図である。図4は、第2の半導体積層構造の一例を示す概略断面図である。図5は、p側電極の配置を説明するための概略断面図である。   A semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are schematic cross-sectional views showing an example of the first semiconductor multilayer structure. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the second semiconductor multilayer structure. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the arrangement of the p-side electrode.

図1に示されるように、本発明の実施形態の半導体発光素子は、第1の半導体積層構造10と、第2の半導体積層構造20と、n側電極30と、p側電極40とを有する。第1の半導体積層構造10は、n型半導体層11、活性層12及びp型半導体層13を含む。第2の半導体積層構造20は、第1の13族窒化物半導体21及び第2の13族窒化物半導体22を含む。半導体発光素子は、n側電極30とp側電極40と間に電圧が印加されることにより、活性層12に電子と正孔を注入され、電子と正孔との再結合によって発光する。   As shown in FIG. 1, the semiconductor light emitting device of the embodiment of the present invention includes a first semiconductor multilayer structure 10, a second semiconductor multilayer structure 20, an n-side electrode 30, and a p-side electrode 40. . The first semiconductor multilayer structure 10 includes an n-type semiconductor layer 11, an active layer 12, and a p-type semiconductor layer 13. The second semiconductor multilayer structure 20 includes a first group 13 nitride semiconductor 21 and a second group 13 nitride semiconductor 22. When a voltage is applied between the n-side electrode 30 and the p-side electrode 40, the semiconductor light emitting element injects electrons and holes into the active layer 12, and emits light by recombination of the electrons and holes.

第1の半導体積層構造10は、13族窒化物半導体により形成された半導体積層構造であって、n型半導体層11、活性層12及びp型半導体層13を含む。13族窒化物半導体は、ボロン(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)の13族金属元素から選択される13族金属と窒素とからなるウルツ鉱型の窒化物半導体である。   The first semiconductor multilayer structure 10 is a semiconductor multilayer structure formed of a group 13 nitride semiconductor, and includes an n-type semiconductor layer 11, an active layer 12, and a p-type semiconductor layer 13. The group 13 nitride semiconductor is a wurtzite nitride semiconductor composed of a group 13 metal selected from a group 13 metal element of boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), and indium (In) and nitrogen. It is.

本発明の実施形態では、13族窒化物半導体の極性面であるc面の窒素極性面から13族金属極性面に向かう方向を13族金属方向(+c軸方向(<0001>方向))と称する。また、13族窒化物半導体の極性面であるc面の13族金属極性面から窒素極性面に向かう方向を窒素極性方向(−c軸方向(<000−1>方向))と称する。また、+c軸方向に結晶成長させる場合を13族金属面成長(例えばGa面成長)、−c軸方向に結晶成長させる場合を窒素面成長と称する。   In the embodiment of the present invention, the direction from the nitrogen polar face of the c-plane, which is the polar face of the group 13 nitride semiconductor, to the group 13 metal polar face is referred to as a group 13 metal direction (+ c-axis direction (<0001> direction)). . In addition, a direction from the group 13 metal polar surface of the c-plane, which is a polar surface of the group 13 nitride semiconductor, to the nitrogen polar surface is referred to as a nitrogen polar direction (−c axis direction (<000-1> direction)). Further, the case of crystal growth in the + c axis direction is referred to as group 13 metal surface growth (for example, Ga surface growth), and the case of crystal growth in the −c axis direction is referred to as nitrogen surface growth.

n型半導体層11、活性層12及びp型半導体層13の積層方向は、活性層12に電子及び正孔が注入され、それらの再結合によって発光する構造であれば、特に限定するものではない。例えば、図2に示されるように、+c軸方向に沿ってn型半導体層11、活性層12及びp型半導体層13の順であってもよく、図3に示されるように、+c軸方向に沿ってp型半導体層13、活性層12及びn型半導体層11の順であってもよい。   The stacking direction of the n-type semiconductor layer 11, the active layer 12, and the p-type semiconductor layer 13 is not particularly limited as long as electrons and holes are injected into the active layer 12 and light is emitted by recombination thereof. . For example, as shown in FIG. 2, the n-type semiconductor layer 11, the active layer 12, and the p-type semiconductor layer 13 may be arranged in the order along the + c-axis direction. As shown in FIG. The p-type semiconductor layer 13, the active layer 12, and the n-type semiconductor layer 11 may be in this order.

第2の半導体積層構造20は、13族窒化物半導体により形成された半導体積層構造であって、第1の半導体積層構造10と接続され、二次元正孔ガス23を形成する積層構造を有し、二次元正孔ガス23を電流経路とする。なお、二次元正孔ガスが形成されていることは、第2の半導体積層構造20のバンド計算をすることで確認することができる。第2の半導体積層構造20は、図4(a)に示されるように、+c軸方向に沿って第1の13族窒化物半導体21及び第2の13族窒化物半導体22が連続して積層された構造を含む。   The second semiconductor multilayer structure 20 is a semiconductor multilayer structure formed of a group 13 nitride semiconductor and has a multilayer structure that is connected to the first semiconductor multilayer structure 10 and forms the two-dimensional hole gas 23. The two-dimensional hole gas 23 is used as a current path. The formation of the two-dimensional hole gas can be confirmed by performing a band calculation of the second semiconductor multilayer structure 20. As shown in FIG. 4A, the second semiconductor stacked structure 20 includes a first group 13 nitride semiconductor 21 and a second group 13 nitride semiconductor 22 stacked in succession along the + c-axis direction. Including a structured.

第1の13族窒化物半導体21は、高抵抗なi型半導体である。第2の13族窒化物半導体22は、アンドープのn型又はp型の半導体である。第1の13族窒化物半導体21と第2の13族窒化物半導体22とは格子定数が異なり、第1の13族窒化物半導体21と第2の13族窒化物半導体22との格子歪によって第1の13族窒化物半導体21にはピエゾ電界が発生する。これにより、第1の13族窒化物半導体21は、c面の13族金属極性面21a側が負に、窒素極性面21b側が正になるように分極している。そして、図4(b)に示されるように、第2の13族窒化物半導体22の、第1の13族窒化物半導体21と第2の13族窒化物半導体22との界面近傍には、第1の13族窒化物半導体21の分極によって誘起された高濃度の二次元正孔ガス23が形成されている。   The first group 13 nitride semiconductor 21 is a high-resistance i-type semiconductor. The second group 13 nitride semiconductor 22 is an undoped n-type or p-type semiconductor. The first group 13 nitride semiconductor 21 and the second group 13 nitride semiconductor 22 have different lattice constants, and are caused by the lattice strain between the first group 13 nitride semiconductor 21 and the second group 13 nitride semiconductor 22. A piezoelectric field is generated in the first group 13 nitride semiconductor 21. Thus, the first group 13 nitride semiconductor 21 is polarized so that the c-plane group 13 metal polar surface 21a side is negative and the nitrogen polar surface 21b side is positive. Then, as shown in FIG. 4B, in the vicinity of the interface between the first group 13 nitride semiconductor 21 and the second group 13 nitride semiconductor 22 of the second group 13 nitride semiconductor 22, A high concentration two-dimensional hole gas 23 induced by the polarization of the first group 13 nitride semiconductor 21 is formed.

第1の13族窒化物半導体21の格子定数及び第2の13族窒化物半導体22の格子定数は、両者の格子定数の差による歪によって第1の13族窒化物半導体21に発生するピエゾ電界を大きくし、二次元正孔ガス23の濃度が大きくなるように適宜調整される。好適には、第1の13族窒化物半導体21の格子定数よりも、第2の13族窒化物半導体22の格子定数の方が大きくなるように調整するのがよい。   The lattice constant of the first group 13 nitride semiconductor 21 and the lattice constant of the second group 13 nitride semiconductor 22 are the piezo electric field generated in the first group 13 nitride semiconductor 21 due to the strain caused by the difference between the two lattice constants. Is adjusted as appropriate so that the concentration of the two-dimensional hole gas 23 is increased. Preferably, the lattice constant of the second group 13 nitride semiconductor 22 is adjusted to be larger than the lattice constant of the first group 13 nitride semiconductor 21.

第1の13族窒化物半導体21の厚さ及び第2の13族窒化物半導体22の厚さは、クラックが発生しない程度に歪を大きくし、二次元正孔ガス23の濃度が大きくなるように適宜調整される。   The thickness of the first group 13 nitride semiconductor 21 and the thickness of the second group 13 nitride semiconductor 22 are increased so that cracks do not occur, and the concentration of the two-dimensional hole gas 23 increases. Is adjusted as appropriate.

n側電極30は、第1の半導体積層構造10に接続されている。より具体的には、n側電極30は、第1の半導体積層構造10のn型半導体層11に接続されている。   The n-side electrode 30 is connected to the first semiconductor multilayer structure 10. More specifically, the n-side electrode 30 is connected to the n-type semiconductor layer 11 of the first semiconductor multilayer structure 10.

p側電極40は、第2の半導体積層構造20に接続されている。より具体的には、p側電極40は、図5(a)に示されるように、第2の13族窒化物半導体22上に形成されていてもよく、図5(b)に示されるように、第2の13族窒化物半導体22の上にp型半導体24を介して形成されていてもよい。また、p側電極40は、図5(c)に示されるように、第1の13族窒化物半導体21上に、第1の13族窒化物半導体21と第2の13族窒化物半導体22との界面に接触するように形成されていてもよい。   The p-side electrode 40 is connected to the second semiconductor multilayer structure 20. More specifically, the p-side electrode 40 may be formed on the second group 13 nitride semiconductor 22 as shown in FIG. 5A, as shown in FIG. 5B. Further, it may be formed on the second group 13 nitride semiconductor 22 via the p-type semiconductor 24. Further, as shown in FIG. 5C, the p-side electrode 40 is formed on the first group 13 nitride semiconductor 21 and the second group 13 nitride semiconductor 22 on the first group 13 nitride semiconductor 21. It may be formed so as to be in contact with the interface.

そして、図1に示されるように、第2の半導体積層構造20の電流経路の一部が第2の13族窒化物半導体22に形成された二次元正孔ガス23となる。二次元正孔ガス23の部分では、電流は第1の13族窒化物半導体21と第2の13族窒化物半導体22との界面に平行に流れる。二次元正孔ガス23が電流経路になることによって、第2の13族窒化物半導体22の二次元正孔ガスが形成されていないバルク部分やp型半導体層13を横方向(積層方向に垂直な方向)に電流が流れる場合と比較して、半導体発光素子の抵抗を低くすることができる。なお、図1においては、電流の流れを矢印Aで表している。   As shown in FIG. 1, a part of the current path of the second semiconductor stacked structure 20 becomes a two-dimensional hole gas 23 formed in the second group 13 nitride semiconductor 22. In the portion of the two-dimensional hole gas 23, the current flows parallel to the interface between the first group 13 nitride semiconductor 21 and the second group 13 nitride semiconductor 22. When the two-dimensional hole gas 23 becomes a current path, the bulk portion of the second group 13 nitride semiconductor 22 where the two-dimensional hole gas is not formed and the p-type semiconductor layer 13 are laterally (perpendicular to the stacking direction). The resistance of the semiconductor light emitting element can be reduced as compared with the case where current flows in the right direction). In FIG. 1, the current flow is indicated by an arrow A.

このように、第1の半導体積層構造10及び第2の半導体積層構造20は、n側電極30とp側電極40によって活性層12が挟まれるように接合している。第1の半導体積層構造10と第2の半導体積層構造20との接合の形態については、第1の半導体積層構造10と第2の半導体積層構造20とが電気的に接続され、電流が流れる構造であれば特に限定されるものではない。例えば、第1の半導体積層構造10に含まれるp型半導体層13と、第2の半導体積層構造20に含まれる第2の13族窒化物半導体22とが接合される。このとき、第1の半導体積層構造10の+c軸方向の側に第2の半導体積層構造20が積層されていてもよく、第1の半導体積層構造10の−c軸方向の側に第2の半導体積層構造20が積層されていてもよい。また、第1の半導体積層構造10のc軸方向と第2の半導体積層構造20のc軸方向とは、同一方向であってもよく、反対方向であってもよい。   As described above, the first semiconductor multilayer structure 10 and the second semiconductor multilayer structure 20 are joined so that the active layer 12 is sandwiched between the n-side electrode 30 and the p-side electrode 40. As for the form of bonding between the first semiconductor multilayer structure 10 and the second semiconductor multilayer structure 20, the first semiconductor multilayer structure 10 and the second semiconductor multilayer structure 20 are electrically connected, and a current flows. If it is, it will not specifically limit. For example, the p-type semiconductor layer 13 included in the first semiconductor multilayer structure 10 and the second group 13 nitride semiconductor 22 included in the second semiconductor multilayer structure 20 are joined. At this time, the second semiconductor stacked structure 20 may be stacked on the + c axis direction side of the first semiconductor stacked structure 10, and the second semiconductor stacked structure 10 may be stacked on the −c axis direction side of the first semiconductor stacked structure 10. The semiconductor multilayer structure 20 may be laminated. Further, the c-axis direction of the first semiconductor multilayer structure 10 and the c-axis direction of the second semiconductor multilayer structure 20 may be the same direction or opposite directions.

図1に示されるように、第1の半導体積層構造10の窒素極性面の側に第2の半導体積層構造20がc軸方向を同一方向にして形成されている場合、第2の半導体積層構造20の第2の13族窒化物半導体22上に、第1の半導体積層構造10を積層してもよい。この構造の半導体発光素子では、n側電極30とp側電極40との間に電圧を印加すると、電流は、p側電極40から第2の半導体積層構造20の第2の13族窒化物半導体22に形成された二次元正孔ガス23を通る。二次元正孔ガス23を通った電流は、第2の13族窒化物半導体22から、第1の半導体積層構造10のp型半導体層13に流れ、活性層12、n型半導体層11及びn側電極30の順に流れる。そして、活性層12に正孔と電子が注入されて再結合により発光する。   As shown in FIG. 1, when the second semiconductor multilayer structure 20 is formed on the nitrogen polar face side of the first semiconductor multilayer structure 10 with the c-axis direction being the same direction, the second semiconductor multilayer structure The first semiconductor stacked structure 10 may be stacked on the 20 second group 13 nitride semiconductor 22. In the semiconductor light emitting device having this structure, when a voltage is applied between the n-side electrode 30 and the p-side electrode 40, the current flows from the p-side electrode 40 to the second group 13 nitride semiconductor of the second semiconductor multilayer structure 20. It passes through the two-dimensional hole gas 23 formed on the surface 22. The current passing through the two-dimensional hole gas 23 flows from the second group 13 nitride semiconductor 22 to the p-type semiconductor layer 13 of the first semiconductor stacked structure 10, and the active layer 12, the n-type semiconductor layer 11, and n It flows in the order of the side electrodes 30. Then, holes and electrons are injected into the active layer 12 to emit light by recombination.

図6から図8は、本発明の実施形態の半導体発光素子の別の例を示す概略断面図である。なお、図6から図8においては、電流の流れを矢印Aで表している。   6 to 8 are schematic cross-sectional views showing other examples of the semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention. 6 to 8, the current flow is indicated by an arrow A.

図6に示されるように、第1の半導体積層構造10の13族金属極性面の側に、第2の半導体積層構造20がc軸方向を第1の半導体積層構造10に対し反対方向にして形成されていてもよい。この場合、第1の半導体積層構造10のp型半導体層13上に第2の半導体積層構造20の第2の13族窒化物半導体22を積層してもよい。そして、第1の半導体積層構造10と第2の半導体積層構造20の界面では、13族金属極性面から窒素極性面に極性が反転している。極性を反転させる方法は、特に限定されず、例えば結晶成長の時に13族金属面成長から窒素極性面成長に反転させる方法、第1の半導体積層構造10及び第2の半導体積層構造20のそれぞれの13族金属極性面を接合面として張り合わせる方法が挙げられる。この構造の半導体発光素子では、n側電極30とp側電極40との間に電圧を印加すると、電流は、p側電極40から第2の半導体積層構造20の第2の13族窒化物半導体22に形成された二次元正孔ガス23を通る。二次元正孔ガス23を通った電流は、第2の13族窒化物半導体22から、第1の半導体積層構造10のp型半導体層13に流れ、活性層12、n型半導体層11及びn側電極30の順に流れる。そして、活性層12に正孔と電子が注入されて再結合により発光する。   As shown in FIG. 6, the second semiconductor multilayer structure 20 has a c-axis direction opposite to the first semiconductor multilayer structure 10 on the side of the group 13 metal polar surface of the first semiconductor multilayer structure 10. It may be formed. In this case, the second group 13 nitride semiconductor 22 of the second semiconductor stacked structure 20 may be stacked on the p-type semiconductor layer 13 of the first semiconductor stacked structure 10. At the interface between the first semiconductor multilayer structure 10 and the second semiconductor multilayer structure 20, the polarity is reversed from the group 13 metal polar face to the nitrogen polar face. The method of reversing the polarity is not particularly limited. For example, each of the method of reversing from group 13 metal surface growth to nitrogen polar surface growth during crystal growth, each of the first semiconductor stacked structure 10 and the second semiconductor stacked structure 20. There is a method in which a group 13 metal polar surface is bonded as a bonding surface. In the semiconductor light emitting device having this structure, when a voltage is applied between the n-side electrode 30 and the p-side electrode 40, the current flows from the p-side electrode 40 to the second group 13 nitride semiconductor of the second semiconductor multilayer structure 20. It passes through the two-dimensional hole gas 23 formed on the surface 22. The current passing through the two-dimensional hole gas 23 flows from the second group 13 nitride semiconductor 22 to the p-type semiconductor layer 13 of the first semiconductor stacked structure 10, and the active layer 12, the n-type semiconductor layer 11, and n It flows in the order of the side electrodes 30. Then, holes and electrons are injected into the active layer 12 to emit light by recombination.

また、図7に示されるように、第1の半導体積層構造10の13族金属極性面の側に、第2の半導体積層構造20がc軸方向を第1の半導体積層構造10のc軸方向と同一方向にして積層されていてもよい。この場合、第2の半導体積層構造20の第1の13族窒化物半導体21の一部を除去して、第1の半導体積層構造10のp型半導体層13上に、第2の13族窒化物半導体22を結晶成長させてもよい。この構造の半導体発光素子では、n側電極30とp側電極40との間に電圧を印加すると、電流は、p側電極40から第2の半導体積層構造20の第2の13族窒化物半導体22に形成された二次元正孔ガス23を通る。二次元正孔ガス23を通った電流は、高抵抗の第1の13族窒化物半導体21が除去された領域で第2の13族窒化物半導体22から、第1の半導体積層構造10のp型半導体層13に流れ、活性層12、n型半導体層11及びn側電極30の順に流れる。そして、活性層12に正孔と電子が注入されて再結合により発光する。   Further, as shown in FIG. 7, the second semiconductor multilayer structure 20 has the c-axis direction on the side of the group 13 metal polar surface of the first semiconductor multilayer structure 10, and the c-axis direction of the first semiconductor multilayer structure 10. And may be laminated in the same direction. In this case, a part of the first group 13 nitride semiconductor 21 of the second semiconductor multilayer structure 20 is removed, and the second group 13 nitride is formed on the p-type semiconductor layer 13 of the first semiconductor multilayer structure 10. The physical semiconductor 22 may be crystal-grown. In the semiconductor light emitting device having this structure, when a voltage is applied between the n-side electrode 30 and the p-side electrode 40, the current flows from the p-side electrode 40 to the second group 13 nitride semiconductor of the second semiconductor multilayer structure 20. It passes through the two-dimensional hole gas 23 formed on the surface 22. The current passing through the two-dimensional hole gas 23 is generated from the second group 13 nitride semiconductor 22 in the region where the first high-resistance group 13 nitride semiconductor 21 has been removed, and p of the first semiconductor stacked structure 10. The active layer 12, the n-type semiconductor layer 11, and the n-side electrode 30 flow in this order. Then, holes and electrons are injected into the active layer 12 to emit light by recombination.

また、図8に示されるように、第1の半導体積層構造10の窒素極性面の側に、第2の半導体積層構造20がc軸の向きを第1の半導体積層構造10に対し反対方向にして積層されていてもよい。この場合、第2の半導体積層構造20の第1の13族窒化物半導体21の一部を除去して、第2の13族窒化物半導体22を露出させて第1の半導体積層構造10のp型半導体層13を結晶成長させてもよい。この構造の半導体発光素子では、n側電極30とp側電極40との間に電圧を印加すると、電流は、p側電極40から第2の半導体積層構造20の第2の13族窒化物半導体22に形成された二次元正孔ガス23を通る。二次元正孔ガス23を通った電流は、高抵抗の第1の13族窒化物半導体21が除去された領域で第2の13族窒化物半導体22から、第1の半導体積層構造10のp型半導体層13に流れ、活性層12、n型半導体層11及びn側電極30にこの順に流れる。そして、活性層12に正孔と電子が注入されて再結合により発光する。   Further, as shown in FIG. 8, the second semiconductor multilayer structure 20 has the c-axis direction opposite to the first semiconductor multilayer structure 10 on the nitrogen polar face side of the first semiconductor multilayer structure 10. May be laminated. In this case, a part of the first group 13 nitride semiconductor 21 of the second semiconductor multilayer structure 20 is removed, and the second group 13 nitride semiconductor 22 is exposed to make p of the first semiconductor multilayer structure 10. The type semiconductor layer 13 may be crystal-grown. In the semiconductor light emitting device having this structure, when a voltage is applied between the n-side electrode 30 and the p-side electrode 40, the current flows from the p-side electrode 40 to the second group 13 nitride semiconductor of the second semiconductor multilayer structure 20. It passes through the two-dimensional hole gas 23 formed on the surface 22. The current passing through the two-dimensional hole gas 23 is generated from the second group 13 nitride semiconductor 22 in the region where the first high-resistance group 13 nitride semiconductor 21 has been removed, and p of the first semiconductor stacked structure 10. It flows to the type semiconductor layer 13 and flows to the active layer 12, the n-type semiconductor layer 11, and the n-side electrode 30 in this order. Then, holes and electrons are injected into the active layer 12 to emit light by recombination.

なお、第1の半導体積層構造10及び第2の半導体積層構造20は、連続して結晶成長させてもよく、一方を結晶成長させた後、結晶成長を中断させて、ウエハプロセスを行った後に他方を結晶成長させてもよい。また、第1の半導体積層構造10及び第2の半導体積層構造20を、それぞれ別々の基板に結晶成長させた後、両者を接合してもよい。   The first semiconductor multilayer structure 10 and the second semiconductor multilayer structure 20 may be continuously crystal-grown. After one of the crystals is grown, the crystal growth is interrupted and the wafer process is performed. The other crystal may be grown. Alternatively, the first semiconductor multilayer structure 10 and the second semiconductor multilayer structure 20 may be bonded to each other after crystal growth on separate substrates.

第1の半導体積層構造10及び第2の半導体積層構造20を結晶成長させる基板の材質は、特に限定されるものではない。好適には、サファイア、GaN、AlN、Ga、SiC、ZnOが使用できる。基板の面方位は、結晶成長させる13族窒化物半導体が非極性面(m面やa面)を成長面とする面方位以外であればよいが、c面を成長面とする面方位が好適である。 The material of the substrate on which the first semiconductor multilayer structure 10 and the second semiconductor multilayer structure 20 are crystal-grown is not particularly limited. Preferably, sapphire, GaN, AlN, Ga 2 O 3 , SiC, ZnO can be used. The plane orientation of the substrate may be other than the plane orientation in which the group 13 nitride semiconductor for crystal growth has a nonpolar plane (m-plane or a-plane) as the growth plane, but the plane orientation with the c-plane as the growth plane is preferable. It is.

また、本発明の実施形態の半導体発光素子には、基板が具備されていてもよいし、発光素子の製造過程で除去されていてもよい。   In addition, the semiconductor light emitting device of the embodiment of the present invention may be provided with a substrate, or may be removed during the manufacturing process of the light emitting device.

以上に説明したように、本発明の実施形態の半導体発光素子では、第2の半導体積層構造20の電流経路の一部が第2の13族窒化物半導体22に形成された二次元正孔ガス23となっている。そして、二次元正孔ガス23の部分では、電流は第1の13族窒化物半導体21と第2の13族窒化物半導体22との界面に平行に流れる。二次元正孔ガス23が電流経路になることによって、第2の13族窒化物半導体22の二次元正孔ガスが形成されていないバルク部分やp型半導体層13を横方向(積層方向に垂直な方向)に電流が流れる場合と比較して、半導体発光素子の抵抗を低くすることができる。その結果、半導体発光素子の動作電圧を低減することができる。   As described above, in the semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention, the two-dimensional hole gas in which a part of the current path of the second semiconductor multilayer structure 20 is formed in the second group 13 nitride semiconductor 22. 23. In the portion of the two-dimensional hole gas 23, the current flows parallel to the interface between the first group 13 nitride semiconductor 21 and the second group 13 nitride semiconductor 22. When the two-dimensional hole gas 23 becomes a current path, the bulk portion of the second group 13 nitride semiconductor 22 where the two-dimensional hole gas is not formed and the p-type semiconductor layer 13 are laterally (perpendicular to the stacking direction). The resistance of the semiconductor light emitting element can be reduced as compared with the case where current flows in the right direction). As a result, the operating voltage of the semiconductor light emitting element can be reduced.

なお、本発明の実施形態の半導体発光素子は、発光ダイオードであってもよく、レーザであってもよい。また、端面発光型であってもよく、面発光型であってもよい。面発光型の半導体発光素子としては、例えば面発光型発光ダイオード、ミラー付面発光型発光ダイオード、面発光レーザのいずれであってもよい。また、面発光レーザとしては、活性層12を間に挟んで第1の多層膜反射ミラーと第2の多層膜反射ミラーとを含む垂直共振器構造を有する面発光レーザであってもよい。具体的には、第2の多層膜反射ミラーは、活性層12からみて第2の半導体積層構造20がある側に形成され、第1の多層膜反射ミラーは、第2の半導体積層構造20がある側と反対側に形成されている。第1の多層膜反射ミラーと第2の多層膜反射ミラーの間には、活性層12が含まれ、且つ、第1の半導体積層構造10と第2の半導体積層構造20の全部あるいは一部が含まれて垂直共振器構造が形成されている。第1の多層膜反射ミラー及び第2の多層膜反射ミラーは、半導体多層膜反射ミラーであってもよく、誘電体多層膜反射ミラーであってもよい。また、第1の多層膜反射ミラーを半導体多層膜反射ミラーとし、第2の多層膜反射ミラーを誘電体多層膜反射ミラーとしてもよく、その逆であってもよい。さらに、半導体多層膜反射ミラーに導電性を持たせて、そこに電極を形成してもよい。また、発光ダイオードやレーザは、単一の発光素子であってもよく、複数の発光素子を一次元や二次元にアレイ化したものであってもよい。   The semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention may be a light emitting diode or a laser. Further, it may be an edge-emitting type or a surface-emitting type. As the surface emitting semiconductor light emitting element, for example, any of a surface emitting light emitting diode, a mirrored surface emitting light emitting diode, and a surface emitting laser may be used. The surface emitting laser may be a surface emitting laser having a vertical cavity structure including a first multilayer film reflecting mirror and a second multilayer film reflecting mirror with the active layer 12 interposed therebetween. Specifically, the second multilayer-film reflective mirror is formed on the side where the second semiconductor multilayer structure 20 is present as viewed from the active layer 12, and the first multilayer-film reflective mirror includes the second semiconductor multilayer structure 20 It is formed on one side and the other side. An active layer 12 is included between the first multilayer reflection mirror and the second multilayer reflection mirror, and all or part of the first semiconductor multilayer structure 10 and the second semiconductor multilayer structure 20 are included. A vertical resonator structure is included. The first multilayer film reflection mirror and the second multilayer film reflection mirror may be semiconductor multilayer film reflection mirrors or dielectric multilayer film reflection mirrors. Further, the first multilayer film reflection mirror may be a semiconductor multilayer film reflection mirror, and the second multilayer film reflection mirror may be a dielectric multilayer film reflection mirror, or vice versa. Furthermore, the semiconductor multilayer film reflecting mirror may be made conductive, and an electrode may be formed there. In addition, the light emitting diode or the laser may be a single light emitting element, or may be a one-dimensional or two-dimensional array of a plurality of light emitting elements.

本発明の実施形態の半導体発光素子は、動作抵抗を低くすることができるので、消費電力が低い。そのため、高出力で動作しても発熱を低く抑えることができ、アレイ化による大出力動作も可能である。また、活性層に使用される13族窒化物半導体は、混晶組成を変えることで、紫外〜赤外まで発光させることができる。本発明の実施形態の半導体発光素子は、このような特性を生かして、様々な用途に応用可能である。   Since the semiconductor light emitting device of the embodiment of the present invention can reduce the operating resistance, the power consumption is low. For this reason, even if the operation is performed at a high output, heat generation can be suppressed to a low level, and a large output operation by arraying is also possible. Moreover, the group 13 nitride semiconductor used for the active layer can emit light from ultraviolet to infrared by changing the mixed crystal composition. The semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention can be applied to various uses by utilizing such characteristics.

例えば、自動車や、オートバイ、列車、船舶等の移動体のヘッドライトや、住居、オフィス、ホール等の建物内の室内照明、工事現場や公園、道路、トンネル等の屋外照明、イルミネーション等の光装飾用の照明(イルミネーション装置)、等の照明装置の光源として使用される。   For example, headlights of moving objects such as automobiles, motorcycles, trains, ships, etc., indoor lighting in buildings such as houses, offices, halls, etc., outdoor lighting such as construction sites, parks, roads, tunnels, and light decorations such as illumination It is used as a light source for an illumination device such as an illumination device (illumination device).

また、映像装置の光源としても使用される。例えば、テレビやディスプレイ等のパネル型の映像装置や、空間投影型の立体テレビ、プロジェクションマッピング、プロジェクター、ヘッドアップディスプレイ、網膜走査ディスプレイ等の投射型映像装置の光源としても使用される。   It is also used as a light source for video devices. For example, it is also used as a light source for panel-type video devices such as televisions and displays, spatial projection-type stereoscopic televisions, projection mapping, projectors, head-up displays, and retinal scanning displays.

(実施例1)
実施例1の半導体発光素子について説明する。図9は、実施例1の半導体発光素子を説明するための図である。図9(a)は、実施例1の半導体発光素子の光出射方向から見た概略断面図である。
Example 1
The semiconductor light emitting device of Example 1 will be described. FIG. 9 is a diagram for explaining the semiconductor light emitting device of Example 1. FIG. FIG. 9A is a schematic cross-sectional view of the semiconductor light emitting device of Example 1 as viewed from the light emitting direction.

図9(a)に示されるように、実施例1の半導体発光素子は、端面出射型の半導体レーザであり、リッジストライプSCH LD(Separate Confinement Heterostructure Laser Diode)である。SCH LD構造は、PA−MBE(Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy)で結晶成長を行い形成した。   As shown in FIG. 9A, the semiconductor light emitting device of Example 1 is an edge emitting semiconductor laser, which is a ridge stripe SCH LD (Separate Confinement Heterostructure Laser Diode). The SCH LD structure was formed by crystal growth using PA-MBE (Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy).

半導体レーザの積層構造は、c面のGaN基板100上に、Ga極性方向<0001>方向に、第2の半導体積層構造1002及び第1の半導体積層構造1001がこの順に形成されている。   In the semiconductor laser stacked structure, the second semiconductor stacked structure 1002 and the first semiconductor stacked structure 1001 are formed in this order on the c-plane GaN substrate 100 in the Ga polarity direction <0001> direction.

第2の半導体積層構造1002は、GaN基板100上に積層されたアンドープのGaN層101(300nm)、高抵抗Al0.3Ga0.7N層102(50nm)及びp型GaN層103(50nm)を含む。 The second semiconductor multilayer structure 1002 includes an undoped GaN layer 101 (300 nm), a high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 102 (50 nm), and a p-type GaN layer 103 (50 nm) stacked on the GaN substrate 100. )including.

第1の半導体積層構造1001は、第2の半導体積層構造1002上に積層されたクラッド層であるp型GaN層104(500nm)、電子ブロック層であるp型In0.01Al0.14Ga0.85N層105(20nm)、ガイド層であるIn0.08Ga0.92N層106(40nm)、多重量子井戸活性層である(In0.14Ga0.86N(3nm)/In0.08Ga0.92N(7nm) 3QW)107、ガイド層であるIn0.08Ga0.92N層108(80nm)、クラッド層であるn型GaN層109(500nm)及びn型コンタクト層であるn型GaN層110(100nm)を含む。 The first semiconductor multilayer structure 1001 includes a p-type GaN layer 104 (500 nm) that is a clad layer stacked on the second semiconductor multilayer structure 1002 and a p-type In 0.01 Al 0.14 Ga that is an electron block layer. 0.85 N layer 105 (20 nm), In 0.08 Ga 0.92 N layer 106 (40 nm) as a guide layer, and multiple quantum well active layer (In 0.14 Ga 0.86 N (3 nm) / In 0.08 Ga 0.92 N (7 nm) 3QW) 107, In 0.08 Ga 0.92 N layer 108 (80 nm) as a guide layer, n-type GaN layer 109 (500 nm) as a cladding layer, and n-type The n-type GaN layer 110 (100 nm) which is a contact layer is included.

そして、半導体レーザの積層構造は、第1の半導体積層構造1001が、レーザの導波路構造を残して、p型GaN層103に到達するまでエッチングされて、p型GaN層103表面が露出している。また、n型コンタクト層110表面から、n型クラッド層109の途中までが、リッジストライプ形状にエッチングで形成されている。リッジ幅は3μmである。レーザの導波路構造の表面は、絶縁膜SiO111が形成されているリッジ上部のコンタクト層110上の絶縁膜111は、ストライプ形状にエッチングされており、コンタクト層110表面が露出している。導波路構造の上部にはTi/Au電極層113が堆積されており、露出したコンタクト層110には、n側のオーミック電極114が形成されている。また、第2の半導体積層構造1002上部の露出したp型GaN層103には、p側オーミック電極Ni/Au112が形成されている。光出射端面は、へき開で形成され、端面は反射コーティングされている。素子長は、700μmである。 Then, the stacked structure of the semiconductor laser is etched until the first semiconductor stacked structure 1001 reaches the p-type GaN layer 103, leaving the laser waveguide structure, and the surface of the p-type GaN layer 103 is exposed. Yes. Further, the surface from the surface of the n-type contact layer 110 to the middle of the n-type cladding layer 109 is formed by etching into a ridge stripe shape. The ridge width is 3 μm. On the surface of the laser waveguide structure, the insulating film 111 on the contact layer 110 on the ridge where the insulating film SiO 2 111 is formed is etched into a stripe shape, and the surface of the contact layer 110 is exposed. A Ti / Au electrode layer 113 is deposited on the waveguide structure, and an n-side ohmic electrode 114 is formed on the exposed contact layer 110. A p-side ohmic electrode Ni / Au 112 is formed on the exposed p-type GaN layer 103 above the second semiconductor multilayer structure 1002. The light emitting end face is formed by cleavage, and the end face is reflectively coated. The element length is 700 μm.

図9(b)は、図9(a)の第2の半導体積層構造1002の破線で囲まれた部分の分極構造を説明するための図である。   FIG. 9B is a diagram for explaining a polarization structure of a portion surrounded by a broken line in the second semiconductor multilayer structure 1002 in FIG.

図9(b)に示されるように、アンドープのGaN層101上に成長した高抵抗Al0.3Ga0.7N層102は、格子歪によって、Ga極性面の側がマイナス、窒素極性面の側がプラスに分極する。この分極によって、GaN層101とAl0.3Ga0.7N層102との界面近傍のGaN層101には二次元電子ガスが形成される。一方、p型GaN層103とAl0.3Ga0.7N層102との界面近傍のGaN層103には二次元正孔ガスが形成される。 As shown in FIG. 9B, the high-resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 102 grown on the undoped GaN layer 101 has a negative polarity on the Ga polar plane side and a nitrogen polar plane side due to lattice strain. The side is positively polarized. Due to this polarization, a two-dimensional electron gas is formed in the GaN layer 101 in the vicinity of the interface between the GaN layer 101 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 102. On the other hand, a two-dimensional hole gas is formed in the GaN layer 103 in the vicinity of the interface between the p-type GaN layer 103 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 102.

実施例1の半導体レーザでは、二次元正孔ガスを電流経路として作用させ、p側電極112から、二次元正孔ガスを通して横方向に電流を流し、活性層に正孔を注入する。二次元正孔ガスを電流が通るので、p型GaN層103の二次元正孔ガスが形成されていない部分を横方向に電流を流す場合よりも抵抗が低い。n側電極とp側電極との間に電圧を印加することで、活性層に正孔と電子が注入されて再結合により発光し、レーザ発振する。発振波長は、430nmであった。   In the semiconductor laser of Example 1, a two-dimensional hole gas is caused to act as a current path, a current is caused to flow laterally from the p-side electrode 112 through the two-dimensional hole gas, and holes are injected into the active layer. Since the current passes through the two-dimensional hole gas, the resistance is lower than that when the current is passed in the lateral direction through the portion of the p-type GaN layer 103 where the two-dimensional hole gas is not formed. By applying a voltage between the n-side electrode and the p-side electrode, holes and electrons are injected into the active layer, and light is emitted by recombination, resulting in laser oscillation. The oscillation wavelength was 430 nm.

(実施例2)
実施例2の半導体発光素子について説明する。図10は、実施例2の半導体発光素子を説明するための図である。図10(a)は、実施例2の半導体発光素子の概略断面図である。
(Example 2)
The semiconductor light emitting device of Example 2 will be described. FIG. 10 is a diagram for explaining the semiconductor light emitting device of the second embodiment. FIG. 10A is a schematic cross-sectional view of the semiconductor light emitting device of Example 2.

図10(a)に示されるように、実施例2の半導体発光素子は、面発光型発光ダイオードである。実施例2の面発光型発光ダイオードの半導体積層構造は、有機金属気相成長(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)で結晶成長を行い形成した。
半導体積層構造は、c面のサファイア基板200上に、Ga極性方向<0001>方向に、第2の半導体積層構造2002及び第1の半導体積層構造2001がこの順に積層されている。第2の半導体積層構造2002は、サファイア基板200上に積層された低温GaNバッファ層201(50nm)、アンドープのGaN層202(300nm)、高抵抗Al0.3Ga0.7N層203(50nm)及びp型GaN層204(50nm)を含む。第1の半導体積層構造2001は、第2の半導体積層構造2002上に積層されたp型クラッド層であるp型GaN層205(500nm)、電子ブロック層であるp型In0.01Al0.14Ga0.85N層206(20nm)、多重量子井戸活性層である(In0.14Ga0.86N(3nm)/In0.08Ga0.92N(7nm) 3QW)207、クラッド層であるn型GaN層208(500nm)及びn型コンタクト層であるn型GaN層209(100nm)を含む。
As shown in FIG. 10A, the semiconductor light emitting device of Example 2 is a surface emitting light emitting diode. The semiconductor laminated structure of the surface-emitting light-emitting diode of Example 2 was formed by crystal growth by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
In the semiconductor multilayer structure, the second semiconductor multilayer structure 2002 and the first semiconductor multilayer structure 2001 are stacked in this order on the c-plane sapphire substrate 200 in the Ga polarity direction <0001> direction. The second semiconductor multilayer structure 2002 includes a low-temperature GaN buffer layer 201 (50 nm), an undoped GaN layer 202 (300 nm), and a high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 203 (50 nm) stacked on the sapphire substrate 200. ) And a p-type GaN layer 204 (50 nm). The first semiconductor multilayer structure 2001 includes a p-type GaN layer 205 (500 nm) which is a p-type cladding layer stacked on the second semiconductor multilayer structure 2002, and a p-type In 0.01 Al 0. 14 Ga 0.85 N layer 206 (20 nm), multiple quantum well active layer (In 0.14 Ga 0.86 N (3 nm) / In 0.08 Ga 0.92 N (7 nm) 3QW) 207, clad An n-type GaN layer 208 (500 nm) as a layer and an n-type GaN layer 209 (100 nm) as an n-type contact layer are included.

実施例2の面発光型発光ダイオードは、発光領域が300×300μmの四角形になるように、第1の半導体積層構造2001が、p型GaN層204に到達するまでエッチングされて、p型GaN層204表面が露出している。発光ダイオードレーザの表面は、絶縁膜SiO210が形成されている。コンタクト層209の周辺部の絶縁膜210は、エッチングされており、コンタクト層209表面が露出している。露出したコンタクト層209には、Ti/Auが堆積されており、n側のオーミック電極212が形成されている。また、第2の半導体積層構造2002上部の露出したp型GaN層204には、p側オーミック電極Ni/Au211が形成されている。 The surface-emitting light-emitting diode of Example 2 is etched until the first semiconductor multilayer structure 2001 reaches the p-type GaN layer 204 so that the light-emitting region becomes a square of 300 × 300 μm 2 , and the p-type GaN is etched. The surface of the layer 204 is exposed. An insulating film SiO 2 210 is formed on the surface of the light emitting diode laser. The insulating film 210 around the contact layer 209 is etched, and the surface of the contact layer 209 is exposed. Ti / Au is deposited on the exposed contact layer 209, and an n-side ohmic electrode 212 is formed. A p-side ohmic electrode Ni / Au 211 is formed on the exposed p-type GaN layer 204 above the second semiconductor multilayer structure 2002.

図10(b)は、図10(a)の第2の半導体積層構造2002の破線で囲まれた部分の分極構造を説明するための図である。   FIG. 10B is a diagram for explaining a polarization structure of a portion surrounded by a broken line in the second semiconductor multilayer structure 2002 in FIG.

図10(b)に示されるように、アンドープのGaN層202上に成長した高抵抗Al0.3Ga0.7N層203は、格子歪によって、Ga極性面の側がマイナス、窒素極性面の側がプラスに分極する。この分極によって、GaN層202とAl0.3Ga0.7N層203との界面近傍のGaN層202には二次元電子ガスが形成される。一方、p型GaN層204とAl0.3Ga0.7N層203との界面近傍のGaN層204には二次元正孔ガスが形成される。 As shown in FIG. 10B, the high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 203 grown on the undoped GaN layer 202 is negative on the Ga polar plane side and has a nitrogen polar plane side due to lattice strain. The side is positively polarized. Due to this polarization, a two-dimensional electron gas is formed in the GaN layer 202 in the vicinity of the interface between the GaN layer 202 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 203. On the other hand, a two-dimensional hole gas is formed in the GaN layer 204 near the interface between the p-type GaN layer 204 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 203.

実施例2の面発光型発光ダイオードでは、二次元正孔ガスを電流経路として作用させ、p側電極211から、二次元正孔ガスを通して横方向に電流を流す。二次元正孔ガスを電流が通るので、p型GaN層204の二次元正孔ガスが形成されていない部分を横方向に電流を流す場合よりも抵抗が低い。n側電極とp側電極と間に電圧を印加することで、活性層に正孔と電子が注入されて再結合により発光する。発光ピーク波長は、430nmであった。   In the surface-emitting light emitting diode of Example 2, a two-dimensional hole gas is caused to act as a current path, and a current is allowed to flow laterally from the p-side electrode 211 through the two-dimensional hole gas. Since the current passes through the two-dimensional hole gas, the resistance is lower than when the current is passed in the lateral direction through the portion of the p-type GaN layer 204 where the two-dimensional hole gas is not formed. By applying a voltage between the n-side electrode and the p-side electrode, holes and electrons are injected into the active layer and light is emitted by recombination. The emission peak wavelength was 430 nm.

(実施例3)
実施例3の半導体発光素子について説明する。図11は、実施例3の半導体発光素子を説明するための図である。図11(a)は、実施例3の半導体発光素子の概略断面図である。
(Example 3)
The semiconductor light emitting device of Example 3 will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining the semiconductor light emitting device of Example 3. FIG. FIG. 11A is a schematic cross-sectional view of the semiconductor light emitting device of Example 3.

図11(a)に示されるように、実施例3の半導体発光素子は、面発光型発光ダイオードである。面発光型発光ダイオードは、第1の半導体積層構造3001と第2の半導体積層構造3002とを、それぞれ異なる基板にMOCVDで結晶成長し、ウエハ接合している。   As shown in FIG. 11A, the semiconductor light-emitting element of Example 3 is a surface-emitting light-emitting diode. In the surface-emitting light-emitting diode, the first semiconductor multilayer structure 3001 and the second semiconductor multilayer structure 3002 are crystal-grown on different substrates by MOCVD and bonded to the wafer.

第1の半導体積層構造3001は、n型のc面GaN基板300上に、Ga極性方向<0001>方向に、n型GaN層301(300m)、n型クラッド層であるn型GaN層302(500nm)、多重量子井戸活性層である(In0.14Ga0.86N(3nm)/In0.08Ga0.92N(7nm) 3QW)303、電子ブロック層であるp型In0.01Al0.14Ga0.85N層304(20nm)及びp型クラッド層であるp型GaN層305(500nm)をこの順に積層することにより形成されている。 The first semiconductor multilayer structure 3001 includes an n-type GaN layer 301 (300 m) and an n-type GaN layer 302 (an n-type cladding layer) in the Ga polarity direction <0001> direction on an n-type c-plane GaN substrate 300. 500 nm), a multi-quantum well active layer (In 0.14 Ga 0.86 N (3 nm) / In 0.08 Ga 0.92 N (7 nm) 3QW) 303, and a p-type In 0. A 01 Al 0.14 Ga 0.85 N layer 304 (20 nm) and a p-type GaN layer 305 (500 nm) which is a p-type cladding layer are stacked in this order.

第2の半導体積層構造3002は、図11(c)に示されるように、c面サファイア基板310上に、Ga極性方向<0001>方向に、低温GaNバッファ層(50nm)309、アンドープGaN層308(1000nm)、高抵抗Al0.3Ga0.7N層307(50nm)及びp型GaN層306(300nm)をこの順に積層することにより形成されている。 As shown in FIG. 11C, the second semiconductor multilayer structure 3002 includes a low-temperature GaN buffer layer (50 nm) 309 and an undoped GaN layer 308 on the c-plane sapphire substrate 310 in the Ga polarity direction <0001> direction. (1000 nm), a high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 307 (50 nm) and a p-type GaN layer 306 (300 nm) are stacked in this order.

第1の半導体積層構造3001及び第2の半導体積層構造3002は、それぞれの結晶成長の後、p型活性化の熱処理が行なわれる。続いて、第1の半導体積層構造3001のp型GaN層305及び第2の半導体積層構造3002のp型GaN層306を接合面としてウエハ接合される。その後、サファイア基板310、低温GaNバッファ層309及びアンドープGaN層308を、アンドープGaN層308のみ100nm残して研磨除去することにより、発光ダイオードの積層構造が形成される。   The first semiconductor multilayer structure 3001 and the second semiconductor multilayer structure 3002 are subjected to p-type activation heat treatment after their crystal growth. Subsequently, wafer bonding is performed using the p-type GaN layer 305 of the first semiconductor stacked structure 3001 and the p-type GaN layer 306 of the second semiconductor stacked structure 3002 as bonding surfaces. Thereafter, the sapphire substrate 310, the low-temperature GaN buffer layer 309, and the undoped GaN layer 308 are polished and removed leaving only 100 nm of the undoped GaN layer 308, thereby forming a stacked structure of light emitting diodes.

このようにして、第1の半導体積層構造3001上には、極性反転したp型GaN層306(300nm)、高抵抗Al0.3Ga0.7N層307(50nm)及びキャップ層であるアンドープGaN層308(100nm)が積層された第2の半導体積層構造3002が形成される。 In this manner, on the first semiconductor multilayer structure 3001, the p-type GaN layer 306 (300 nm) whose polarity is inverted, the high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 307 (50 nm), and the undoped as a cap layer. A second semiconductor stacked structure 3002 in which the GaN layer 308 (100 nm) is stacked is formed.

第2の半導体積層構造3002の一部が、p型GaN層306の表面までエッチングされ、露出したp型GaN層306の表面に、Ni/Auから成るp側オーミック電極312が形成されている。第2の半導体積層構造上部のp側オーミック電極312が形成されている部分以外の露出した表面には、絶縁膜SiO313が形成されている。また、GaN基板300裏面には、Ti/Auが堆積されており、n側のオーミック電極311が形成されている。 Part of the second semiconductor multilayer structure 3002 is etched to the surface of the p-type GaN layer 306, and the p-side ohmic electrode 312 made of Ni / Au is formed on the exposed surface of the p-type GaN layer 306. An insulating film SiO 2 313 is formed on the exposed surface other than the portion where the p-side ohmic electrode 312 is formed above the second semiconductor multilayer structure. Further, Ti / Au is deposited on the back surface of the GaN substrate 300, and an n-side ohmic electrode 311 is formed.

図11(b)は、図11(a)の第2の半導体積層構造3002の破線で囲まれた部分の分極構造を説明するための図である。   FIG. 11B is a diagram for explaining a polarization structure of a portion surrounded by a broken line in the second semiconductor multilayer structure 3002 in FIG.

図11(b)に示されるように、アンドープのGaN層308上に成長した高抵抗Al0.3Ga0.7N層307は、格子歪によって、Ga極性面の側がマイナス、窒素極性面の側がプラスに分極する。この分極によって、GaN層308とAl0.3Ga0.7N層307との界面近傍のGaN層308には二次元電子ガスが形成される。一方、p型GaN層306とAl0.3Ga0.7N層307との界面近傍のGaN層306には二次元正孔ガスが形成される。 As shown in FIG. 11B, the high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 307 grown on the undoped GaN layer 308 has a negative polarity on the Ga polar plane side and a nitrogen polar plane side due to lattice distortion. The side is positively polarized. Due to this polarization, a two-dimensional electron gas is formed in the GaN layer 308 in the vicinity of the interface between the GaN layer 308 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 307. On the other hand, a two-dimensional hole gas is formed in the GaN layer 306 in the vicinity of the interface between the p-type GaN layer 306 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 307.

実施例3の面発光型発光ダイオードでは、二次元正孔ガスを電流経路として作用させ、p側オーミック電極312から、二次元正孔ガスを通して横方向に電流を流す。二次元正孔ガスを電流が通るので、p型GaN層306の二次元正孔ガスが形成されていない部分を横方向に電流を流す場合よりも抵抗が低く、また、従来のような透光性電極が形成される場合よりも光の吸収が少ない。n側電極とp側電極との間に電圧を印加することで、活性層に正孔と電子が注入されて再結合により発光する。発光ピーク波長は、430nmであった。   In the surface-emitting light-emitting diode of Example 3, a two-dimensional hole gas is caused to act as a current path, and a current is allowed to flow laterally from the p-side ohmic electrode 312 through the two-dimensional hole gas. Since the current passes through the two-dimensional hole gas, the resistance is lower than that in the case where the current flows in the lateral direction through the portion of the p-type GaN layer 306 where the two-dimensional hole gas is not formed. Less light is absorbed than when a conductive electrode is formed. By applying a voltage between the n-side electrode and the p-side electrode, holes and electrons are injected into the active layer and light is emitted by recombination. The emission peak wavelength was 430 nm.

(実施例4)
実施例4の半導体発光素子について説明する。図12は、実施例4の半導体発光素子を説明するための図である。図12(a)は、実施例4の半導体発光素子の概略断面図である。
Example 4
The semiconductor light emitting device of Example 4 will be described. FIG. 12 is a diagram for explaining the semiconductor light emitting device of Example 4. FIG. FIG. 12A is a schematic cross-sectional view of the semiconductor light emitting device of Example 4.

図12(a)に示されるように、実施例4の半導体発光素子は、面発光型発光ダイオードである。実施例4の面発光型発光ダイオードの半導体積層構造は、PA−MBEで結晶成長を行い形成した。   As shown in FIG. 12A, the semiconductor light emitting device of Example 4 is a surface emitting light emitting diode. The semiconductor multilayer structure of the surface-emitting light-emitting diode of Example 4 was formed by crystal growth using PA-MBE.

第1の半導体積層構造4001と第2の半導体積層構造4002とは、それぞれ成長する極性が異なる。第1の半導体積層構造4001は、Ga極性面を成長面とし、<0001>方向に結晶成長させ、第2の半導体積層構造4002は、窒素極性面を成長面として、<000−1>方向に結晶成長させている。   The first semiconductor multilayer structure 4001 and the second semiconductor multilayer structure 4002 have different growth polarities. The first semiconductor multilayer structure 4001 has a Ga polar plane as a growth plane and crystal growth in the <0001> direction, and the second semiconductor multilayer structure 4002 has a nitrogen polar plane as a growth plane in the <000-1> direction. Crystals are growing.

第1の半導体積層構造4001は、n型のc面GaN基板400上に、Ga極性方向<0001>方向に、n型GaN層401(300nm)、n型クラッド層であるn型GaN層402(500nm)、多重量子井戸活性層である(In0.14Ga0.86N(3nm)/In0.08Ga0.92N(7nm) 3QW)403、電子ブロック層であるp型In0.01Al0.14Ga0.85N層404(20nm)及びp型クラッド層であるp型GaN層405(500nm)をこの順に積層することにより形成されている。 A first semiconductor multilayer structure 4001 is formed on an n-type c-plane GaN substrate 400, an n-type GaN layer 401 (300 nm) and an n-type GaN layer 402 (an n-type cladding layer) in the Ga polarity direction <0001> direction. 500 nm), (In 0.14 Ga 0.86 N (3 nm) / In 0.08 Ga 0.92 N (7 nm) 3QW) 403 which is a multiple quantum well active layer, and p-type In 0. A 01 Al 0.14 Ga 0.85 N layer 404 (20 nm) and a p-type GaN layer 405 (500 nm) which is a p-type cladding layer are stacked in this order.

第2の半導体積層構造4002は、p型GaN層405(500nm)上にアルミニウムを8原子層成長することで極性反転させ、窒素極性方向<000−1>方向に、p型GaN層406(300nm)、高抵抗Al0.3Ga0.7N層407(50nm)及びアンドープGaN層408(100nm)をこの順に積層することにより形成されている。 The second semiconductor multilayer structure 4002 is inverted in polarity by growing eight atomic layers of aluminum on the p-type GaN layer 405 (500 nm), and the p-type GaN layer 406 (300 nm) in the nitrogen polarity direction <000-1> direction. ), A high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 407 (50 nm) and an undoped GaN layer 408 (100 nm) are stacked in this order.

第2の半導体積層構造4002の一部が、p型GaN層406の表面までエッチングされ、露出したp型GaN層406の表面に、Ni/Auから成るp側オーミック電極410が形成されている。第2の半導体積層構造4002上部のp側オーミック電極410が形成されている部分以外の露出した表面には、絶縁膜SiO411が形成されている。また、GaN基板400裏面には、Ti/Auが堆積されており、n側のオーミック電極409が形成されている。 Part of the second semiconductor multilayer structure 4002 is etched to the surface of the p-type GaN layer 406, and the p-side ohmic electrode 410 made of Ni / Au is formed on the exposed surface of the p-type GaN layer 406. An insulating film SiO 2 411 is formed on the exposed surface other than the portion where the p-side ohmic electrode 410 is formed above the second semiconductor multilayer structure 4002. Further, Ti / Au is deposited on the back surface of the GaN substrate 400, and an n-side ohmic electrode 409 is formed.

図12(b)は、図12(a)の第2の半導体積層構造4002の破線で囲まれた部分の分極構造を説明するための図である。   FIG. 12B is a diagram for explaining a polarization structure of a portion surrounded by a broken line in the second semiconductor multilayer structure 4002 in FIG.

図12(b)に示されるように、アンドープのGaN層408上に成長した高抵抗Al0.3Ga0.7N層407は、格子歪によって、Ga極性面の側がマイナス、窒素極性面の側がプラスに分極する。この分極によって、GaN層408とAl0.3Ga0.7N層407との界面近傍のGaN層408には二次元電子ガスが形成される。一方、p型GaN層406とAl0.3Ga0.7N層407との界面近傍のGaN層406には二次元正孔ガスが形成される。 As shown in FIG. 12B, the high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 407 grown on the undoped GaN layer 408 has a negative polarity on the Ga polar plane side and a nitrogen polar plane side due to lattice distortion. The side is positively polarized. Due to this polarization, a two-dimensional electron gas is formed in the GaN layer 408 in the vicinity of the interface between the GaN layer 408 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 407. On the other hand, a two-dimensional hole gas is formed in the GaN layer 406 in the vicinity of the interface between the p-type GaN layer 406 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 407.

実施例4の面発光型発光ダイオードでは、二次元正孔ガスを電流経路として作用させ、p側オーミック電極410から、二次元正孔ガスを通して横方向に電流を流す。二次元正孔ガスを電流が通るので、p型GaN層406の二次元正孔ガスが形成されていない部分を横方向に電流を流す場合よりも抵抗が低く、また、従来のような透光性電極が形成される場合よりも光の吸収が少ない。n側電極とp側電極との間に電圧を印加することで、活性層に正孔と電子が注入されて再結合により発光する。発光ピーク波長は、430nmであった。   In the surface-emitting light-emitting diode of Example 4, a two-dimensional hole gas is caused to act as a current path, and a current is allowed to flow laterally from the p-side ohmic electrode 410 through the two-dimensional hole gas. Since the current passes through the two-dimensional hole gas, the resistance is lower than when a current is passed through the portion of the p-type GaN layer 406 where the two-dimensional hole gas is not formed in the lateral direction. Less light is absorbed than when a conductive electrode is formed. By applying a voltage between the n-side electrode and the p-side electrode, holes and electrons are injected into the active layer and light is emitted by recombination. The emission peak wavelength was 430 nm.

(実施例5)
実施例5の半導体発光素子について説明する。図13は、実施例5の半導体発光素子を説明するための図である。図13(a)は、実施例5の半導体発光素子の概略断面図である。
(Example 5)
The semiconductor light emitting device of Example 5 will be described. FIG. 13 is a diagram for explaining the semiconductor light emitting element of Example 5. FIG. FIG. 13A is a schematic cross-sectional view of the semiconductor light-emitting device of Example 5.

図13(a)に示されるように、実施例5の半導体発光素子は、面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)である。実施例5の面発光レーザの半導体積層構造は、PA−MBEで結晶成長を行い形成した。   As shown in FIG. 13A, the semiconductor light emitting device of Example 5 is a surface emitting laser (VCSEL). The semiconductor multilayer structure of the surface emitting laser of Example 5 was formed by crystal growth using PA-MBE.

半導体積層構造は、c面のGaN基板500上に、Ga極性方向<0001>方向に、第2の半導体積層構造5002及び第1の半導体積層構造5001がこの順に形成されている。   In the semiconductor multilayer structure, the second semiconductor multilayer structure 5002 and the first semiconductor multilayer structure 5001 are formed in this order on the c-plane GaN substrate 500 in the Ga polarity direction <0001> direction.

第2の半導体積層構造5002は、c面のGaN基板500上に、Ga極性方向<0001>方向に積層されたAl0.8In0.2N/GaN DBR(41.5ペア)501、アンドープGaN層502(350nm)、高抵抗Al0.3Ga0.7N層503(50nm)及びp型GaN層504(50nm)を含む。 The second semiconductor multilayer structure 5002 includes an Al 0.8 In 0.2 N / GaN DBR (41.5 pair) 501 laminated in the Ga polarity direction <0001> direction on the c-plane GaN substrate 500, undoped. It includes a GaN layer 502 (350 nm), a high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 503 (50 nm), and a p-type GaN layer 504 (50 nm).

第1の半導体積層構造5001は、第2の半導体積層構造5002上に積層されたp型クラッド層であるp型GaN層505(300nm)、電子ブロック層であるp型Al0.2Ga0.8N層506(20nm)、多重量子井戸活性層であるIn0.10Ga0.90N(5nm)/In0.01Ga0.99N(5nm) 5QW)507、n型クラッド層であるn型GaN層508(250nm)、電流ブロック層であるp型GaN層509(100nm)及びn型コンタクト層であるn型GaN層510(100nm)を含む。 The first semiconductor stacked structure 5001 includes a p-type GaN layer 505 (300 nm) that is a p-type cladding layer stacked on the second semiconductor stacked structure 5002, and a p-type Al 0.2 Ga 0. 8 N layer 506 (20 nm), multiple quantum well active layer In 0.10 Ga 0.90 N (5 nm) / In 0.01 Ga 0.99 N (5 nm) 5QW) 507, n-type cladding layer It includes an n-type GaN layer 508 (250 nm), a p-type GaN layer 509 (100 nm) that is a current blocking layer, and an n-type GaN layer 510 (100 nm) that is an n-type contact layer.

電流ブロック層であるp型GaN層509には、φ8μmの孔があいており、その孔を通してn型クラッド層であるn型GaN層508とn型コンタクト層であるn型GaN層510とが連結している。第1の半導体積層構造5001上部には、TiO/SiO(7ペア)により形成される誘電体多層膜DBR511が形成されている。 The p-type GaN layer 509 that is a current blocking layer has a φ8 μm hole, and the n-type GaN layer 508 that is an n-type cladding layer and the n-type GaN layer 510 that is an n-type contact layer are connected through the hole. doing. A dielectric multilayer film DBR511 formed of TiO 2 / SiO 2 (7 pairs) is formed on the first semiconductor multilayer structure 5001.

実施例5の面発光レーザは、第1の半導体積層構造5001が、エッチングされてφ100μmのメサ形状が形成されている。エッチングは、第2の半導体積層構造のp型GaN層504に到達するまで行なわれており、p型GaN層504表面が露出している。面発光レーザの表面は、絶縁膜SiO512が形成されている。n型コンタクト層510の周辺部の絶縁膜512は、リング状にエッチングされており、コンタクト層510表面が露出している。露出したコンタクト層510には、Ti/Auが堆積されており、n側オーミック電極513が形成されている。そして、n側オーミック電極513上には、Cr/Auからなる配線電極514が形成され、メサ形状の下まで電極が配置されている。また、第2の半導体積層構造5002上部の露出したp型GaN層504には、p側オーミック電極Ni/Au515が形成されている。 In the surface emitting laser of Example 5, the first semiconductor multilayer structure 5001 is etched to form a mesa shape with a diameter of 100 μm. The etching is performed until the p-type GaN layer 504 having the second semiconductor multilayer structure is reached, and the surface of the p-type GaN layer 504 is exposed. An insulating film SiO 2 512 is formed on the surface of the surface emitting laser. The insulating film 512 around the n-type contact layer 510 is etched into a ring shape, and the surface of the contact layer 510 is exposed. Ti / Au is deposited on the exposed contact layer 510, and an n-side ohmic electrode 513 is formed. A wiring electrode 514 made of Cr / Au is formed on the n-side ohmic electrode 513, and the electrode is arranged to the bottom of the mesa shape. A p-side ohmic electrode Ni / Au 515 is formed on the exposed p-type GaN layer 504 above the second semiconductor multilayer structure 5002.

図13(b)は、図13(a)の第2の半導体積層構造5002の破線で囲まれた部分の分極構造を説明するための図である。   FIG. 13B is a diagram for explaining a polarization structure of a portion surrounded by a broken line in the second semiconductor multilayer structure 5002 in FIG.

図13(b)に示されるように、アンドープのGaN層502上に成長した高抵抗Al0.3Ga0.7N層503は、格子歪によって、Ga極性面の側がマイナス、窒素極性面の側がプラスに分極する。この分極によって、GaN層502とAl0.3Ga0.7N層503との界面近傍のGaN層502には二次元電子ガスが形成される。一方、p型GaN層504とAl0.3Ga0.7N層503との界面近傍のGaN層504には二次元正孔ガスが形成される。 As shown in FIG. 13B, the high-resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 503 grown on the undoped GaN layer 502 has a negative Ga-polarity side and a nitrogen-polarity side due to lattice distortion. The side is positively polarized. Due to this polarization, a two-dimensional electron gas is formed in the GaN layer 502 in the vicinity of the interface between the GaN layer 502 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 503. On the other hand, a two-dimensional hole gas is formed in the GaN layer 504 in the vicinity of the interface between the p-type GaN layer 504 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 503.

実施例5の面発光レーザでは、二次元正孔ガスを電流経路として作用させ、p側電極515から二次元正孔ガスを通して横方向に電流を流す。二次元正孔ガスを電流が通るので、p型GaN層504の二次元正孔ガスが形成されていない部分を横方向に電流を流す場合よりも抵抗が低い。そして、p型クラッド層であるp型GaN層505、電子ブロック層であるp型Al0.2Ga0.8N層506、活性層507、n型クラッド層であるn型GaN層508、電流ブロック層であるp型GaN層509、n型コンタクト層であるn型GaN層510及びn側オーミック電極513の順に電流を流す。そして、活性層に正孔と電子が注入されて再結合により発光し、レーザ発振する。発振波長は、420nmであった。 In the surface emitting laser of Example 5, a two-dimensional hole gas is caused to act as a current path, and a current is caused to flow laterally from the p-side electrode 515 through the two-dimensional hole gas. Since the current passes through the two-dimensional hole gas, the resistance is lower than when the current is passed in the lateral direction through the portion of the p-type GaN layer 504 where the two-dimensional hole gas is not formed. A p-type GaN layer 505 that is a p-type cladding layer, a p-type Al 0.2 Ga 0.8 N layer 506 that is an electron blocking layer, an active layer 507, an n-type GaN layer 508 that is an n-type cladding layer, a current A current is passed in the order of the p-type GaN layer 509 that is the block layer, the n-type GaN layer 510 that is the n-type contact layer, and the n-side ohmic electrode 513. Then, holes and electrons are injected into the active layer, light is emitted by recombination, and laser oscillation occurs. The oscillation wavelength was 420 nm.

(実施例6)
実施例6の半導体発光素子について説明する。図14は、実施例6の半導体発光素子を説明するための図である。図14(a)は、実施例6の半導体発光素子の概略断面図である。
(Example 6)
A semiconductor light emitting device of Example 6 will be described. FIG. 14 is a diagram for explaining the semiconductor light-emitting element of Example 6. FIG. 14A is a schematic cross-sectional view of the semiconductor light emitting device of Example 6.

図14(a)に示されるように、実施例6の半導体発光素子は、面発光レーザ(VCSEL)である。実施例6の面発光レーザは、第1の半導体積層構造6001と第2の半導体積層構造6002とを、それぞれ異なる基板にMOCVDで結晶成長し、ウエハ接合している。   As shown in FIG. 14A, the semiconductor light emitting device of Example 6 is a surface emitting laser (VCSEL). In the surface emitting laser of Example 6, the first semiconductor multilayer structure 6001 and the second semiconductor multilayer structure 6002 are crystal-grown on different substrates by MOCVD and bonded to the wafer.

第1の半導体積層構造6001は、n型のc面GaN基板600上に、Ga極性方向<0001>方向に積層されたSiをドーピングしたn型Al0.8In0.2N/GaN DBR(41.5ペア)601、n型GaN層602(100nm)、n型クラッド層であるn型GaN603(250nm)、多重量子井戸活性層である(In0.10Ga0.90N(5nm)/In0.01Ga0.99N(5nm)5QW)604、電子ブロック層であるp型Al0.2Ga0.8N層605(20nm)及びp型クラッド層であるp型GaN層606(300nm)を含む。また、第1の半導体積層構造6001のp型クラッド層606には、ボロン(B)がインプラされた電流ブロック領域617が形成され、電流狭窄構造が形成されている。これは、φ8μmの円形のマスクを使用して、マスク以外の領域610にボロン(B)をイオン注入し、この領域を高抵抗化して形成されている。第1の半導体積層構造6001は、ボロン(B)がイオン注入された後、p型活性化の熱処理が行なわれる。 The first semiconductor stacked structure 6001 includes an n-type Al 0.8 In 0.2 N / GaN DBR doped with Si stacked on the n-type c-plane GaN substrate 600 in the Ga polar direction <0001> direction. 41.5 pairs) 601, n-type GaN layer 602 (100 nm), n-type cladding layer n-type GaN 603 (250 nm), multiple quantum well active layer (In 0.10 Ga 0.90 N (5 nm) / In 0.01 Ga 0.99 N (5 nm) 5QW) 604, a p-type Al 0.2 Ga 0.8 N layer 605 (20 nm) as an electron blocking layer, and a p-type GaN layer 606 (a p-type cladding layer) 300 nm). In the p-type cladding layer 606 of the first semiconductor multilayer structure 6001, a current blocking region 617 in which boron (B) is implanted is formed, and a current confinement structure is formed. This is formed by using a circular mask of φ8 μm and implanting boron (B) into a region 610 other than the mask to increase the resistance of this region. The first semiconductor multilayer structure 6001 is subjected to a heat treatment for p-type activation after boron (B) is ion-implanted.

第2の半導体積層構造6002は、図14(c)に示されるように、c面サファイア基板611上に、Ga極性方向<0001>方向に積層された低温GaNバッファ層(50nm)610、キャップ層であるアンドープGaN層609(1000nm)、高抵抗Al0.3Ga0.7N層608(50nm)及びp型GaN層607(300nm)を含む。第2の半導体積層構造6002は、結晶成長の後、p型活性化の熱処理が行なわれる。続いて、第1の半導体積層構造6001のp型GaN層605及び第2の半導体積層構造6002のp型GaN層607を接合面としてウエハ接合される。その後、サファイア基板611、低温GaNバッファ層610及びアンドープGaN層609を、キャップ層であるアンドープGaN層609のみ130nm残して研磨除去することのより、面発光レーザの積層構造が形成される。 As shown in FIG. 14C, the second semiconductor stacked structure 6002 includes a low-temperature GaN buffer layer (50 nm) 610 stacked on the c-plane sapphire substrate 611 in the Ga polarity direction <0001> direction, a cap layer. An undoped GaN layer 609 (1000 nm), a high-resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 608 (50 nm), and a p-type GaN layer 607 (300 nm). The second semiconductor multilayer structure 6002 is subjected to p-type activation heat treatment after crystal growth. Subsequently, wafer bonding is performed using the p-type GaN layer 605 of the first semiconductor multilayer structure 6001 and the p-type GaN layer 607 of the second semiconductor multilayer structure 6002 as bonding surfaces. Thereafter, the sapphire substrate 611, the low-temperature GaN buffer layer 610, and the undoped GaN layer 609 are polished and removed leaving only 130 nm of the undoped GaN layer 609 as a cap layer, thereby forming a stacked structure of a surface emitting laser.

このようにして、第1の半導体積層構造6001上には、極性反転したp型GaN層607(300nm)、高抵抗Al0.3Ga0.7N層608(50nm)及びキャップ層であるアンドープGaN層609(130nm)が積層された第2の半導体積層構造6002が形成される。 In this way, on the first semiconductor multilayer structure 6001, the p-type GaN layer 607 (300 nm) whose polarity is inverted, the high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 608 (50 nm), and the undoped as a cap layer. A second semiconductor multilayer structure 6002 in which the GaN layer 609 (130 nm) is laminated is formed.

第2の半導体積層構造6002上部には、TiO/SiO(7ペア)から成る誘電体多層膜DBR616が形成されている。 A dielectric multilayer film DBR616 made of TiO 2 / SiO 2 (7 pairs) is formed on the second semiconductor multilayer structure 6002.

実施例6の面発光レーザは、第1の半導体積層構造6001と第2の半導体積層構造6002とが、エッチングされてφ100μmのメサ形状が形成されている。エッチングは、第1の半導体積層構造のn型DBR601に到達するまで行なわれており、n型DBR601表面が露出している。また、第2の半導体積層構造6002は、p型GaN層607までエッチングされて、φ20μmのメサ形状が形成されている。面発光レーザの表面は、絶縁膜SiO612が形成されている。p型GaN層607の周辺部の絶縁膜612は、リング状にエッチングされており、p型GaN層607表面が露出している。露出したp型GaN層607には、Ni/Auが堆積されており、p側オーミック電極613が形成されている。そして、p側オーミック電極613上には、Cr/Auからなる配線電極615が形成され、メサ形状の下まで電極が配置されている。また、GaN基板600裏面には、Ti/Auが堆積されており、n側オーミック電極614が形成されている。 In the surface emitting laser of Example 6, the first semiconductor multilayer structure 6001 and the second semiconductor multilayer structure 6002 are etched to form a mesa shape with a diameter of 100 μm. Etching is performed until the n-type DBR 601 of the first semiconductor multilayer structure is reached, and the surface of the n-type DBR 601 is exposed. The second semiconductor multilayer structure 6002 is etched up to the p-type GaN layer 607 to form a mesa shape with a diameter of 20 μm. An insulating film SiO 2 612 is formed on the surface of the surface emitting laser. The insulating film 612 around the p-type GaN layer 607 is etched into a ring shape, and the surface of the p-type GaN layer 607 is exposed. Ni / Au is deposited on the exposed p-type GaN layer 607, and a p-side ohmic electrode 613 is formed. A wiring electrode 615 made of Cr / Au is formed on the p-side ohmic electrode 613, and the electrode is arranged to the bottom of the mesa shape. Further, Ti / Au is deposited on the back surface of the GaN substrate 600, and an n-side ohmic electrode 614 is formed.

図14(b)は、図14(a)の第2の半導体積層構造6002の破線で囲まれた部分の分極構造を説明するための図である。   FIG. 14B is a diagram for explaining a polarization structure of a portion surrounded by a broken line in the second semiconductor multilayer structure 6002 in FIG.

図14(b)に示されるように、アンドープのGaN層609上に成長した高抵抗Al0.3Ga0.7N層608は、格子歪によって、Ga極性面の側がマイナス、窒素極性面の側がプラスに分極する。この分極によって、GaN層609とAl0.3Ga0.7N層608との界面近傍のGaN層609には二次元電子ガスが形成される。一方、p型GaN層607とAl0.3Ga0.7N層608との界面近傍のGaN層607には二次元正孔ガスが形成される。 As shown in FIG. 14B, the high-resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 608 grown on the undoped GaN layer 609 has a negative polarity on the Ga polar plane side and a nitrogen polar plane side due to lattice distortion. The side is positively polarized. Due to this polarization, a two-dimensional electron gas is formed in the GaN layer 609 in the vicinity of the interface between the GaN layer 609 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 608. On the other hand, two-dimensional hole gas is formed in the GaN layer 607 near the interface between the p-type GaN layer 607 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 608.

実施例6の面発光レーザでは、二次元正孔ガスを電流経路として作用させ、p側電極613から二次元正孔ガスを通して横方向に電流を流す。二次元正孔ガスを電流が通るので、p型GaN層607の二次元正孔ガスが形成されていない部分を横方向に電流を流す場合よりも抵抗が低く、また、従来のような透光性電極が形成される場合よりも光の吸収が少ない。そして、p型GaN層607からp型GaN層606、電子ブロック層であるp型Al0.2Ga0.8N層605(20nm)、活性層604、n型クラッド層であるn型GaN603(250nm)、n型GaN層602、n型Al0.8In0.2N/GaN DBR(41.5ペア)601、GaN基板600及びn側オーミック電極614の順に電流を流す。そして、活性層に正孔と電子が注入されて再結合により発光し、レーザ発振する。発振波長は、420nmであった。 In the surface emitting laser of Example 6, a two-dimensional hole gas is caused to act as a current path, and a current is caused to flow laterally from the p-side electrode 613 through the two-dimensional hole gas. Since the current passes through the two-dimensional hole gas, the resistance is lower than the case where the current flows in the lateral direction through the portion of the p-type GaN layer 607 where the two-dimensional hole gas is not formed. Less light is absorbed than when a conductive electrode is formed. Then, the p-type GaN layer 607 to the p-type GaN layer 606, the p-type Al 0.2 Ga 0.8 N layer 605 (20 nm) that is an electron blocking layer, the active layer 604, and the n-type GaN 603 that is an n-type cladding layer ( 250 nm), n-type GaN layer 602, n-type Al 0.8 In 0.2 N / GaN DBR (41.5 pairs) 601, GaN substrate 600 and n-side ohmic electrode 614 are passed in this order. Then, holes and electrons are injected into the active layer, light is emitted by recombination, and laser oscillation occurs. The oscillation wavelength was 420 nm.

(実施例7)
実施例7の半導体発光素子について説明する。図15は、実施例7の半導体発光素子を説明するための図である。図15(a)は、実施例7の半導体発光素子の概略断面図である。
(Example 7)
A semiconductor light emitting device of Example 7 will be described. FIG. 15 is a diagram for explaining the semiconductor light emitting element of Example 7. FIG. FIG. 15A is a schematic cross-sectional view of the semiconductor light emitting device of Example 7.

図15(a)に示されるように、実施例7の半導体発光素子は、面発光レーザ(VCSEL)である。実施例7の面発光レーザの半導体積層構造は、PA−MBEで結晶成長を行い形成した。   As shown in FIG. 15A, the semiconductor light emitting device of Example 7 is a surface emitting laser (VCSEL). The semiconductor laminated structure of the surface emitting laser of Example 7 was formed by crystal growth using PA-MBE.

面発光レーザの半導体積層構造は、c面のn型GaN基板上に、Ga極性方向<0001>方向に、第1の半導体積層構造7001及び第2の半導体積層構造7002がこの順に形成されている。   In the semiconductor multilayer structure of the surface emitting laser, a first semiconductor multilayer structure 7001 and a second semiconductor multilayer structure 7002 are formed in this order on the c-plane n-type GaN substrate in the Ga polarity direction <0001> direction. .

第1の半導体積層構造7001は、c面のn型GaN基板上に、Ga極性方向<0001>方向に積層された結晶成長したn型GaNコンタクト層700(160nm)、n型クラッド層であるn型GaN701(200nm)、多重量子井戸活性層である(In0.10Ga0.90N(5nm)/In0.01Ga0.99N(5nm) 5QW)702、電子ブロック層であるp型Al0.2Ga0.8N層703(20nm)及びp型クラッド層であるp型GaN層704(200nm)を含む。 The first semiconductor multilayer structure 7001 includes an n-type GaN contact layer 700 (160 nm) grown as a crystal and laminated in the Ga polarity direction <0001> direction on an c-plane n-type GaN substrate, and an n-type cladding layer n. Type GaN 701 (200 nm), multiple quantum well active layer (In 0.10 Ga 0.90 N (5 nm) / In 0.01 Ga 0.99 N (5 nm) 5QW) 702, p-type electron blocking layer An Al 0.2 Ga 0.8 N layer 703 (20 nm) and a p-type GaN layer 704 (200 nm) which is a p-type cladding layer are included.

第2の半導体積層構造7002は、第1の半導体積層構造7001上に積層されたアンドープGaN層705(50nm)、高抵抗Al0.3Ga0.7N層706(50nm)及びp型GaN層707(110nm)を含む。 The second semiconductor multilayer structure 7002 includes an undoped GaN layer 705 (50 nm), a high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 706 (50 nm), and a p-type GaN layer stacked on the first semiconductor multilayer structure 7001. 707 (110 nm).

アンドープGaN層705及び高抵抗Al0.3Ga0.7N層706には、φ8μmの孔があいており、その孔を通してp型クラッド層であるp型GaN層704及びp型GaN層707が連結している。 The undoped GaN layer 705 and the high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 706 have φ8 μm holes, and the p-type GaN layer 704 and the p-type GaN layer 707 that are p-type cladding layers are formed through the holes. It is connected.

半導体積層構造は、GaN基板から分離されており、n型GaNコンタクト層700下部とp型GaN層707上部には、TiO/SiO(7ペア)から成る誘電体多層膜DBR(710、711)が形成されている。n型GaNコンタクト層700には、Ti/Auが堆積されており、n側オーミック電極709が形成されている。また、p型GaN層707には、p側オーミック電極Ni/Au708が形成されている。
図15(b)は、図15(a)の第2の半導体積層構造7002の破線で囲まれた部分の分極構造を説明するための図である。
The semiconductor multilayer structure is separated from the GaN substrate, and a dielectric multilayer film DBR (710, 711) made of TiO 2 / SiO 2 (7 pairs) is formed below the n-type GaN contact layer 700 and the p-type GaN layer 707. ) Is formed. Ti / Au is deposited on the n-type GaN contact layer 700, and an n-side ohmic electrode 709 is formed. In addition, a p-side ohmic electrode Ni / Au 708 is formed on the p-type GaN layer 707.
FIG. 15B is a diagram for explaining a polarization structure of a portion surrounded by a broken line in the second semiconductor multilayer structure 7002 in FIG.

図15(b)に示されるように、アンドープのGaN層705上に成長した高抵抗Al0.3Ga0.7N層706は、格子歪によって、Ga極性面の側がマイナス、窒素極性面の側がプラスに分極する。この分極によって、GaN層705とAl0.3Ga0.7N層706との界面近傍のGaN層705には二次元電子ガスが形成される。一方、p型GaN層707とAl0.3Ga0.7N層706との界面近傍のGaN層707には二次元正孔ガスが形成される。 As shown in FIG. 15B, the high resistance Al 0.3 Ga 0.7 N layer 706 grown on the undoped GaN layer 705 has a negative polarity on the Ga polar plane side and a nitrogen polar plane side due to lattice distortion. The side is positively polarized. Due to this polarization, a two-dimensional electron gas is formed in the GaN layer 705 near the interface between the GaN layer 705 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 706. On the other hand, a two-dimensional hole gas is formed in the GaN layer 707 near the interface between the p-type GaN layer 707 and the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 706.

実施例7の面発光レーザでは、二次元正孔ガスを電流経路として作用させ、p側電極708から二次元正孔ガスを通して横方向に電流を流す。二次元正孔ガスを電流が通るので、p型GaN層707の二次元正孔ガスが形成されていない部分を横方向に電流を流す場合よりも抵抗が低く、また、従来のような透光性電極が形成される場合よりも光の吸収が少ない。そして、Al0.3Ga0.7N層706とアンドープのGaN層705が除去された領域でp型GaN層707からp型GaN層704に流れ、電子ブロック層p型Al0.2Ga0.8N層703、活性層702、n型GaN701、n型GaNコンタクト層700及びn側オーミック電極709の順に電流が流れる。そして、活性層に正孔と電子が注入されて再結合により発光し、レーザ発振する。発振波長は、420nmであった。 In the surface emitting laser of Example 7, a two-dimensional hole gas is caused to act as a current path, and a current is caused to flow laterally from the p-side electrode 708 through the two-dimensional hole gas. Since the current passes through the two-dimensional hole gas, the resistance is lower than the case where the current flows in the lateral direction through the portion of the p-type GaN layer 707 where the two-dimensional hole gas is not formed. Less light is absorbed than when a conductive electrode is formed. Then, it flows from the p-type GaN layer 707 to the p-type GaN layer 704 in the region where the Al 0.3 Ga 0.7 N layer 706 and the undoped GaN layer 705 are removed, and the electron blocking layer p-type Al 0.2 Ga 0. .8 A current flows through the N layer 703, the active layer 702, the n-type GaN 701, the n-type GaN contact layer 700, and the n-side ohmic electrode 709 in this order. Then, holes and electrons are injected into the active layer, light is emitted by recombination, and laser oscillation occurs. The oscillation wavelength was 420 nm.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said content does not limit the content of invention, Various deformation | transformation and improvement are possible within the scope of the present invention.

10 第1の半導体積層構造
11 n型半導体層
12 活性層
13 p型半導体層
20 第2の半導体積層構造
21 第1の13族窒化物半導体
22 第2の13族窒化物半導体
23 二次元正孔ガス
30 n側電極
40 p側電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st semiconductor laminated structure 11 n-type semiconductor layer 12 Active layer 13 p-type semiconductor layer 20 2nd semiconductor laminated structure 21 1st group 13 nitride semiconductor 22 2nd group 13 nitride semiconductor 23 Two-dimensional hole Gas 30 n-side electrode 40 p-side electrode

特許第5633435号公報Japanese Patent No. 5633435 特開2014−112654号公報JP 2014-112654 A 特許第5707742号公報Japanese Patent No. 5707742

Claims (14)

13族窒化物半導体により形成された第1の半導体積層構造であって、n型半導体層、活性層及びp型半導体層を含む第1の半導体積層構造と、
13族窒化物半導体により形成された第2の半導体積層構造であって、前記第1の半導体積層構造と接続され、二次元正孔ガスを形成する積層構造を有し、前記二次元正孔ガスを電流経路とする第2の半導体積層構造と、
前記第1の半導体積層構造に接続されたn側電極と、
前記第2の半導体積層構造に接続されたp側電極と、
を有する、
半導体発光素子。
A first semiconductor multilayer structure formed of a group 13 nitride semiconductor, the first semiconductor multilayer structure including an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer;
A second semiconductor multilayer structure formed of a group 13 nitride semiconductor, wherein the two-dimensional hole gas has a multilayer structure connected to the first semiconductor multilayer structure to form a two-dimensional hole gas; A second semiconductor multilayer structure with a current path as
An n-side electrode connected to the first semiconductor multilayer structure;
A p-side electrode connected to the second semiconductor multilayer structure;
Having
Semiconductor light emitting device.
前記n側電極と前記p側電極との間に電圧を印加することで、前記活性層に電子及び正孔を注入し、前記電子及び前記正孔の再結合によって発光する、
請求項1に記載の半導体発光素子。
By applying a voltage between the n-side electrode and the p-side electrode, electrons and holes are injected into the active layer, and light is emitted by recombination of the electrons and holes.
The semiconductor light emitting device according to claim 1.
前記第2の半導体積層構造のc軸方向は、前記第1の半導体積層構造のc軸方向と同一方向である、
請求項1又は2に記載の半導体発光素子。
The c-axis direction of the second semiconductor multilayer structure is the same direction as the c-axis direction of the first semiconductor multilayer structure.
The semiconductor light emitting element according to claim 1.
前記第2の半導体積層構造のc軸方向は、前記第1の半導体積層構造のc軸方向と反対方向である、
請求項1又は2に記載の半導体発光素子。
The c-axis direction of the second semiconductor multilayer structure is opposite to the c-axis direction of the first semiconductor multilayer structure.
The semiconductor light emitting element according to claim 1.
前記第2の半導体積層構造は、格子定数の異なる第1の13族窒化物半導体と第2の13族窒化物半導体とを含む、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
The second semiconductor multilayer structure includes a first group 13 nitride semiconductor and a second group 13 nitride semiconductor having different lattice constants.
The semiconductor light emitting element according to claim 1.
前記第1の半導体積層構造と前記第2の半導体積層構造とが積層されている方向に光を出射する、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
Emitting light in a direction in which the first semiconductor multilayer structure and the second semiconductor multilayer structure are stacked;
The semiconductor light emitting element according to claim 1.
多層膜反射ミラーを具備した垂直共振器構造を有する面発光レーザである、
請求項6に記載の半導体発光素子。
A surface emitting laser having a vertical cavity structure including a multilayer reflection mirror,
The semiconductor light emitting device according to claim 6.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体発光素子を光源とする照明装置。   The illuminating device which uses the semiconductor light-emitting device as described in any one of Claims 1 thru | or 7 as a light source. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体発光素子を光源とするヘッドライト。   A headlight using the semiconductor light-emitting device according to claim 1 as a light source. 請求項9に記載のヘッドライトを具備した移動体。   A moving body comprising the headlight according to claim 9. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体発光素子を光源とするイルミネーション装置。   An illumination apparatus using the semiconductor light-emitting element according to claim 1 as a light source. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体発光素子を光源とする映像装置。   An image device using the semiconductor light-emitting element according to claim 1 as a light source. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体発光素子を光源とする投射型映像装置。   A projection-type video apparatus using the semiconductor light-emitting element according to claim 1 as a light source. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体発光素子を光源とするプロジェクター。   The projector which uses the semiconductor light-emitting device as described in any one of Claims 1 thru | or 7 as a light source.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021187282A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Surface emitting laser
US11887846B2 (en) 2018-06-26 2024-01-30 Lam Research Corporation Deposition tool and method for depositing metal oxide films on organic materials
JP7453489B2 (en) 2018-05-24 2024-03-21 スタンレー電気株式会社 Wavelength conversion device and light emitting device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1146038A (en) * 1997-05-29 1999-02-16 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor laser element and manufacture of the same
JP2001148532A (en) * 1999-11-19 2001-05-29 Pioneer Electronic Corp Nitride semiconductor laser and manufacturing method therefor
JP2010512017A (en) * 2006-12-07 2010-04-15 韓國電子通信研究院 Method of manufacturing light emitting diode including current spreading layer
US20100187494A1 (en) * 2006-12-04 2010-07-29 Electronics And Telecommunications Research I Institute Nitride semiconductor-based light emitting devices
JP2011035042A (en) * 2009-07-30 2011-02-17 Kyocera Corp Light emitting element
JP2011530194A (en) * 2008-08-04 2011-12-15 ソラア インコーポレーテッド White light device using non-polarizable or semipolar gallium containing materials and phosphors
JP2013131697A (en) * 2011-12-22 2013-07-04 Sharp Corp Nitride semiconductor light-emitting element and nitride semiconductor light-emitting element manufacturing method
JP2015088532A (en) * 2013-10-29 2015-05-07 日亜化学工業株式会社 Method for manufacturing nitride semiconductor device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1146038A (en) * 1997-05-29 1999-02-16 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor laser element and manufacture of the same
JP2001148532A (en) * 1999-11-19 2001-05-29 Pioneer Electronic Corp Nitride semiconductor laser and manufacturing method therefor
US20100187494A1 (en) * 2006-12-04 2010-07-29 Electronics And Telecommunications Research I Institute Nitride semiconductor-based light emitting devices
JP2010512017A (en) * 2006-12-07 2010-04-15 韓國電子通信研究院 Method of manufacturing light emitting diode including current spreading layer
JP2011530194A (en) * 2008-08-04 2011-12-15 ソラア インコーポレーテッド White light device using non-polarizable or semipolar gallium containing materials and phosphors
JP2011035042A (en) * 2009-07-30 2011-02-17 Kyocera Corp Light emitting element
JP2013131697A (en) * 2011-12-22 2013-07-04 Sharp Corp Nitride semiconductor light-emitting element and nitride semiconductor light-emitting element manufacturing method
JP2015088532A (en) * 2013-10-29 2015-05-07 日亜化学工業株式会社 Method for manufacturing nitride semiconductor device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PUCHENG LIU ET AL.: ""Characterization of two-dimensional hole gas at GaN/AlGaN heterointerface"", THE 1ST IEEE WORKSHOP ON WIDE BANDGAP POWER DEVICES AND APPLICATIONS, JPN6020027262, 27 October 2013 (2013-10-27), pages 155 - 158, ISSN: 0004314676 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7453489B2 (en) 2018-05-24 2024-03-21 スタンレー電気株式会社 Wavelength conversion device and light emitting device
US11887846B2 (en) 2018-06-26 2024-01-30 Lam Research Corporation Deposition tool and method for depositing metal oxide films on organic materials
WO2021187282A1 (en) * 2020-03-19 2021-09-23 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Surface emitting laser

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