JP2019102689A - 窒化物半導体発光素子 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の形態について、図1及び図2を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。また、各図面における各構成要素の寸法比は、必ずしも実際の窒化物半導体発光素子の寸法比と一致するものではない。
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る発光素子1では、圧縮歪を補償する歪補償層86を含むトンネルジャンクション80を備えている。これにより、高い発光効率を実現しつつ、トンネルジャンクション80の歪みを抑制することにより結晶品質の低下を抑制することが可能となる。また、結晶品質の低下が抑制されることにより、転位の発生が抑制されることが期待できる。さらに、トンネルジャンクション80の歪みが抑制されることにより、活性層へのホールの注入効率の低下が抑制され、その結果、低駆動電圧で駆動できるようになることが期待される。またさらに、トンネルジャンクション80の歪みが抑制されることにより、トンネルジャンクション80での電圧上昇が抑制され、その結果、発光素子1の寿命を長きできることが期待できる。
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
[2]前記トンネルジャンクション(80)は、前記p型クラッド層(70)側に位置するp型の半導体を含むp型層(82)と、前記n型半導体層(90)側に位置するn型の半導体を含むn型層(84)とを含み、前記歪補償層(86)は、前記p型層(82)及びn型層(84)の間に設けられている、前記[1]に記載の窒化物半導体発光素子(1)。
[3]前記歪補償層(86)は、前記p型層(82)及びn型層(84)に生じる圧縮方向の歪みを相殺する方向の引張方向の歪みを有する、前記[2]に記載の窒化物半導体発光素子(1)。
[4]前記歪補償層(86)は、前記p型半導体のAl組成比及び前記n型半導体のAl組成比よりも大きいAl組成比を有する材料により形成されている、前記[2]又は[3]に記載の窒化物半導体発光素子(1)。
[5]前記p型層(82)は、p型のAlaInbGa1−a―bN(0≦a≦0.2、0≦b≦0.2)により形成されている、前記[1]から[4]のいずれか1つに記載の窒化物半導体発光素子(1)。
[6]前記n型層(84)は、n型のAlcIndGa1−c―dN(0≦c≦0.2、0≦d≦0.2)により形成されている、前記[1]から[5]のいずれか1つに記載の窒化物半導体発光素子(1)。
[7]前記歪補償層(86)は、AlzGa1−zN(0.8≦z≦1.0)により形成されている、前記[1]から[6]のいずれか1つに記載の窒化物半導体発光素子(1)。
[8]前記歪補償層(86)は、5nm以下の厚さを有する、前記[1]から[7]のいずれか1つに記載の窒化物半導体発光素子(1)。
[9]前記p型層(82)は、10nm以下の厚さを有する、前記[1]から[8]のいずれか1つに記載の窒化物半導体発光素子(1)。
[10]前記n型層(84)は、10nm以下の厚さを有する、前記[1]から[9]のいずれか1つに記載の窒化物半導体発光素子(1)。
2…下地構造部
10…基板
20…バッファ層
22…AlN層
24…u−AlpGa1−pN層
30…n型クラッド層
40 中間層
50…活性層
52,52a,52b,52c…障壁層
54,54a,54b,54c…井戸層
60…電子ブロック層
70…p型クラッド層
80…トンネルジャンクション
82…p型層
84…n型層
86…歪補償層
90…n型半導体層
100…カソード電極
120…アノード電極
Claims (10)
- p型AlGaNによって形成されたp型クラッド層と、
前記p型クラッド層上に位置して、前記p型クラッド層にn型の半導体を含むn型半導体層をトンネル接合させるトンネルジャンクションと
を含む窒化物半導体発光素子であって、
前記トンネルジャンクションは、該トンネルジャンクションの圧縮歪を補償する歪補償層を含む、
窒化物半導体発光素子。 - 前記トンネルジャンクションは、前記p型クラッド層側に位置するp型の半導体を含むp型層と、前記n型半導体層側に位置するn型の半導体を含むn型層とを含み、
前記歪補償層は、前記p型層及び前記n型層の間に設けられている、
請求項1に記載の窒化物半導体発光素子。 - 前記歪補償層は、前記p型層及び前記n型層に生じる圧縮方向の歪みを相殺する方向の引張方向の歪みを有する、
請求項2に記載の窒化物半導体発光素子。 - 前記歪補償層は、前記p型半導体のAl組成比及び前記n型半導体のAl組成比よりも大きいAl組成比を有する材料により形成されている、
請求項2又は3に記載の窒化物半導体発光素子。 - 前記p型層は、p型のAlaInbGa1−a―bN(0≦a≦0.2、0≦b≦0.2)により形成されている、
請求項1から4のいずれか1項に記載の窒化物半導体発光素子。 - 前記n型層は、n型のAlcIndGa1−c―dN(0≦c≦0.2、0≦d≦0.2)により形成されている、
請求項1から5のいずれか1項に記載の窒化物半導体発光素子。 - 前記歪補償層は、AlzGa1−zN(0.8≦z≦1.0)により形成されている、
請求項1から6のいずれか1項に記載の窒化物半導体発光素子。 - 前記歪補償層は、5nm以下の厚さを有する、
請求項1から7のいずれか1項に記載の窒化物半導体発光素子。 - 前記p型層は、10nm以下の厚さを有する、
請求項1から8のいずれか1項に記載の窒化物半導体発光素子。 - 前記n型層は、10nm以下の厚さを有する、
請求項1から9のいずれか1項に記載の窒化物半導体発光素子。
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