JP4341702B2 - Iii族窒化物系半導体発光素子 - Google Patents
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Description
本発明に係るIII族窒化物系半導体発光素子では、前記第3のp型Al Z Ga 1−Z N層はGaNからなると共に、前記第2のp型Al Y Ga 1−Y N層はGaNからなることができる。また、本発明に係るIII族窒化物系半導体発光素子では、前記第1のp型Al X Ga 1−X N層はAlGaNからなることができる。
図1は、本実施の形態に係るIII族窒化物系半導体発光素子を概略的に示す図面である。III族窒化物系半導体発光素子11としては、例えば面発光の発光ダイオードがある。III族窒化物系半導体発光素子11は、n型窒化ガリウム系半導体層13と、第1のp型AlXGa1−XN(0≦X<1)層15と、InGaN層を含む活性層17と、第2のp型AlYGa1−YN(0≦Y≦X<1)層19と、第3のp型AlZGa1−ZN(0≦Z≦Y≦X<1)層21と、電極23とを備える。第1のp型AlXGa1−XN層(以下、p型AlXGa1−XN層と記す)15は、InGaN活性層17上に設けられている。第2のp型AlYGa1−YN層(以下、p型AlYGa1−YN層と記す)19は、p型AlXGa1−XN層15上に設けられている。第3のp型AlZGa1−ZN層(以下、p型AlZGa1−ZN層と記す)21は、p型AlYGa1−YN層19上に設けられている。電極23は、p型AlZGa1−ZN層21に接触しており、例えばアノード電極である。この接触は、好ましくはオーミック接触である。p型AlYGa1−YN層19のp型ドーパント濃度NP19は、p型AlXGa1−XN層15のp型ドーパント濃度NP15より大きい。また、p型ドーパント濃度NP19は、p型AlZGa1−ZN層21のp型ドーパント濃度NP21より大きい。
発光ダイオード(LED)を作製した。n型GaN基板を準備した。引き続く結晶成長では、例えば有機金属気相成長(OMVPE)法を用いた。OMVPEの原料としては、ガリウム原料としてトリメチルガリウム(TMGa)、インジウム原料としてトリメチルインジウム(TMIn)、アルミニウム原料としてトリメチルアルミニウム(TMAl)を用い、窒素原料としてアンモニアを用いた。キャリアガスとして、水素、窒素を用いた。p型ドーパントとしてビスシクロペンタディエニルマグネシウム(Cp2Mg)を用い、n型ドーパントとしてモノメチルシラン(CH3SiH3)を用いた。
A 通常Mg濃度/高Mg濃度2層 5mW 468nm 3.3V 7E-3Ωcm2
R1 通常Mg濃度1層 4mW 470nm 3.3V 7E-3Ωcm2
R2 高Mg濃度1層 4.8mW 465nm 3.7V 8E-2Ωcm2
駆動電圧は、直流電流20mAを通電した時の値として測定した。
Claims (8)
- n型窒化ガリウム系半導体層と、
第1のp型AlXGa1−XN(0≦X<1)層と、
前記n型窒化ガリウム系半導体層と前記第1のp型AlXGa1−XN層との間に設けられInGaN層を含む発光層と、
前記第1のp型AlXGa1−XN層上に設けられた第2のp型AlYGa1−YN(0≦Y≦X<1)層と、
前記第2のp型AlYGa1−YN層上に設けられた第3のp型AlZGa1−ZN層(0≦Z≦Y≦X<1)と、
前記第3のp型AlZGa1−ZN層に接触するp電極と
を備え、
前記第1のp型Al X Ga 1−X N層は前記第2のp型Al Y Ga 1−Y N層に接しており、
前記第2のp型Al Y Ga 1−Y N層は前記第3のp型Al Z Ga 1−Z N層に接しており、
前記第1のp型Al X Ga 1−X N層は前記発光層に接しており、
前記第1のp型Al X Ga 1−X N層は電子ブロック層であり、
前記第1のp型Al X Ga 1−X N層のp型ドーパント濃度は、1×10 19 cm −3 以上であり、
前記第2のp型AlYGa1−YN層のp型ドーパント濃度は、前記第1のp型AlXGa1−XN層および前記第3のp型AlZGa1−ZN層のp型ドーパント濃度より大きい、ことを特徴とするIII族窒化物系半導体発光素子。 - 前記第2のp型AlYGa1−YN層のp型ドーパント濃度は、1×1020cm−3以上である、ことを特徴とする請求項1に記載されたIII族窒化物系半導体発光素子。
- 前記第3のp型AlZGa1−ZN層のp型ドーパント濃度は、1×1019cm−3以上であり、1×1020cm−3以下である、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載されたIII族窒化物系半導体発光素子。
- 前記第1のp型AlYGa1−YN層のp型ドーパント濃度は、1×1020cm−3以下である、ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載されたIII族窒化物系半導体発光素子。
- 前記第3のp型Al Z Ga 1−Z N層はGaNからなると共に、前記第2のp型AlYGa1−YN層はGaNからなる、ことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載されたIII族窒化物系半導体発光素子。
- 前記第1のp型AlXGa1−XN層はGaNからなる、ことを特徴とする請求項5に記載されたIII族窒化物系半導体発光素子。
- 前記第1のp型Al X Ga 1−X N層はAlGaNからなる、ことを特徴とする請求項5に記載されたIII族窒化物系半導体発光素子。
- 前記第1のp型AlXGa1−XN層のp型ドーパントはBe、Mg、Znの少なくとも一つであり、
前記第2のp型AlYGa1−YN層のp型ドーパントはBe、Mg、Znの少なくとも一つであり、
前記第3のp型AlZGa1−ZN層のp型ドーパントはBe、Mg、Znの少なくとも一つである、ことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載されたIII族窒化物系半導体発光素子。
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