JP5400001B2 - III-nitride semiconductor deep ultraviolet light emitting device structure - Google Patents
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本発明は、深紫外発光素子構造に係り、より詳細には、III族窒化物半導体を使用した深紫外発光素子構造に関する。 The present invention relates to a deep ultraviolet light emitting element structure, and more particularly to a deep ultraviolet light emitting element structure using a group III nitride semiconductor.
III族窒化物半導体である窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)系半導体を使用して深紫外発光素子を作製する際、活性層にはAlGaN井戸層とそれよりもAl組成が高いAlGaN障壁層からなるAlGaN多重量子井戸構造が利用されてきた。しかし、AlGaN多重量子井戸の深紫外発光素子では、AlGaN井戸層に多くの点欠陥や転位などの結晶欠陥が導入されやすい、Al組成の増加にともない成長表面として一般的に使用される(0001)面方向への発光が弱くなる、AlGaNの混晶組成ゆらぎに由来して発光波長が不均一になりやすい、AlGaN井戸層とAlGaN障壁層のバンドギャップ差が小さいため、発光効率は数%程度と低い、などの問題がある。 When fabricating a deep ultraviolet light emitting device using an aluminum gallium nitride (AlGaN) -based semiconductor, which is a group III nitride semiconductor, an AlGaN multiple layer comprising an AlGaN well layer and an AlGaN barrier layer having a higher Al composition as the active layer. Quantum well structures have been used. However, in AlGaN multiple quantum well deep ultraviolet light emitting devices, many crystal defects such as point defects and dislocations are likely to be introduced into the AlGaN well layer, and it is generally used as a growth surface as the Al composition increases (0001). Light emission in the surface direction is weak, the emission wavelength is likely to be non-uniform due to fluctuations in the mixed crystal composition of AlGaN, and the difference in band gap between the AlGaN well layer and the AlGaN barrier layer is small. There are problems such as low.
以下に、発光層にAlGaN多重量子井戸構造を使用した深紫外発光素子に関するA.Khan他の報告(非特許文献1参照。)について述べる。図1に、報告されているAlGaN多重量子井戸構造を使用した深紫外発光素子100の構造を示す。この報告例では、発光ダイオード(LED:Light−emitting diode)を有機金属気相成長(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法により作製している。基板にはAl2O3(0001)面101を使用している。まず、AlNバッファ層102、アンドープAlN/AlGaN超格子層103、n型AlGaN層104、発光層としてAlGaN多重量子井戸層105、p型AlGaN層106、p型GaN層107を成長した。ドライエッチングによりメサ構造を形成し、n型電極108をn型AlGaN層104上に、p型電極109をp型GaN層107上に形成している。波長280nm以下の深紫外領域での発光効率は1%以下と低い。
A deep ultraviolet light emitting device using an AlGaN multiple quantum well structure for the light emitting layer is described below. A report by Khan et al. (See Non-Patent Document 1) will be described. FIG. 1 shows the structure of a deep ultraviolet
また、H.Hirayama他 (非特許文献2参照。)から報告されているように、AlGaN多重量子井戸層105のAlGaN障壁層102はAlGaN井戸層104よりも、Al組成が15%程度しか高くないためバンドオフセットが小さく、キャリアを十分に閉じ込めることができないため発光効率が低い。また、AlGaN多重量子井戸構造105のAl組成が高くなるほど、つまり、発光波長が短くなるほど発光効率は低下する。このように、AlGaN多重量子井戸105を使用した従来構造では、発光効率が高く、波長の短い深紫外発光素子を作製することはできない。
H. As reported by Hirayama et al. (See Non-Patent Document 2), the AlGaN
本発明は、高い発光効率を得ることができるIII族窒化物半導体の深紫外発光素子構造を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a group III nitride semiconductor deep ultraviolet light emitting element structure capable of obtaining high luminous efficiency.
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載されたIII族窒化物半導体の深紫外発光素子構造は、AlGaN障壁層とGaN井戸層とからなるAlGaN/GaN短周期超格子層と、上記AlGaN/GaN短周期超格子層を上下に挟むように配置されるn型AlGaN層およびp型AlGaN層とを備えた発光波長が220−280nmであるIII族窒化物半導体の深紫外発光素子構造であって、上記AlGaN/GaN短周期超格子層の上記AlGaN障壁層のAl組成、上記n型AlGaN層のAl組成、上記p型AlGaN層のAl組成が70%以上であり、上記AlGaN/GaN短周期超格子層の上記GaN井戸層の膜厚が0.75nm以下であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, a deep ultraviolet light emitting device structure of a group III nitride semiconductor according to
AlGaN障壁層とGaN井戸層からなるAlGaN/GaN短周期超格子層をn型AlGaN層およびp型AlGaN層で挟んだ深紫外発光素子構造は、発光層として働くGaN井戸層を大きなバンドオフセットを有するAlGaN障壁層により短周期超格子を形成している。このため、欠陥が少なく、(0001)面方向への発光が強く、混晶組成ゆらぎが発生しないGaN井戸層を発光層として使用することが可能となること、GaN井戸層とAlGaN障壁層の大きなバンドオフセットによりキャリアを強く閉じ込めることが可能となることにより、高い発光効率を有する波長220−280nmの深紫外半導体発光素子を作製することができるようになる。 A deep ultraviolet light-emitting device structure in which an AlGaN / GaN short-period superlattice layer composed of an AlGaN barrier layer and a GaN well layer is sandwiched between an n-type AlGaN layer and a p-type AlGaN layer has a large band offset in the GaN well layer serving as the light-emitting layer A short period superlattice is formed by the AlGaN barrier layer. For this reason, it is possible to use a GaN well layer with few defects, strong light emission in the (0001) plane direction and no mixed crystal composition fluctuation as a light emitting layer, and a large GaN well layer and AlGaN barrier layer. By making it possible to strongly confine carriers by the band offset, it becomes possible to manufacture a deep ultraviolet semiconductor light emitting element having a wavelength of 220 to 280 nm and having a high light emission efficiency.
以上のように、本発明のIII族窒化物半導体の深紫外発光素子構造は、AlGaN障壁層とGaN井戸層からなるAlGaN/GaN短周期超格子層をn型AlGaN層およびp型AlGaN層で挟んだ構成とすることにより、発光効率の高い、波長220−280nmの深紫外発光素子構造を作製することができるようになる。 As described above, the group III nitride semiconductor deep ultraviolet light emitting device structure of the present invention has an AlGaN / GaN short-period superlattice layer composed of an AlGaN barrier layer and a GaN well layer sandwiched between an n-type AlGaN layer and a p-type AlGaN layer. With this configuration, a deep ultraviolet light-emitting element structure with a wavelength of 220 to 280 nm with high luminous efficiency can be manufactured.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<実施例1>
まず、本発明の実施例1について、図2乃至図4を参照して説明する。
図2は、本発明の実施例1に係るIII族窒化物半導体の深紫外発光素子構造の1例として、AlGaN/GaN短周期超格子204のAlGaN障壁層にAlN層202、n型AlGaN層にn型AlN層203、p型AlGaN層にp型AlN層205を使用した場合の構造図である。
<Example 1>
First,
FIG. 2 shows an example of a group III nitride semiconductor deep ultraviolet light emitting device structure according to Example 1 of the present invention, in which an AlN barrier layer of an AlGaN / GaN
図2に示す、AlN/GaN短周期超格子を使用した深紫外発光素子200は、有機金属気相成長法(MOCVD法)により作製した。Al原料としてトリメチルアルミニウム(TMA)、Ga原料としてトリメチルガリウム(TMG)、N原料としてアンモニア(NH3)を使用した。不純物ドーピング用のシリコン(Si)原料としてシラン(SiH4)、Mg原料としてビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を使用した。
まず、サファイア(0001)基板上201に、1300℃でアンドープAlNバッファ層(膜厚1μm)202、1200℃でn型SiドープAlN層(膜厚1μm、Si濃度1×1019cm-3)203、1000℃でAlN障壁層(膜厚1.8nm)とGaN井戸層(膜厚0.48nm)からなる30周期のAlN/GaN短周期超格子層204、1200℃でp型MgドープAlN層(膜厚20 nm、Mg濃度1×1019cm-3)205の順にエピタキシャル成長した。GaN井戸層204はAlN障壁層ならびにn型SiドープAlN層に対してコヒーレントにエピタキシャル成長しており、ミスフィット転位などの欠陥は発生せず、GaN井戸層には大きな圧縮歪が内在している。なお、n型SiドープAlN層203およびp型MgドープAlN層205では良好な電気伝導性を得るために、残留酸素濃度を5×1017cm-3以下に低減している。続いて、塩素ガスを使用したドライエッチングにより、メサ構造を形成する。メサ上部のp型MgドープAlN層205にNi/Au電極207を形成し、露出したn型SiドープAlN層203上にTi/Al/Ti/Au電極206を形成した。本素子の発光波長は256nmである。AlN/GaN短周期超格子では、発光波長はAlN障壁層とGaN井戸層の膜厚でのみ制御できる。
The deep ultraviolet
First, an undoped AlN buffer layer (
また、比較のため、従来のAlGaN多重量子井戸を使用した波長256nm深紫外発光素子300を作製した。図3に作製した深紫外発光素子300の構造を示す。作製方法は、上記と同様である。まず、サファイア(0001)基板301上に、1300℃でアンドープAlNバッファ層(膜厚1μm)302、1200℃でn型SiドープAlGaN層(Al組成80%、膜厚1μm、Si濃度1×1019cm-3)303、1000℃でAlGaN障壁層(Al組成80%、膜厚2.5nm)とAlGaN井戸層(Al組成60%、膜厚1.5nm)からなる10周期のAlGaN多重量子井戸層304、1200℃でp型MgドープAlGaN層(Al組成80%、膜厚20nm、Mg濃度1×1019cm-3)305の順にエピタキシャル成長した。なお、n型SiドープAlGaN層303およびp型MgドープAlGaN層305では良好な電気伝導性を得るために、残留酸素濃度を5×1017cm-3以下に低減している。続いて、塩素ガスを使用したドライエッチングにより、メサ構造を形成する。メサ上部のp型MgドープAlGaN層305にNi/Au電極307を形成し、露出したn型SiドープAlGaN層上にTi/Al/Ti/Au電極306を形成した。なお、AlGaN多重量子井戸304の場合は、発光波長の制御はAlGaN障壁層のAl組成と膜厚、AlGaN井戸層のAl組成と膜厚と多くのパラメータを調整するため困難である。
For comparison, a deep ultraviolet
従来のAlGaN多重量子井戸よりも本発明のAlGaN/GaN短周期超格子を活性層として使用することにより、発光効率は約5倍増加した。なお、本実施例では基板にサファイア(0001)面を使用したが、AlN(0001)面やSiC(0001)面を使用した場合も同様に発光効率は増加する。 By using the AlGaN / GaN short-period superlattice of the present invention as an active layer compared to the conventional AlGaN multiple quantum well, the luminous efficiency is increased about 5 times. In this embodiment, the sapphire (0001) plane is used for the substrate, but the luminous efficiency is also increased when an AlN (0001) plane or SiC (0001) plane is used.
従来のAlGaN多重量子井戸よりも本発明のAlN/GaN短周期超格子を深紫外発光素子の活性層に使用することで、高い発光効率が得られる理由を説明する。図4に(A)AlGaN多重量子井戸、(B)AlN/GaN短周期超格子のエネルギーバンドの概略図を示す。(A)のAlGaN多重量子井戸の場合、AlGaN井戸層でキャリアである電子と正孔が輻射再結合することで発光する。AlGaNは、Al組成が高いほど、点欠陥や転位などの結晶欠陥が発生しやすい。これらの欠陥でキャリアは非輻射再結合するため、これらの欠陥が多いと発光効率は低下する。また、深紫外発光のために高いAl組成を必要とするAlGaN多重量子井戸では、Al組成が高いほど(0001)面方向への発光は弱くなる。さらに、AlGaN多重量子井戸では、伝導帯のバンドオフセットと価電子帯のバンドオフセットは小さいため、井戸層でのキャリア(電子と正孔)の閉じ込めが弱いため、キャリアは発光せずに井戸層の外へ逃げてしまう。例えば、本実施例のAlGaN多重量子井戸層の波長256nm深紫外発光素子では、伝導帯のバンドオフセットは0.3eV、価電子帯のバンドオフセットは0.1eVと小さい。 The reason why high luminous efficiency can be obtained by using the AlN / GaN short period superlattice of the present invention for the active layer of the deep ultraviolet light emitting device than the conventional AlGaN multiple quantum well will be described. FIG. 4 shows a schematic diagram of energy bands of (A) AlGaN multiple quantum well and (B) AlN / GaN short period superlattice. In the case of the AlGaN multiple quantum well (A), light is emitted by radiative recombination of electrons and holes which are carriers in the AlGaN well layer. In AlGaN, as the Al composition is higher, crystal defects such as point defects and dislocations are more likely to occur. Since these defects cause non-radiative recombination of carriers, the emission efficiency decreases if there are many of these defects. In addition, in an AlGaN multiple quantum well that requires a high Al composition for deep ultraviolet light emission, light emission in the (0001) plane direction becomes weaker as the Al composition becomes higher. Furthermore, in the AlGaN multiple quantum well, the band offset of the conduction band and the band offset of the valence band are small, so that the confinement of carriers (electrons and holes) in the well layer is weak, so the carriers do not emit light and the well layer does not emit light. Escape outside. For example, in the AlGaN multiple quantum well layer 256 nm deep ultraviolet light emitting device of this example, the band offset of the conduction band is as small as 0.3 eV and the band offset of the valence band is as small as 0.1 eV.
一方、(B)のAlN/GaN短周期超格子の場合、GaN井戸層でキャリアである電子と正孔が輻射再結合することで発光する。GaNは、Alを含んでいない二元材料であり、点欠陥や転位などの結晶欠陥が発生しにくい。また、GaNは、AlGaNと比べて、(0001)面方向への発光が強い。さらに、AlN/GaN短周期超格子では、バンドギャップが小さいGaNを井戸層に使用しているため、伝導帯のバンドオフセットは1.95eV、価電子帯のバンドオフセットは0.65eVと大きく、井戸層にキャリアが強く閉じ込められるため、効率的に発光する。このため、AlN/GaN短周期超格子を使用することにより、高い発光効率が得られる。以上、本発明により、発光効率の高い深紫外発光素子構造が実現する。 On the other hand, in the case of the AlN / GaN short-period superlattice (B), light is emitted by radiative recombination of electrons and holes which are carriers in the GaN well layer. GaN is a binary material that does not contain Al, and crystal defects such as point defects and dislocations are unlikely to occur. In addition, GaN emits more light in the (0001) plane direction than AlGaN. Furthermore, since the AlN / GaN short period superlattice uses GaN with a small band gap for the well layer, the band offset of the conduction band is 1.95 eV and the band offset of the valence band is as large as 0.65 eV. Since carriers are strongly confined in the layer, light is emitted efficiently. For this reason, high luminous efficiency can be obtained by using an AlN / GaN short period superlattice. As described above, according to the present invention, a deep ultraviolet light emitting element structure with high luminous efficiency is realized.
<実施例2>
次に、本発明の実施例2について、図5、図6を参照して説明する。
図5は、本発明の実施例2に係るIII族窒化物半導体の深紫外発光素子構造の1例として、AlGaN/GaN短周期超格子層504のAlGaN障壁層502、n型AlGaN層503、p型AlGaN層505のAl組成と発光特性の関係について説明する。作製した深紫外発光素子構造の構造図である。作製手順は、実施例1と同様である。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 shows an
図6に、AlGaN/GaN短周期超格子層504のAlGaN障壁層、n型AlGaN層503、p型AlGaN層505のAl組成と、深紫外光素子の発光効率との関係を示す。図6からわかるように、Al組成が増加するに従い、発光効率は増加する。これは、Al組成が高いほど、AlGaN/GaN短周期超格子領域でのキャリアの閉じ込めを強くできるからである。そして、AlGaN/GaN短周期超格子では、深紫外発光が得られる高いAl組成において、従来構造であるAlGaN多重量子井戸よりも高い発光効率が得られる。特に、それぞれのAl組成が70%以上の場合に、Al組成が100%の場合と同様の高い発光効率が得られる。なお、AlGaN障壁層502、n型AlGaN層503、p型AlGaN層505のAl組成がそれぞれ異なる場合でも、それぞれのAl組成が70%以上であれば、同様に高い発光効率が得られる。
FIG. 6 shows the relationship between the Al composition of the AlGaN barrier layer of the AlGaN / GaN short-
次に、AlGaN/GaN短周期超格子層504のAlGaN障壁層502、n型AlGaN層503、p型AlGaN層505のAl組成と発光波長を説明する。Al組成が70%以上の場合、発光波長はAl組成にほとんど依存しない。これは、Al組成が70%以上の場合、AlGaN障壁層とGaN井戸層のバンドオフセットが十分に大きいことにより、Al組成による量子準位の変化が小さいため、発光波長の変化が小さくなるためである。このように、AlGaN/GaN短周期超格子層504では、Al組成が変動したとしても発光波長の変化は小さく、発光波長の制御性は高い。一方、従来のAlGaN多重量子井戸105では、発光波長はAlGaN井戸層ならびに障壁層のAl組成に強く依存するので、Al組成が変動した場合に発光波長の変化は大きく、発光波長の制御が困難である。
Next, the Al composition and emission wavelength of the
<実施例3>
次に、本発明の実施例3について、図7、図8を参照して説明する。
まず、GaN井戸層の膜厚と深紫外発光素子の発光特性の関係について説明する。本実施例では図2に示したAlGaN/GaN短周期超格子層204のAlGaN障壁層としてAlN障壁層(Al組成100%)202、n型AlGaN層としてn型AlN層(Al組成100%)203、p型AlGaN層としてp型AlN層(Al組成100%)205の場合を例に説明する。作製手順は、実施例1と同様である。
<Example 3>
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the relationship between the film thickness of the GaN well layer and the light emission characteristics of the deep ultraviolet light emitting element will be described. In this embodiment, an AlN barrier layer (
図7に、AlN/GaN短周期超格子層のGaN井戸層の膜厚と深紫外発光素子の発光波長との関係を示す。図7からわかるように、GaN井戸層の膜厚が0.75nm以下の場合に、波長280nm以下の深紫外発光が得られる。GaN井戸層の膜厚が減少するにしたがい、発光波長は短波長化する。GaN井戸層の膜厚が0.15nmの時に波長220nmの深紫外発光が得られる。このように、AlN/GaN短周期超格子では、GaN井戸層の膜厚でのみ発光波長を調整することができるため、発光波長の制御性は高い。 FIG. 7 shows the relationship between the film thickness of the GaN well layer of the AlN / GaN short period superlattice layer and the emission wavelength of the deep ultraviolet light emitting element. As can be seen from FIG. 7, when the film thickness of the GaN well layer is 0.75 nm or less, deep ultraviolet light emission with a wavelength of 280 nm or less is obtained. As the thickness of the GaN well layer decreases, the emission wavelength decreases. When the film thickness of the GaN well layer is 0.15 nm, deep ultraviolet light emission with a wavelength of 220 nm is obtained. Thus, in the AlN / GaN short period superlattice, the emission wavelength can be adjusted only by the film thickness of the GaN well layer, and therefore the controllability of the emission wavelength is high.
図8に、AlN/GaN短周期超格子層のGaN井戸層の膜厚と、深紫外発光素子の発光効率との関係を示す。図8からわかるように、GaN井戸層の膜厚を1nm以下とすると従来構造よりも発光効率が高くなる。特に、GaN井戸層の膜厚が0.75nm以下の場合に高い発光効率が得られる。一方、GaN井戸層の膜厚が0.75nm以上の場合、GaN井戸層の膜厚が増加するとともに発光効率は急激に低下する。さらに、GaN井戸層の膜厚が0.75nm以上の場合、AlN/GaN短周期超格子層の量子準位間からの深紫外発光以外に、近紫外や可視の領域に欠陥に由来する発光が観測されるようになり、発光ピークの単色性が劣化した。このように、AlN/GaN短周期超格子層では、従来のAlGaN多重量子井戸で使用される井戸層の膜厚よりも薄くすることにより単色性の優れた発光が得られる。なお、AlGaN障壁層の膜厚が0.24nm以上において、キャリアをGaN井戸層に閉じ込めることができるため、高発光効率で単色性の良い深紫外発光が得られる。 FIG. 8 shows the relationship between the film thickness of the GaN well layer of the AlN / GaN short period superlattice layer and the luminous efficiency of the deep ultraviolet light emitting element. As can be seen from FIG. 8, when the film thickness of the GaN well layer is 1 nm or less, the luminous efficiency is higher than that of the conventional structure. In particular, high luminous efficiency can be obtained when the film thickness of the GaN well layer is 0.75 nm or less. On the other hand, when the film thickness of the GaN well layer is 0.75 nm or more, the light emission efficiency rapidly decreases as the film thickness of the GaN well layer increases. Furthermore, when the film thickness of the GaN well layer is 0.75 nm or more, in addition to deep ultraviolet light emission between the quantum levels of the AlN / GaN short period superlattice layer, light emission derived from defects occurs in the near ultraviolet or visible region. As a result, the monochromaticity of the emission peak deteriorated. Thus, in the AlN / GaN short-period superlattice layer, light emission with excellent monochromaticity can be obtained by making it thinner than the thickness of the well layer used in the conventional AlGaN multiple quantum well. In addition, since the carrier can be confined in the GaN well layer when the film thickness of the AlGaN barrier layer is 0.24 nm or more, deep ultraviolet light emission with high emission efficiency and good monochromaticity can be obtained.
X線回折測定より、GaN井戸層の膜厚が0.75nm以下の場合、GaN井戸層はAlN障壁層ならびにn型SiドープAlN層に対してコヒーレントにエピタキシャル成長しており、GaN井戸層には大きな圧縮歪が内在していることを確認した。また、光学顕微鏡観察より、成長表面は平坦であった。一方、GaN井戸層の膜厚が0.75nm以上の場合、ミスフィット転位などの欠陥が生成されることにより、GaN井戸層は格子緩和している。また、光学顕微鏡観察より、成長表面に3次元的な島が形成されており、平坦性が悪くなっていることがわかった。 From the X-ray diffraction measurement, when the thickness of the GaN well layer is 0.75 nm or less, the GaN well layer is epitaxially grown coherently with respect to the AlN barrier layer and the n-type Si-doped AlN layer, and the GaN well layer has a large thickness. It was confirmed that compression strain was inherent. Moreover, the growth surface was flat from the optical microscope observation. On the other hand, when the film thickness of the GaN well layer is 0.75 nm or more, defects such as misfit dislocations are generated, so that the GaN well layer is lattice-relaxed. Further, from observation with an optical microscope, it was found that a three-dimensional island was formed on the growth surface and the flatness was poor.
本実施例では、AlGaN/GaN短周期超格子のAlGaN障壁層のAl組成が100%(つまりAlN障壁層)の場合、n型AlGaN層のAl組成が100%(つまりn型AlN層)の場合、p型AlGaN層のAl組成が100%(つまりp型AlN層)の場合の深紫外発光素子構造を例に説明したが、AlGaN/GaN短周期超格子のAlGaN障壁層のAl組成、n型AlGaN層のAl組成、p型AlGaN層のAl組成が、それぞれ70%以上の場合には、同様の発光波長と発光効率が得られる。なお、AlGaN/GaN短周期超格子層のAlGaN障壁層、n型AlGaN層、p型AlGaN層のAl組成がそれぞれ異なった場合でも同様の発光波長と発光効率が得られる。 In this example, when the Al composition of the AlGaN barrier layer of the AlGaN / GaN short period superlattice is 100% (ie, AlN barrier layer), the Al composition of the n-type AlGaN layer is 100% (ie, n-type AlN layer). The deep ultraviolet light emitting device structure in the case where the Al composition of the p-type AlGaN layer is 100% (that is, the p-type AlN layer) has been described as an example, but the Al composition of the AlGaN barrier layer of the AlGaN / GaN short period superlattice, the n-type When the Al composition of the AlGaN layer and the Al composition of the p-type AlGaN layer are 70% or more, the same emission wavelength and emission efficiency can be obtained. Even when the AlGaN barrier layer, the n-type AlGaN layer, and the p-type AlGaN layer of the AlGaN / GaN short-period superlattice layer have different Al compositions, the same emission wavelength and emission efficiency can be obtained.
200,300,500 深紫外発光素子構造
201,301,501 サファイヤ(0001)基板
202,302,502 AlNバッファ層
203,303,503 n型AlN層
204,304,504 AlN/GaN短周期超格子層
205,305,505 p型AlN層
206,306,506 n型電極
207,307,507 p型電極
200, 300, 500 Deep ultraviolet light emitting
Claims (1)
前記AlGaN/GaN短周期超格子層を上下に挟むように配置されるn型AlGaN層およびp型AlGaN層とを備えた発光波長が220−280nmであるIII族窒化物半導体の深紫外発光素子構造であって、
前記AlGaN/GaN短周期超格子層の前記AlGaN障壁層のAl組成、前記n型AlGaN層のAl組成、前記p型AlGaN層のAl組成が70%以上であり、
前記AlGaN/GaN短周期超格子層の前記GaN井戸層の膜厚が0.75nm以下であることを特徴とするIII族窒化物半導体の深紫外発光素子構造。 An AlGaN / GaN short period superlattice layer comprising an AlGaN barrier layer and a GaN well layer;
A deep ultraviolet light emitting element structure of a group III nitride semiconductor having an emission wavelength of 220 to 280 nm, comprising an n-type AlGaN layer and a p-type AlGaN layer disposed so as to sandwich the AlGaN / GaN short period superlattice layer vertically Because
Al composition of the AlGaN barrier layer of the AlGaN / GaN short period superlattice layer, Al composition of the n-type AlGaN layer, Al composition of the p-type AlGaN layer is 70% or more,
The AlGaN / GaN short period thickness of the GaN well layer of the superlattice layers of the group III nitride semiconductor, characterized in der Rukoto less 0.75nm deep-UV light emitting device structure.
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