JP5912564B2 - GaN系半導体発光素子 - Google Patents
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また、本発明の他の観点によれば、n型導電性を有するGaN系半導体で形成されたn型半導体層と、前記n型半導体層上に形成され、GaN系半導体で形成され、バリア層とウェル層とが交互に複数層積層された多重量子井戸構造を有する活性層と、前記活性層上に形成され、p型導電性を有するGaN系半導体で形成されたp型半導体層とを有し、前記活性層は、厚さ方向中心位置よりもp型半導体層側部分で、n型半導体層側部分に比べ、バレンスバンドにおけるホールに対するポテンシャルのピークが低くなっているGaN系半導体発光素子であって、前記活性層は、前記n型半導体層側部分において、最もn型半導体層側のバリア層がGaN層単層で形成され、かつ、直上に前記ウェル層の1つが積層され、n型半導体層側から2番目以降の複数のバリア層は少なくとも1つのGaN単層構造バリア層を有し、すべて前記ウェル層で挟まれるGaN層単層で形成されているか、または、前記ウェル層で挟まれるGaN層単層のバリア層と前記ウェル層で挟まれるInGaN/GaN層2層構造のバリア層とで形成され、前記p側半導体層側部分のバリア層が、InGaN/GaN層2層構造で形成されており、ウェル層が、前記InGaN/GaN層のバリア層のInGaN層よりもバンドギャップの狭いInGaN層で形成されているGaN系半導体発光素子が提供される。
内部バリア:In0.03Ga0.97N/GaN(厚さ2nm/3nm)
ラストバリア:In0.03Ga0.97N/GaN(厚さ2nm/3nm)
バリア数:10
ウェル層・・・ In0.17Ga0.83N(厚さ3.5nm)
ウェル数:9
第1実施例による活性層2は、以下のようなものである。
内部バリア:n型半導体層側から4層はGaN(厚さ5nm)、それよりp型半導体層側の4層はIn0.03Ga0.97N/GaN(厚さ2nm/3nm)
ラストバリア:In0.03Ga0.97N/GaN(厚さ2nm/3nm)
バリア数:10
ウェル層・・・ In0.17Ga0.83N(厚さ3.5nm)
ウェル数:9
第2実施例による活性層2は、以下のようなものである。
内部バリア:n型半導体層側から7層はIn0.03Ga0.97N/GaN(厚さ2nm/3nm)、それよりp型半導体層側の1層はIn0.03Ga0.97N(厚さ5nm)
ラストバリア:In0.03Ga0.97N/GaN(厚さ2nm/3nm)
バリア数:10
ウェル層・・・ In0.17Ga0.83N(厚さ3.5nm)
ウェル数:9
つまり、第3比較例は8層の内部バリア層b2〜b9がすべてInGaN/GaN層であり、第1実施例は8層の内部バリア層のうちn型半導体層側の4層b2〜b5がGaN層で、p型半導体層側の4層b6〜b9がInGaN/GaN層であり、第2実施例は8層の内部バリア層のうちn型半導体層側の7層b2〜b8がInGaN/GaN層で、p型半導体層側の1層b9がInGaN層である。
2 活性層
3 p型AlGaNクラッド層
4 p型GaN層
b1〜b10 バリア層
w2〜w9 ウェル層
Claims (2)
- n型導電性を有するGaN系半導体で形成されたn型半導体層と、
前記n型半導体層上に形成され、GaN系半導体で形成され、バリア層とウェル層とが交互に複数層積層された多重量子井戸構造を有する活性層と、
前記活性層上に形成され、p型導電性を有するGaN系半導体で形成されたp型半導体層と
を有し、
前記活性層は、厚さ方向中心位置よりもp型半導体層側部分で、n型半導体層側部分に比べ、バレンスバンドにおけるホールに対するポテンシャルのピークが低くなっているGaN系半導体発光素子であって、
前記活性層は、
前記p型半導体層側部分において、最もp型半導体層側のバリア層がInGaN/GaN層2層構造で形成され、かつ、前記ウェル層の1つの直上に積層され、p型半導体層側から2番目以降の複数のバリア層は、少なくとも1つのInGaN単層構造バリア層を有し、すべて前記ウェル層で挟まれるInGaN層単層で形成されているか、または、前記ウェル層で挟まれるInGaN層単層のバリア層と前記ウェル層で挟まれるInGaN/GaN層2層構造のバリア層とが混在した状態で形成され、
前記n側半導体層側部分において、最もn型半導体層側のバリア層がGaN層単層で形成され、かつ、その直上に前記ウェル層が積層され、n型半導体層側から2番目以降のバリア層が、前記ウェル層で挟まれるInGaN/GaN層2層構造で形成されており、前記ウェル層が、前記InGaN/GaN層のバリア層のInGaN層、及び、前記InGaN層のバリア層よりもバンドギャップの狭いInGaN層で形成されているGaN系半導体発光素子。 - n型導電性を有するGaN系半導体で形成されたn型半導体層と、
前記n型半導体層上に形成され、GaN系半導体で形成され、バリア層とウェル層とが交互に複数層積層された多重量子井戸構造を有する活性層と、
前記活性層上に形成され、p型導電性を有するGaN系半導体で形成されたp型半導体層と
を有し、
前記活性層は、厚さ方向中心位置よりもp型半導体層側部分で、n型半導体層側部分に比べ、バレンスバンドにおけるホールに対するポテンシャルのピークが低くなっているGaN系半導体発光素子であって、
前記活性層は、
前記n型半導体層側部分において、最もn型半導体層側のバリア層がGaN層単層で形成され、かつ、直上に前記ウェル層の1つが積層され、n型半導体層側から2番目以降の複数のバリア層は少なくとも1つのGaN単層構造バリア層を有し、すべて前記ウェル層で挟まれるGaN層単層で形成されているか、または、前記ウェル層で挟まれるGaN層単層のバリア層と前記ウェル層で挟まれるInGaN/GaN層2層構造のバリア層とで形成され、
前記p側半導体層側部分のバリア層が、InGaN/GaN層2層構造で形成されており、ウェル層が、前記InGaN/GaN層のバリア層のInGaN層よりもバンドギャップの狭いInGaN層で形成されているGaN系半導体発光素子。
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