JP7109079B2 - Nitride semiconductor multilayer reflector - Google Patents
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本発明は窒化物半導体多層膜反射鏡に関するものである。 The present invention relates to a nitride semiconductor multilayer reflector.
窒化物半導体による面発光レーザにおいて、反射鏡として半導体多層膜反射鏡を用いた構造が提案されている。半導体多層膜反射鏡として、AlN/GaN多層膜、又はAlInN/GaN多層膜が用いられることが非特許文献1、2に開示されている。
しかしながら、AlN/GaN多層膜を多層膜反射鏡として用いた場合、AlNとGaNとの格子不整合によってクラックが生じるという問題がある。また、AlInN/GaN多層膜を多層膜反射鏡として用いた場合、AlInNとGaNとを格子整合させてエピタキシャル成長することができるが、反射中心の発光波長が長波長領域になるほどAlInNとGaNとの屈折率の差が小さくなるため、長波長領域で高い反射率の反射膜を得るために必要な多層膜のペア数が多くなり多層膜反射鏡の成長時間が長くなってしまう。
例えば、反射中心の発光波長が400nmの場合には、VCSEL用として40ペア、層厚が3.7umもの厚みの多層膜反射鏡が必要である。反射中心の発光波長のさらなる長波長化に対しては、反射中心の発光波長の長波長化による層厚の増大と屈折率差の減少とによってペア数が増え、多層膜反射鏡の層厚はさらに厚くなり、結晶成長における負担やコストが増える。こうした問題を解決するため、疑似格子整合させることによって屈折率差をより大きくすることができるAlInN/GaInN多層膜を多層膜反射鏡として利用することが考えられる。
In surface-emitting lasers using nitride semiconductors, a structure using a semiconductor multilayer reflector as a reflector has been proposed. Non-Patent Documents 1 and 2 disclose that an AlN/GaN multilayer film or an AlInN/GaN multilayer film is used as a semiconductor multilayer reflector.
However, when an AlN/GaN multilayer film is used as a multilayer reflector, there is a problem that cracks occur due to lattice mismatch between AlN and GaN. When an AlInN/GaN multilayer film is used as a multilayer reflector, AlInN and GaN can be epitaxially grown with lattice matching. Since the difference in index is small, the number of pairs of multilayer films required to obtain a reflecting film with high reflectance in the long wavelength region is increased, and the growth time of the multilayer film reflector is lengthened.
For example, when the emission wavelength at the center of reflection is 400 nm, a multilayer reflector with 40 pairs and a layer thickness of 3.7 μm is required for VCSEL. In order to further increase the emission wavelength of the reflection center, the number of pairs increases due to the increase in layer thickness and the decrease in the difference in refractive index due to the increase in the emission wavelength of the reflection center. It becomes thicker, and the burden and cost in crystal growth increase. In order to solve these problems, it is conceivable to use an AlInN/GaInN multilayer film, which can increase the refractive index difference by pseudolattice matching, as a multilayer reflector.
例えば、AlInN/GaN多層膜の多層膜反射鏡に代えて、AlInNの引っ張り歪とGaInNの圧縮歪とを相殺させるAlInNとGaInNとの疑似格子整合による多層膜反射鏡を利用することによって、2つの材料(AlInN、及びGaInN)の屈折率の差を大きくした多層膜反射鏡を作製することができる。
しかしながら、どちらの材料(AlInN、及びGaInN)も成長温度が比較的低温(およそ870℃)で結晶成長させるために結晶性が低下し易く、結晶性が良好な多層膜反射鏡を得ることが困難であるため、多層膜反射鏡として期待されるほどの反射率が得られないという課題がある。
For example, instead of the AlInN/GaN multi-layered multilayer reflector, a pseudo-lattice-matched AlInN/GaInN multilayer reflector that cancels out the tensile strain of AlInN and the compressive strain of GaInN can be used. It is possible to fabricate a multilayer reflector in which the difference in refractive index between materials (AlInN and GaInN) is increased.
However, since both materials (AlInN and GaInN) are grown at a relatively low temperature (approximately 870° C.), the crystallinity tends to deteriorate, making it difficult to obtain a multilayer reflector with good crystallinity. Therefore, there is a problem that the reflectance expected for a multilayer film reflector cannot be obtained.
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって長波長領域において良好に機能することができる窒化物半導体多層膜反射鏡を提供することを解決すべき課題としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a nitride semiconductor multilayer reflector that can function satisfactorily in the long wavelength region.
本発明の窒化物半導体多層膜反射鏡は、
Inの組成が互いに異なる複数のIn含有層と、
Inを含有しない非In含有層と、
を備える窒化物半導体多層膜反射鏡であって、
前記In含有層が1層から3層続けて積層される毎に前記非In含有層が1層積層され、
前記In含有層であるAlInN層とGaInN層とが繰り返して積層され、前記AlInN層と前記GaInN層との間に少なくとも前記非In含有層であるGaN層又はAlGaN層のいずれか一方が1層積層されることを特徴とする。
In the nitride semiconductor multilayer film reflector of the present invention,
a plurality of In-containing layers having different In compositions;
a non-In-containing layer that does not contain In;
A nitride semiconductor multilayer reflector comprising
One layer of the non-In-containing layer is stacked every time one to three layers of the In-containing layer are stacked in succession ,
The AlInN layer and the GaInN layer, which are the In-containing layers, are repeatedly laminated, and at least one layer of either the GaN layer or the AlGaN layer, which is the non-In-containing layer, is laminated between the AlInN layer and the GaInN layer. characterized by being
この窒化物半導体多層膜反射鏡は、複数のIn含有層を積層することによって低下した結晶性を非In含有層を積層することによって回復させると共に、高い反射率を実現することができる。また、AlInN層及びGaInN層を用いることによって、効率よく光を反射させることができ、Inを含有しないGaN層又はAlGaN層を積層することによって、AlInN層及びGaInN層を積層したことによって低下した結晶性を回復させることができる。 This nitride semiconductor multilayer reflector can restore the crystallinity that has been degraded by stacking a plurality of In-containing layers by stacking non-In-containing layers, and achieve high reflectance. In addition, by using the AlInN layer and the GaInN layer, light can be efficiently reflected, and by laminating the In-free GaN layer or AlGaN layer, the crystallinity is reduced by laminating the AlInN layer and the GaInN layer. sexuality can be restored.
したがって、本発明の窒化物半導体多層膜反射鏡は長波長領域において良好に機能することができる。 Therefore, the nitride semiconductor multilayer film reflector of the present invention can function satisfactorily in the long wavelength region.
本発明における好ましい実施の形態を説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described.
本発明の窒化物半導体多層膜反射鏡は、AlInN層とGaInN層との間にGaN層が積層され得る。この場合、GaN層は窒化物半導体多層膜反射鏡の材料を用いることができるため、作製の工程を簡単にすることができる。 In the nitride semiconductor multilayer reflector of the present invention, a GaN layer can be laminated between the AlInN layer and the GaInN layer. In this case, since the GaN layer can use the material of the nitride semiconductor multilayer reflector, the manufacturing process can be simplified.
本発明の窒化物半導体多層膜反射鏡のGaN層の最大の厚みは、反射中心発光波長λ(nm)によって決定する式2のa(λ)、式3のb(λ)、及び式4のc(λ)と、GaInN層におけるInNのモル分率xとによって決定する式1のf(x)であり得る。
f(x)=a(λ)×10000x2+b(λ)×100x+c(λ) ・・・式1
a(λ)=2.6×10-6×λ2-0.0034×λ+0.66 ・・・式2
b(λ)=-3.3×10-5×λ2+0.051×λ-9.8 ・・・式3
c(λ)=-6.2×10-5×λ2+0.1×λ-16 ・・・式4
この場合、これら数式を用いることによって、反射中心発光波長λ(nm)とGaInN層におけるInNのモル分率xとを決定するのみで、積層するGaN層の最大の厚みを計算することができる。
The maximum thickness of the GaN layer of the nitride semiconductor multilayer reflector of the present invention is a(λ) in Formula 2, b(λ) in Formula 3, and b(λ) in Formula 4, which are determined by the reflection center emission wavelength λ (nm). f(x) of Equation 1 determined by c(λ) and the mole fraction x of InN in the GaInN layer.
f(x)=a(λ)×10000x 2 +b(λ)×100x+c(λ) Equation 1
a(λ)=2.6×10 −6 ×λ 2 −0.0034×λ+0.66 Equation 2
b(λ)=-3.3× 10-5 ×λ2+0.051×λ - 9.8 Equation 3
c(λ)=-6.2× 10-5 ×λ2+0.1×λ - 16 Equation 4
In this case, by using these formulas, the maximum thickness of the laminated GaN layer can be calculated only by determining the reflection center emission wavelength λ (nm) and the mole fraction x of InN in the GaInN layer.
次に、本発明の窒化物半導体多層膜反射鏡を具体化した実施例1について、図面を参照しつつ説明する。 Next, Example 1, which embodies the nitride semiconductor multilayer film reflector of the present invention, will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
今回、発明者が鋭意検討した結果、窒化物半導体多層膜反射鏡において、結晶性の改善を図るために、AlInN層、及びGaInN層に加えて第三の層であるGaN層を新たに用いた。具体的には、窒化物半導体多層膜反射鏡においてGaN層を配置する位置とGaN層の厚さとを適切にすることによって、窒化物半導体多層膜反射鏡における高結晶性と高反射率を両立させることができることを見出した。本発明の窒化物半導体多層膜反射鏡は、例えば、VCSELの活性層から発光した光を反射させてレーザ光を得る場合等に用いられる。
<Example 1>
As a result of intensive studies by the inventors, a GaN layer, which is a third layer, was newly used in addition to the AlInN layer and the GaInN layer in order to improve the crystallinity in the nitride semiconductor multilayer reflector. . Specifically, by appropriately adjusting the position of the GaN layer and the thickness of the GaN layer in the nitride semiconductor multilayer reflector, both high crystallinity and high reflectance can be achieved in the nitride semiconductor multilayer reflector. I found that it can be done. The nitride semiconductor multilayer reflector of the present invention is used, for example, when reflecting light emitted from the active layer of a VCSEL to obtain laser light.
実施例1の窒化物半導体多層膜反射鏡1は、図1に示すように、In含有層であるGaInN層11、Inを含有しない非In含有層であるGaN層12、及びIn含有層であるAlInN層13を備えている。GaInN層11は、InNのモル分率が0.04であり、GaNのモル分率が0.96である。AlInN層13は、InNのモル分率が0.144であり、AlNのモル分率が0.856である。GaInN層11とAlInN層13とはInの組成が互いに異なっている。窒化物半導体多層膜反射鏡1は、例えば、GaN等で形成された基板(図示せず)の表面にMOCVD法(有機金属気相成長法)等を用いることによって積層して結晶成長する。窒化物半導体多層膜反射鏡1はGaInN層11とAlInN層13とが繰り返して積層され、GaInN層11、及びAlInN層13が1層積層される毎にGaN層12が1層積層される。
The nitride semiconductor multilayer reflector 1 of Example 1, as shown in FIG. An AlInN
GaInN層11は、窒化物半導体多層膜反射鏡1を形成する際に最初に結晶成長される。GaInN層11を結晶成長する際の基板の温度はおよそ870℃である。
GaN層12は、GaInN層11の表面(表裏は図1における上側下側である)に積層して結晶成長する。GaN層12を結晶成長する際の基板の温度はおよそ1100℃である。GaN層12はGaInN層11とAlInN層13との間に1層積層されている。
AlInN層13は、GaN層12の表面に積層して結晶成長する。AlInN層13を結晶成長する際の基板の温度はおよそ870℃である。GaInN層11、及びAlInN層13を結晶成長する際の基板の温度(870℃)はGaN層12を結晶成長する際の基板の温度より低い。このため、GaInN層11、及びAlInN層13はGaN層12に比べて良好な結晶性を維持して結晶成長させることが難しい。
The GaInN
The GaN
The AlInN
GaInN層11、及びAlInN層13は、交互に積層して結晶成長すると、GaInN層11の圧縮歪とAlInN層13の引っ張り歪とが相殺され、疑似格子整合して結晶成長することができる。
多層膜反射鏡は、2つの材料を積層したペアを複数繰り返して積層して構成され、2つの材料を積層したペアの厚みを、反射中心の発光波長λ(以降、反射中心発光波長λともいう)における光学波長の2分の1に相当する厚みにし、1つの材料の厚みを、反射中心発光波長λにおける光学波長の4分の1に相当する厚みにすることが一般的である。ここで、光学波長とは反射中心発光波長λを各層の固有の屈折率で除した値である。各層の固有の屈折率が互いに異なれば、各層における光学波長も互いに異なる。
GaN層12は、2つの材料(GaInN層11、及びAlInN層13)を積層して結晶成長して多層膜反射鏡とした場合における2つの材料の界面を含む位置に挿入される。但し、GaN層12の挿入位置は、これに限定されるものではなく、2つの材料(GaInN層11、及びAlInN層13)の界面の位置に対して、AlInN層13側に片寄っても良く、GaInN層11側に片寄っても良い。GaN層12がAlInN層13側に片寄る場合には、結晶性が向上するが反射率が若干低下する傾向となる。また、GaN層12がGaInN層11側に片寄る場合には、反射率は維持されるが結晶性の低下につながる。
When the GaInN layers 11 and the AlInN layers 13 are alternately stacked and crystal-grown, the compressive strain of the GaInN layers 11 and the tensile strain of the AlInN layers 13 cancel each other out, and the crystals can grow with pseudo lattice matching.
A multilayer film reflector is constructed by repeatedly stacking a plurality of pairs of laminated layers of two materials. ), and the thickness of one material is generally set to a thickness corresponding to a quarter of the optical wavelength at the reflection central emission wavelength λ. Here, the optical wavelength is a value obtained by dividing the reflection central emission wavelength λ by the inherent refractive index of each layer. If the intrinsic refractive index of each layer is different from each other, the optical wavelength in each layer will also be different from each other.
The
窒化物半導体多層膜反射鏡1は、GaInN層11とAlInN層13とが疑似格子整合し、GaInN層11とAlInN層13との間にGaN層12を挿入している。
GaN層12を結晶成長させる際の基板の温度は、GaInN層11、及びAlInN層13を結晶成長させる際の基板の温度よりも高い。このため、窒化物半導体多層膜反射鏡1は、GaInN層11、及びAlInN層13を結晶成長したことによって低下した結晶性(表面の平滑さ)を、GaN層12を積層して結晶成長させることによって改善(表面を平滑に)することができる。これにより、窒化物半導体多層膜反射鏡1の表面に共振器等を積層して結晶成長させる場合、窒化物半導体多層膜反射鏡1の結晶性が共振器等に及ぼす影響を抑えることができる。
しかし、GaN層12の厚みを厚くし過ぎると、窒化物半導体多層膜反射鏡1の実行的な屈折率が低下するため、これにより、必要な反射率を得るためにGaInN層11、GaN層12、及びAlInN層13からなる組の数を増やすことになってしまう。
そこで、シミュレーションを行った結果、反射中心発光波長λが580nmにおいて、窒化物半導体多層膜反射鏡1が従来のAlInN/GaN多層膜反射鏡と同じペア数で従来のAlInN/GaN多層膜反射鏡よりも高い反射率を実現することができるGaN層12の最大の厚みは47.1nmであることがわかった。
In the nitride semiconductor multilayer reflector 1 , the
The substrate temperature during crystal growth of the
However, if the thickness of the
Therefore, as a result of simulation, when the reflection center emission wavelength λ is 580 nm, the nitride semiconductor multilayer film reflector 1 has the same number of pairs as the conventional AlInN/GaN multilayer film reflector. It was found that the maximum thickness of the
なお、窒化物半導体多層膜反射鏡1において、GaN層12を積層して結晶成長させる場合、GaN層12、GaInN層11、及びAlInN層13の厚みの合計を反射中心発光波長λにおける光学波長の2分の1に相当する厚みにしなければならない。
具体的には、GaN層12での47.1nmの厚みは反射中心発光波長λが580nmにおける光学波長の0.190倍に相当する厚みである。したがって、GaInN層11、及びAlInN層13のそれぞれの厚みは、反射中心発光波長λが580nmにおける光学波長の0.155倍に相当する厚みにする必要がある。
反射中心発光波長λが580nmにおけるAlInNの屈折率は2.151であり、GaInNの屈折率は2.356である。これにより、反射中心発光波長λが580nmにおける光学波長の0.155倍に相当するAlInN層13の厚みは41.8nmとなり、GaInN層11の厚みは38.2nmとなることがわかる。
こうして、GaInN層11、GaN層12、及びAlInN層13の厚みの合計を反射中心発光波長λが580nmにおける光学波長の2分の1に相当する厚みにすることができ、窒化物半導体多層膜反射鏡1は、GaN層12の厚みを47.1nm(反射中心発光波長λが580nmにおける光学波長の0.190倍に相当する厚み)とすることで、従来のAlInN/GaN多層膜反射鏡と同じペア数で、従来のAlInN/GaN多層膜反射鏡より高い反射率を実現することができる。
In the nitride semiconductor multilayer reflector 1, when the
Specifically, the thickness of 47.1 nm in the
AlInN has a refractive index of 2.151 and GaInN has a refractive index of 2.356 at a reflection central emission wavelength λ of 580 nm. As a result, the thickness of the
In this way, the total thickness of the
次に、疑似格子整合するGaInN層11とAlInN層13との間にGaN層12を挿入した窒化物半導体多層膜反射鏡1において、種々の反射中心発光波長λにおいて、従来のAlInN/GaN多層膜反射鏡に比べてペア数の増大を抑えつつ結晶性を改善することができるGaN層12の厚みの挿入限度量をシミュレーションによって求めた結果を表1に示す。
Next, in the nitride semiconductor multilayer reflector 1 in which the
表1におけるInNのモル分率は、GaInN層11におけるInNのモル分率である。そして、GaInN層11とAlInN層13との累積歪がゼロとなる条件(すなわち、交互に積層して疑似格子整合することができるGaInN層11におけるInNのモル分率、及びAlInN層13におけるInNのモル分率の組み合わせ)を表2に示す。
The InN mole fraction in Table 1 is the InN mole fraction in the
表2に示す値は、AlN、GaN、InNのa軸方向におけるそれぞれの格子定数を3.112Å、3.189Å、3.548Åとして求めたものである。表2に示すように、GaInN層11とAlInN層13との累積歪がゼロとなる条件は、GaInN層11のInNのモル分率が大きくなるに従い、AlInN層13のInNのモル分率が小さくなる。
The values shown in Table 2 were obtained by setting the lattice constants of AlN, GaN, and InN in the a-axis direction to 3.112 Å, 3.189 Å, and 3.548 Å, respectively. As shown in Table 2, the condition under which the cumulative strain of the
図5に、GaInN層11のInNのモル分率xに対する、複数の互いに異なる反射中心発光波長λにおけるGaN層12の厚みの挿入限度量のグラフを示す。
図5に示すように、いずれの反射中心発光波長λにおいても、GaInN層11におけるInNのモル分率が大きくなるにしたがってGaN層12の厚みの挿入限度量が大きくなる。
FIG. 5 shows a graph of the insertion limit of the thickness of the
As shown in FIG. 5, the insertion limit of the thickness of the
図5における結果を二次関数でフィッティングして得られた数式を以下に示す。
f(x)=a(λ)×10000x2+b(λ)×100x+c(λ) ・・・式1
a(λ)=2.6×10-6×λ2-0.0034×λ+0.66 ・・・式2
b(λ)=-3.3×10-5×λ2+0.051×λ-9.8 ・・・式3
c(λ)=-6.2×10-5×λ2+0.1×λ-16 ・・・式4
f(x)は、反射中心発光波長λ(設計波長)[nm]、GaInN層11のInNのモル分率がxのときの、反射中心発光波長λの1周期中における最大のGaN層12の厚み[nm]である。
xは、GaInN層11のInNのモル分率(0.01≦x≦0.1)である。
λは、反射中心発光波長(設計波長)[nm](400≦λ≦650)である。
これにより、GaN層12の最大の厚みf(x)は、反射中心発光波長λ(nm)によって決定する式2のa(λ)、式3のb(λ)、及び式4のc(λ)と、GaInN層11におけるInNのモル分率xとによって決定する。つまり、式1から式4によって、反射中心発光波長λ(設計波長)[nm]、及びGaInN層11のInNのモル分率xを決定することによって、挿入することができる最大のGaN層12の厚みf(x)[nm]を計算することができる。
A formula obtained by fitting the results in FIG. 5 with a quadratic function is shown below.
f(x)=a(λ)×10000x 2 +b(λ)×100x+c(λ) Equation 1
a(λ)=2.6×10 −6 ×λ 2 −0.0034×λ+0.66 Equation 2
b(λ)=-3.3× 10-5 ×λ2+0.051×λ - 9.8 Equation 3
c(λ)=-6.2× 10-5 ×λ2+0.1×λ - 16 Equation 4
f(x) is the maximum reflection center emission wavelength λ (design wavelength) [nm] of the
x is the molar fraction of InN in the GaInN layer 11 (0.01≤x≤0.1).
λ is the reflection center emission wavelength (design wavelength) [nm] (400≦λ≦650).
As a result, the maximum thickness f(x) of the
このように、窒化物半導体多層膜反射鏡1は、複数のGaInN層11、及びAlInN層13を積層したことによって低下した結晶性をGaN層12を積層することによって回復させると共に、高い反射率を実現することができる。 As described above, the nitride semiconductor multilayer reflector 1 restores the crystallinity that has been deteriorated by laminating the plurality of GaInN layers 11 and the AlInN layers 13 by laminating the GaN layers 12, and achieves a high reflectance. can be realized.
したがって、本発明の窒化物半導体多層膜反射鏡1は長波長領域において良好に機能することができる。 Therefore, the nitride semiconductor multilayer film reflector 1 of the present invention can function satisfactorily in the long wavelength region.
窒化物半導体多層膜反射鏡1は、In含有層であるAlInN層13とGaInN層11とが繰り返して積層され、AlInN層13とGaInN層11との間に非In含有層であるGaN層12が1層積層される。このため、AlInN層13及びGaInN層11を用いることによって、効率よく光を反射させることができ、Inを含有しないGaN層12を積層することによって、AlInN層13及びGaInN層11を積層したことによって低下した結晶性を回復させることができる。
In the nitride semiconductor multilayer reflector 1, AlInN layers 13 and GaInN layers 11, which are In-containing layers, are repeatedly stacked, and between the AlInN layers 13 and GaInN layers 11, a
窒化物半導体多層膜反射鏡1は、AlInN層13とGaInN層11との間にGaN層12が積層される。このため、GaN層12は窒化物半導体多層膜反射鏡1の材料を用いることができるため、作製の工程を簡単にすることができる。
The nitride semiconductor multilayer reflector 1 has a
窒化物半導体多層膜反射鏡1のGaN層12の最大の厚みは、反射中心発光波長λ(nm)によって決定する式2のa(λ)、式3のb(λ)、及び式4のc(λ)と、GaInN層11におけるInNのモル分率xとによって決定する式1のf(x)である。
f(x)=a(λ)×10000x2+b(λ)×100x+c(λ) ・・・式1
a(λ)=2.6×10-6×λ2-0.0034×λ+0.66 ・・・式2
b(λ)=-3.3×10-5×λ2+0.051×λ-9.8 ・・・式3
c(λ)=-6.2×10-5×λ2+0.1×λ-16 ・・・式4
このため、これら数式を用いることによって、反射中心発光波長λ(nm)とGaInN層11におけるInNのモル分率xとを決定するのみで、積層するGaN層12の最大の厚みを計算することができる。
The maximum thickness of the
f(x)=a(λ)×10000x 2 +b(λ)×100x+c(λ) Equation 1
a(λ)=2.6×10 −6 ×λ 2 −0.0034×λ+0.66 Equation 2
b(λ)=-3.3× 10-5 ×λ2+0.051×λ - 9.8 Equation 3
c(λ)=-6.2× 10-5 ×λ2+0.1×λ - 16 Equation 4
Therefore, by using these formulas, the maximum thickness of the
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例1に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施例1では、窒化物半導体多層膜反射鏡におけるGaN層を両方の界面に配置(すなわち、GaInN層、及びAlInN層が1層積層される毎にGaN層を1層積層)しているが、図2、3に示すように、GaN層112、212を片方の界面のみに配置(すなわち、GaInN層111、及びAlInN層113が2層続けて積層される毎にGaN層112を1層積層したり、GaInN層211、及びAlInN層213が2層続けて積層される毎にGaN層212を1層積層したり)しても良く、図4に示すように、GaInN層311、及びAlInN層313が3層続けて積層される毎にGaN層312を1層積層しても良い。
(2)実施例1では、GaInN層、及びAlInN層の間にGaN層を挿入しているが、図6に示すように、GaInN層11、及びAlInN層13の間にInを含有しない非In含有層であるAlGaN層14を挿入してもよい。つまり、AlInN層13とGaInN層11とが繰り返して積層され、AlInN層13とGaInN層11との間に非In含有層であるAlGaN層14が1層積層される。
The present invention is not limited to the first embodiment explained by the above description and drawings, and the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In Example 1, the GaN layers in the nitride semiconductor multilayer reflector are arranged at both interfaces (that is, one GaN layer is laminated for each GaInN layer and AlInN layer laminated). However, as shown in FIGS. 2 and 3, the GaN layers 112 and 212 are arranged only on one interface (that is, one
(2) In Example 1, the GaN layer is inserted between the GaInN layer and the AlInN layer, but as shown in FIG. An
11,111,211,311…GaInN層(In含有層)
12,112,212,312…GaN層(非In含有層)
13,113,213,313…AlInN層(In含有層)
14…AlGaN層(非In含有層)
11, 111, 211, 311...GaInN layers (In-containing layers)
12, 112, 212, 312...GaN layer (non-In containing layer)
13, 113, 213, 313... AlInN layers (In-containing layers)
14... AlGaN layer (non-In containing layer)
Claims (3)
Inを含有しない非In含有層と、
を備える窒化物半導体多層膜反射鏡であって、
前記In含有層が1層から3層続けて積層される毎に前記非In含有層が1層積層され、
前記In含有層であるAlInN層とGaInN層とが繰り返して積層され、前記AlInN層と前記GaInN層との間に少なくとも前記非In含有層であるGaN層又はAlGaN層のいずれか一方が1層積層されることを特徴とする窒化物半導体多層膜反射鏡。 a plurality of In-containing layers having different In compositions;
a non-In-containing layer that does not contain In;
A nitride semiconductor multilayer reflector comprising
One layer of the non-In-containing layer is stacked every time one to three layers of the In-containing layer are stacked in succession ,
The AlInN layer and the GaInN layer, which are the In-containing layers, are repeatedly laminated, and at least one layer of either the GaN layer or the AlGaN layer, which is the non-In-containing layer, is laminated between the AlInN layer and the GaInN layer. A nitride semiconductor multilayer film reflector characterized by :
反射中心発光波長λ(nm)によって決定する式2のa(λ)、式3のb(λ)、及び式4のc(λ)と、
前記GaInN層におけるInNのモル分率xと、
によって決定する式1のf(x)であることを特徴とする請求項2に記載の窒化物半導体多層膜反射鏡。
f(x)=a(λ)×10000x 2 +b(λ)×100x+c(λ) ・・・式1
a(λ)=2.6×10 -6 ×λ 2 -0.0034×λ+0.66 ・・・式2
b(λ)=-3.3×10 -5 ×λ 2 +0.051×λ-9.8 ・・・式3
c(λ)=-6.2×10 -5 ×λ 2 +0.1×λ-16 ・・・式4 The maximum thickness of the GaN layer is
a(λ) in Equation 2, b(λ) in Equation 3, and c(λ) in Equation 4, determined by the reflected central emission wavelength λ (nm);
InN mole fraction x in the GaInN layer;
3. The nitride semiconductor multilayer reflector according to claim 2, wherein f(x) in Equation 1 is determined by:
f(x)=a(λ)×10000x 2 +b(λ)×100x+c(λ) Equation 1
a(λ)=2.6×10 −6 ×λ 2 −0.0034×λ+0.66 Equation 2
b(λ)=-3.3× 10-5 ×λ2 +0.051×λ - 9.8 Equation 3
c(λ)=-6.2× 10-5 ×λ2 +0.1×λ - 16 Equation 4
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