TWI285444B

TWI285444B - Group III nitride semiconductor light-emitting device

Info

Publication number: TWI285444B
Application number: TW094131477A
Authority: TW
Inventors: Hitoshi Takeda; Hisayuki Miki
Original assignee: Showa Denko Kk
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2007-08-11
Also published as: WO2006030950A1; DE112005002133T5; US20080093621A1; JP2006114886A; CN101019243A; KR100902576B1; KR20070043035A; CN100547814C; US7612363B2; TW200618353A

Description

1285444 、麵九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明是關於一種η型III族氮化物半導體積層構造體及利用其之III族氮化物半導體發光元件。【先前技術】自以往，形成於基板上的III族氮化物半導體，係利用作爲構成放射短波長之可視光的發光二極體（LED)或雷射二 _ 極體（LD)等之pn接合型構造的III族氮化物半導體積發光元件用的功能材料（例如參照日本特開2000-332364號公報）。例如，在構成呈現近紫外帶、藍色帶、或綠色帶之發光的LED之時，η型或p型之氮化鋁•鎵（組成式AlxGayN : (0$ X，YS 1、X + Y =1)係利用來構成包覆層（例如參照日本特開2003-2 29645號公報）。並且，氮化鎵•銦（組成式 GayInzN : (OS Y，Z‘ 1、Y + Z=l)係利用來構成發光層（例如參照日本特公昭5 5 -3 843號公報）。 p 在先前之III族氮化物半導體發光元件中，η型或p型之 ΠΙ族氮化物半導體層作爲包覆層而接合在發光層上係爲一般之情形。爲了獲得高強度的發光，而構成爲異質接面 (heterojunction)構造之發光部。例如，爲了構成雙異質接面（double heterojunction)構造之發光部，發光層係由 GayInzN : (OS Y，ZS 1、Y + Z=l)等所形成，以 n 型或 p 型之ΠΙ族氮化物半導體層接合作爲包覆層（例如參照第13 章’赤崎勇著「in- v族化合物半導体」（株）培風館）於1995 年5月20日發行）。 1285444 例如，配置於基板與發光層之中間的η型之III族氮化物半導體層，自以往均由摻雜矽（Si)的III族氮化物半導體所構成。藉由調整矽的摻雜量，而可利用具有可被控制之電阻率之例如矽摻雜之η型AlxGayN(OSX、YS1、χ + γ=ι) 層（例如參照日本特許第3 3 83242號公報）。雖然矽爲了直到高濃度亦可獲得比較穩定的結晶性及電氣特性，大多使用η型雜質，但是多量地摻雜時，會產生龜裂的問題。另一方面，矽以外的η型雜質方面，鎵（Ge)、締（S)、錫（S η)、硒（S e)、及締（T e)係爲周知者。（例如參照曰本特開平4-170397號公報及日本特許第3504976號公報）。但是，與矽之情況比較時，摻雜效率低，因而在產製低電阻的η型III族氮化物半導體層上較不利。爲了獲得例如低電阻的η型III族氮化物半導體層而高濃度地摻雜Ge 時，在η型III族氮化物半導體層之表面上會有產生損害其平坦性的小坑（p i t)之缺點。該小坑的產生，即使是很微小的小坑亦會使η型雜質在已雜摻層之上形成活性層，在形成ρη接面而作成元件之情況時，會引起電流洩露之問題，或靜電耐壓性不佳。使靜電耐壓性變成良好的技術方面，以「η側氮化物半導體層係包含有，η型雜質具有互相以不同的濃度摻雜之同一組成之至少2種氮化物半導體層積層所形成的η側多層膜層」爲骨幹的技術係爲周知者（參照日本特許第 306375 6號公報）。該專利文獻中，說明了使η側多層膜層作成以不同濃度摻雜之多數層的效果「可防止從基板產生 1285444 s 的結晶缺陷，可使成長於多層膜層之上的層結晶性良好地作成」。亦即’該技術中所欲降低者，係從基板產生的位錯 (dislocation)，並非在η型半導體層本身之雜質高濃度層產生的位錯或小坑之類。然後’該技術中η側多層膜層係從未摻雜層開始’在容易產生位錯或小坑的雜質高濃度層結束。【發明内容】本發明之目的’在提供一種在最表面龜裂或小坑的產生 ® 少且平坦性優異之低電阻的η型111族氮化物半導體積層構造體，然後使用其而提供一種順向電壓低且具有優異的發光效率，同時逆向電壓高且靜電耐壓性優異的ΠΙ族氮化物半導體發光元件。本發明提供下列之發明。 (1) 一種η型III族氮化物半導體積層構造體，其特徵爲：其係由η型雜質原子高濃度層及η型雜質原子低濃度 • 層所形成的第1 η型層、及η型雜質原子之平均濃度比該第1 η型層更小的第2 η型層所形成，第2 η型層係相鄰於 , 第In型層之η型雜質原子低濃度層。 (2) 如上述第1項之η型III族氮化物半導體積層構造體，其中第In型層中之η型雜質原子高濃度層及11型雜質原子低濃度層，係交互且周期性地存在。 (3) 如上述第1或2項之η型in族氮化物半導體積層構造體，其中第2 η型層係未摻雜。 (4)如上述第1或2項之η型ΠΙ族氮化物半導體積層構 1285444 造體，其中第2η型層係爲將η型雜質原子均勻地摻雜之層。 (5) 如上述第1或2項之η型III族氮化物半導體積層構造體，其中第2η型層係由η型雜質原子高濃度層及η型雜質原子低濃度層所形成。 (6) 如上述第5項之η型III族氮化物半導體積層構造體，其中第2 η型層中之η型雜質原子高濃度層及η型雜質原子低濃度層，係交互且周期性地存在。 ® (7)如上述第5或6項之η型III族氮化物半導體積層構造體，其中第2 η型層之η型雜質原子高濃度層，係比第1 η型層之η型雜質原子高濃度層爲更低濃度。 (8) 如上述第5至7項中任一項之η型III族氮化物半導體積層構造體，其中第2η型層之η型雜質原子低濃度層，係比第1 η型層之η型雜質原子低濃度層爲更低濃度。 (9) 如上述第5至8項中任一項之η型III族氮化物半導體積層構造體，其中第2η型層中之η型雜質原子高濃度 ® 層之膜厚（thd)，與η型雜質原子低濃度層之膜厚（tId)之比率（thd/tld)，係比第1 n型層中者爲更小。 (10) 如上述第5至9項中任一項之η型III族氮化物半導體積層構造體，其中第2η型層中之η型雜質原子高濃度層之膜厚，係比第1 η型層中者爲更小。 (1 1 )如上述第5至1 〇項中任一項之η型111族氮化物半導體積層構造體，其中第2η型層中之η型雜質原子低濃度層之膜厚，係比第1 η型層中者爲更大。 1285444 (1 2)如上述第5至1 1項中任一項之n型π I族導體積層構造體，其中第2 η型層中之η型雜質度層及η型雜質原子低濃度層之厚度係分別爲〇 . (13) 如上述第5至12項中任一項之η型in族導體積層構造體，其中在第2η型層中，η型雜質度層之厚度，係等於η型雜質原子高濃度層之厚比η型雜質原子高濃度層之厚度更大。 (14) 如上述第6至13項中任一項之η型III族 ® 導體積層構造體，其中在第2η型層中，η型雜賀度層及η型雜質原子低濃度層之重複周期數係爲 (15) 如上述第5至14項中任一項之η型III族導體積層構造體，其中在第2η型層中，η型雜質度層係特意不摻雜η型雜質原子。 (1 6)如上述第1至1 5項中任一項之η型111族導體積層構造體，其中第2 η型層之厚度爲0.01 (1 7 )如上述第1至1 6項中任一項之η型111族 ® 導體積層構造體，其中第2η型層之平均η型雜度，係爲第1 η型層之平均η型雜質原子濃度的 (18)如上述第1至17項中任一項之η型III族導體積層構造體，其中第1 η型層及/或第2η型有之雜質原子，係爲從：矽（Si)、鍺（Ge)、硫（S) 錫（Sn)、及締（Te)所構成的群中所選擇的1種或2 組合。 (1 9)如上述第1 8項之η型111族氮化物半導體氮化物半原子高濃 5〜5 00nmo 氮化物半 ‘原子低濃度，或者氮化物半 )原子高濃 2〜2〇 ° 氮化物半〔原子低濃氮化物半〜〇 · 5 // m 〇氮化物半質原子濃 1/2以下。氮化物半層中所含、硒（S e)、 :種以上之積層構造 1285444 體，其中n型雜質原子，係爲從：矽（Si)、鍺（Ge)、及錫（Sn) 所構成的群中所選擇的1種或2種以上之組合。 (20) —種III族氮化物半導體發光元件，係在基板上具有由ΠΙ族氮化物半導體所形成之發光層的III族氮化物半導體發光元件，其中在基板與發光層之間，具有申請專利範圍第1至19項中任一項之η型III族氮化物半導體積層構造體。 (21) —種燈，係使用申請專利範圍第20項之III族氮化 ®物半導體發光元件。 (22) —種燈，係使用申請專利範圍第20項之ΙΠ族氮化物半導體發光元件及螢光體。 (23) —種電子機器，係組裝有申請專利範圍第21或22 項之燈。 (2 4) —種機械裝置，係組裝有申請專利範圍第23項之電子機器。 (2 5 ) —種玩具，係組裝有申請專利範圍第2 3項之電子機 •器。本發明之η型111族氮化物半導體積層構造體，在將低電阻的η型雜質原子高濃度層及η型雜質原子低濃度層交互地積層之第1 η型層中，係使在其最表面出現的微小坑或位錯端或歪斜爲第2η型層所埋入，因此可獲得低電阻，同時平坦性優異的η型半導體層。從而使用該η型Π I族氮化物半導體積層構造體所製成的發光元件’其順向電壓低且具有優異的發光效率，同時即使由於洩露電流造成的逆向 1285444 電壓亦未發見降低，且靜電耐壓性亦優異。【實施方式】本發明中積層有III族氮化物半導體層之基板方面，可爲溶點比較高且具有耐熱性之藍寶石（α -Al2〇3單結晶）或氧化鋅（ZnO)或氧化鎵•鋰（組成式LiGaO〇等之氧化物單結晶材料、矽單結晶（S i)或立方晶或六方晶結晶型之碳化矽（s i C) 等之IV族半導體單結晶所形成的基板等。來自發光層的光可透過，且光學上透明的單結晶材料作爲基板特別有効。較佳爲藍寶石。本發明之η型III族氮化物半導體積層構造體，組成式爲 AlxGayInzNhMa (0SXS 1、1、1、且 Χ + Υ + Ζ =1，記號Μ是表示氮以外的第V族元素，〇 ^ a < 1。）所表示的III族氮化物半導體所構成。在基板與形成於其上的 ΙΠ S矢氣化物半導體之間有晶格落差（lattice mismatch)之情況’介裝有將該晶格落差予以緩和，而形成結晶性優異的 ΠI族氮化物半導體層的低溫緩衝層或高溫緩衝層並予以積層是爲上策。緩衝層，例如可由氮化鋁•鎵（AlxGayN: 0 SX、YS1、且X + Y=l)等所構成。上述組成的III族氮化物半導體層，可由有機金屬化學氣相沉積法（簡稱爲MOCVD、MOVPE或OMVPE等）、分子線嘉晶法（Μ Β Ε )、鹵素氣相成長法、氫化物氣相成長法、等之氣相成長手段而形成。其等之中亦以Μ〇C V D法爲較佳。在MOCVD中，使用氫（Η2)或氮（Ν2)作爲載氣（cal·I·ier gas) ，使用三甲鎵（TMG)或三乙鎵（TEG)作爲 III 族原料之鎵 1285444 來源’使用三甲鋁（TMA)或三乙鋁（TEA)作爲鋁之來源，使用三甲銦（TMI)或三乙銦（TEI)作爲銦之來源，使用氨 (NH〇、聯氨（N2H〇等作爲氮源。 η型雜質方面，可利用矽（Si)、鍺（Ge)、錫（Sn)、硫（s)、硒（S〇、及締（Te)等。原料方面，可利用個別元素的氫化物，例如單矽烷（SiH4)、二矽烷（ShH6)、鍺烷（GeH4)、硫化氫（H2S)、硒化氫（H2Se)、締化氫（H2Te)等及個別元素的有機化合物，例如四甲矽（（CH3)4Si)、四乙矽（（C2H5)4Si)、 ® 四甲鍺（（CH3)4Ge)、四乙鍺（（C2h5)4 Ge)、二乙硒 ((C2H5)2Se)、二異丙硒（（c3H〇2Se)、二乙硫（（C2H5)2S)、二異丙硫（（C3H7)2S)、四甲錫（（CH3)4S)、二甲締（（CH3)2Te)、二乙締（（C2H5)2Te)等。在MBE中，元素狀（金屬）亦可利用作爲摻雜源。在MOCVD中，使用上述原料，在基板上因應於目的而使 ΠΙ族氮化物半導體層在900 °C〜1250 °C之溫度範圍內成長爲較佳。 ^ 本發明之第In型層具有在n型雜質原子高濃度層上積層η型雜質原子低濃度層的構造。從而，使在低電阻的^ 型雜質原子高濃度層之表面產生的龜裂或小坑，被η型雜質原子低濃度層所埋沒，因而改良第1 η型層之最表面的平坦性。第1 η型層中之η型雜質原子高濃度層及低濃度層，係在ΠΙ族氮化物半導體層的氣相成長時，變更η型雜質摻雜源對氣相成長反應系之供給量而形成。例如，對氣相成長

-12- 1285444 ι' 反應系統瞬間地供給多量的n型雜質摻雜源，而形成含有高濃度之η型雜質原子的層之後，不供給η型雜質摻雜到氣相成長反應系，而形成未摻雜之層，即η型雜質原子濃度爲零之層。並且，亦可在成長含有高濃度之η型雜質原子的層之後，暫時中斷成長，而將V/III族原料比率等之成長條件調整爲η型雜質原子適合於低濃度的層之條件，而使η型雜質原子濃度成長爲低濃度的層。使該η型雜質摻雜源對氣相成長反應系之供給量經常地 ® 增減的話，可交互且周期性地形成η型雜質原子濃度各異的薄層。本發明中由η型雜質原子高濃度層及η型雜質原子低濃度層所形成的第1 η型層，以上述方式使η型雜質原子濃度爲高之薄層和η型雜質原子濃度爲低之薄層，交互且周期性地進行多數地積層爲較佳。此種情況，含有高濃度之η型雜質原子之薄層的膜厚，爲0.5nm以上500nm以下較適當。較佳爲2nm以上200nm 以下，更佳爲3nm以上50nm以下。膜厚爲0.5nm以下之時， ® η型半導體層全體之n型雜質摻雜量不夠充分而變成高電阻化。反之，在500nm以上時，在低濃度層無法埋沒龜裂或小坑，因而平坦性惡化。並且，爲了將龜裂或小坑埋沒而將低濃度層作成十分厚時，仍然會使η型半導體層全體變成高電阻化。並且，含有低濃度之η型雜質原子之薄層的膜厚，和含有高濃度之η型雜質原子之薄層同樣地，在0.5nm以上 5 00nm以下爲較佳。更佳爲2nm以上200nm以下，特別佳

-13- 1285444 爲3nm以上50nm以下。膜厚爲〇.5nm以下之時’在高濃度層形成之龜裂或小坑無法被埋沒，而損害到平坦性。並且’ 在500nm以上時，η型半導體層全體變成局電阻化’而製成順向電壓（Vf)或臨限値電壓（Vth)爲低的η型III族氮化物半導體發光元件，故很不利。在第1 η型層中，互相接觸的高濃度層及低濃度層之一組稱爲1周期。各週期的高濃度層之膜厚及低濃度層之膜厚的合計，即1周期之膜厚，係以lnm以上lOOOnm以下爲 • 適當。較佳爲4nm以上400nm以下，更佳爲6nm以上lOOnm 以下。lOOOnm以上之時，無法抑制龜裂或小坑之形成，或者使η型半導體層全體變成高電阻化。並且，爲了將膜厚的合計作成1 nm以下，必須頻繁地變更η型雜質原料之供給量，因而降低作業效率。在1周期中高濃度層比低濃度層更厚之情況，無法充分地抑制龜裂或小坑之形成，因而無法獲得充分的平坦性。另一方面，當在1周期中低濃度層爲同等於高濃度層或比 ^ 其更厚之情況，平坦性變成良好。從而，較佳爲低濃度層之厚度作成在低濃度層之厚度以上。第1 η型層全體之層厚，爲〇.ιμιη以上10/ζιη以下爲較佳，0.3//m以上7#m以下爲更佳，〇.5//m以上5/zm以下特別佳。層厚爲0 · 1 // m以下時，發光元件之順向電壓會變高。並且，作成1 0 // m以上時所得到的效果亦不會有太大差異，僅會使成本提高而已。由上述1周期之厚度及第丨η型層全體厚度來看，積層 1285444 i ,k 之周期數以1以上1 0000以下爲較佳，10以上1 000以下爲更佳，20以上200以下爲特別佳。例如，將厚度爲iOnm 之高濃度層及厚度爲l〇nm之低濃度層之循環作爲丨周期，進行100周期之積層，而形成合計厚度爲之第In型層。高濃度層之η型雜質原子的濃度，是以5xl017cm·3以上5 xl019cm·3 以下爲較佳，更佳爲 ixi〇18cin·3 以上 3xl019cm·3 以下，特別佳爲 3x1 Ο18 cm·3 以上 2x1 019 cm·3 以下。5x1 017 cm·3 ® 以下之濃度時，會使η型半導體層全體的電阻變高，因而難以製成順向電壓低的LED。另一方面，當η型雜質原子的濃度爲5x1 019cnT3以上之時，載氣的濃度大致成爲（3〜4) X 1 019 c πΓ3。超過該濃度將η型雜質摻雜之時，會使龜裂或小坑的密度急遽地增加，故較不採用。高濃度層之η型雜質原子濃度，不一定須要在第In型層全體上爲一定，亦可在每個周期使濃度連續或不連續地變化。並且，亦可在一個一個薄層內部使η型雜質原子濃度變化。又，n型雜質 ® 元素不僅1種，亦可爲將2種以上之元素加以組合。低濃度層之η型雜質原子之濃度，係比高濃度層之η型雜質原子之濃度爲更低濃度，且較佳爲作成2x1 019cm·3以下。當η型雜質原子之濃度作成2x10 19cm·3以上之時，會使龜裂或小坑的密度急遽地增加，故較不採用。更佳爲1x10^ cnT3以下，特別佳爲5xl〇18cm·3以下。關於下限方面，越低的話越佳，寧可特意地作成未摻雜爲較佳。爲了將n型雜質原子濃度作成更小，使低濃度層由未摻雜的ΠΙ族氮化 -15- 1285444 ·' 1! 物半導體薄層構成之時，可使高濃度層之表面上產生的龜裂或小坑被埋沒的效果更加提高，而獲得表面平坦的η型半導體層，故爲較佳。而且，低濃度層之η型雜質原子濃度爲低時，載氣濃度越低的話，可使低濃度層之之厚度變成越薄，故較受採用。並且，低濃度層中亦與高濃度層同樣地，低濃度層之η 型雜質原子濃度，不一定須要在第In型層全體上爲一定，亦可在每個周期使濃度連續或不連續地變化。並且，亦可 ® 在一個一個薄層內部使η型雜質原子濃度變化。又，η型雜質元素不僅1種，亦可爲將2種以上之元素加以組合。本發明中，設置有與第1 η型層之最表面的η型雜質原子低濃度層相鄰，η型雜質原子濃度係比第In型層全體之平均濃度更小的第2n型層。依此方式，第1 η型層之最表面所出現的微小的坑或位錯端或歪斜爲第2η型層所埋入，因此可更加改良η型III族氮化物半導體層之表面的平坦性。尤其，由作爲第1 η型層的η型雜質原子濃度爲高 ® 的層及低的層交互積層的構造形成讀情況，可發揮效果。如此地使表面之小坑密度更降低之時的效果，在製作其上具有活性層或ρη接面等之元件功能的構造之情況中，在逆向電壓及靜電耐壓性之面明顯地發揮。第2η型層必須相鄰於第1 η型層之低濃度層而設置。將第1 η型層作成高濃度層及低濃度層之積層構造，係將在高濃度層所產生的小坑以低濃度層埋沒爲目的，爲了獲得小坑密度爲低之良好的最表面，必須將第1 η型層之最終

-16- 1285444 層作成低濃度層。而’第1 η型層爲高濃度層及低濃度層交互且周期性地積層之情形，使最終周期僅以高濃度層而結束，在其上亦可設置第2η型層。此時，第1 η型層之最終的高濃度層被視爲第2η型層之一部分。第2η型層之膜厚，係爲從〇.〇01//111到0.5//m爲較佳。在該膜厚範圍以下之時，會使第1 η型層之最表面所出現的微小的坑或位錯端或歪斜被埋入的效果變小。並且，在 ® 該膜厚範圍以上之時，會引起驅動電壓的上昇。又，從0.005 // m到〇 · 2 // m爲較佳，從0 · 0 1 V m到0 · 1 5 // m之時的效果更加顯著。第2n型層之η型雜質原子濃度，係爲第1 η型層之平均 η型雜質原子濃度的1 /2以下時爲較佳。更佳爲1 /1 0以下，其中亦以作成1/50以下之時的效果更加顯著。當然，作成未摻雜層亦無妨。作成未摻雜層之情況，當然可使最表面的平坦化之效果爲最受期待者，但是須注意由於與膜厚的 ^ 關係而使驅動電壓上昇。雖然第2η型層亦可將η型雜質原子作成均勻的未摻雜層，但是與第1 η型層同樣地，作成高濃度層及低濃度層周期性交互地積層之構造時，由表面之平坦化及低電阻的觀點來看爲較佳。當此情況時，所謂第2η型層之η型雜質原子濃度，與第1 η型層同樣地係指平均的η型雜質原子濃度。在製作使η型雜質原子高濃度層及η型雜質原子低濃度

-17- 1285444 ι « ι · 層交互且周期性地積層之構造的第2η型層時，與第ι η型層比較，可將高濃度層的雜質原子濃度減少，或者亦可將低濃度層的雜質原子濃度減少。當然，亦可該雙方同時進行。然而，以作成將高濃度層的雜質原子濃度降低的構造，在平均摻雜量的控制性之點優異，且平坦性之效果亦大，因此可發揮最佳的平坦性之效果。並且，第2η型層中之η型雜質原子高濃度層之膜厚 (thd)，和η型雜質原子低濃度層之膜厚（tld)之比率 B (thd/tld)，可作成比第In型層中者爲更小。與第in型層比較，可減小第2 η型層之高濃度層的膜厚，亦可增大低濃度層的膜厚。當然，亦可該雙方同時進行。然而，以增大低濃度層的膜厚的構造，將小坑埋沒的效果很大，因此可發揮最佳的平坦性之效果。形成第2η型層之高濃度層及低濃度層的厚度，分別爲〇.5 nm以上500nm以下爲較佳。各層之膜厚比該範掘更大時，電阻率之縱向之濃淡變成太大，無法利用作爲使電流流動 B 之層。比該範圍更小之時，埋入的效果減少。更佳爲丨nm 以上lOOnm以下，其中尤以5nm以上50nm以下之範圍顯示良好的特性。高濃度層及低濃度層之各膜厚方面，雖然可將任一方作成大’但是使雙方爲相等，或者將低濃度層之膜厚作成大時，由埋入的觀點來看爲較佳。高濃度層及低濃度層之重複周期，係爲上述第2n型層全體之厚度及各高濃度層及低濃度層之厚度的2〜20次爲較 -18- 1285444 佳。又，15次以下或i〇次以下爲最佳。將周期數增加之時，會使半導體成長時之閥切換次數過度地增加，僅會增加製作裝置的負荷。第2n型層之高濃度層的n型雜質原子濃度，是以ΐχΐ〇16 cm·3以上2.5xl019cm·3以下爲較佳，更佳爲lxl〇17cm.3以上 5xl018cm3 以下，特別佳爲 2xl〇17cin·3 以上 2.5xl〇18cm·3 以下。IxlO16 cm·3以下之濃度時，會使第2n型層作成積層構造時低電阻的效果變小’另一方面，當爲2 · 5 X 1 〇19 c m.3以上 ®之濃度時，會使表面平坦性的效果變小。與第1 n型層同樣地’咼濃度層之η型雜質原子濃度，不一定須要在第2 η 型層全體上爲一定，亦可在每個周期使濃度連續或不連續地變化。並且，亦可在一個一個薄層內部使η型雜質原子濃度變化。又，η型雜質元素不僅丨種，亦可爲將2種以上之元素加以組合。第2 η型層之低濃度層的η型雜質原子之濃度，係比高濃度層之η型雜質原子之濃度爲更低濃度’且較佳爲作成ιχ 鲁1〇19cm3以下。當！^型雜質原子之濃度作成lxl〇19cm·3以上之時，會使表面平坦性的效果變小。更佳爲2x1 〇18cm·3以下，特別佳爲IxlO18 cm·3以下。關於下限方面，越低的話越佳，寧可特意地作成未摻雜爲較佳。爲了將η型雜質原子濃度作成更小，使低濃度層由未摻雜的ΠΙ族氮化物半導體薄層構成之時，可使高濃度層之表面上產生的龜裂或小坑被埋沒的效果更加提高，而獲得表面平坦的η型半導體層，故爲較佳。而且，低濃度層之η型雜質原子濃度爲低

-19- 1285444 «- 1 1 時，載氣濃度越低的話，可使低濃度層之之厚度變成越薄，故較受採用。並且，低濃度層中亦與高濃度層同樣地，低濃度層之η 型雜質原子濃度，不一定須要在第2 η型層全體上爲一定，亦可在每個周期使濃度連續或不連續地變化。並且，亦可在一個一個薄層內部使η型雜質原子濃度變化。又，η型雜質元素不僅1種，亦可爲將2種以上之元素加以組合。第1 η型層及/或第2η型層中摻雜之η型雜質原子，可 ® 從：矽（Si)、鍺（Ge)、硫（S)、硒（Se)、錫（Sn)、及締（Te)所構成的群中所選擇的1種或2種以上。其中亦以Si、Ge、S、 S η可利用作爲良好的n型摻雜物爲較佳。摻雜於第1 η型層及第2η型層中的η型雜質原子爲相同時亦無妨，不相同之時亦沒有關係。例如，可作成在第1 η 型層中摻雜Ge，第2η型層中摻雜Si的構造等。 η型雜質原子及元素種類，例如，可使用2次離子質量分析法（SIMS)測定。其是在試料的表面照射1次離子，藉 ® 以進行離子化飛出的元素之質量分析的方法，可對特定元素的深度方向之濃度分佈進行觀察且定量。對存在於ΙΠ 族氮化物半導體層中的η型雜質原子元素，使用該方法亦有效。此時亦可算出各層的厚度。利用本發明之η型III族氮化物半導體積層構造體，製作 III族氮化物半導體發光元件之情況，該積層構造體可配置在基板和發光層之間的任何地點。例如，可直接設置成接合在基板之表面上，或者設置成接合在設於基板之表面的

-20- 1285444 緩衝層上。並且亦可設置成接合在由未摻雜之GaN等所形成的基底層之上。此時，第1 η型層係配置成在基板側，將第1 η型層積層，接著將第2 η型層進行積層，可藉以使在第1 η型層之表面上產生的微小之小坑有效率地被埋沒。在靠近基板或緩緩層等之本發明的η型III族氮化物半導體積層構造體之上方，設置ΙΠ族氮化物半導體層的話，可獲得結晶性優異的III族氮化物半導體層。藉由設置本發明的η型III族氮化物半導體積層構造體，根據和基板之晶格 ® 落差而抑制差排（misfit dislocation)等之層向上方傳遞。設置本發明的η型半導體積層構造體時，可抑制從下方貫通而來的位錯向上層之傳遞，因此形成於其上方的發光層的結晶性優異，從而可獲得高發光強度的III族氮化物半導體發光元件。本發明之高度平坦化且低電阻化後之η型III族氮化物半導體積層構造體，係可利用作爲形成發光元件之η電極用之η接觸層。所獲得的發光元件具有洩露電流之抑制，靜 ®電耐壓性之提高等的效果。尤其，利用作爲發光元件構造之η接觸層時，該發光層成爲量子井構造之情況時的效果很顯著。量子井構造係將薄膜堆疊的構造，基底層之平坦性不佳時，容易產生浅露。因此，利用本發明之η型III族氮化物半導體積層構造體，可獲得特性之提高。由III族氮化物半導體所形成的發光層方面，係以 AhGaJnzH (OS XS 1、OS YS 1、OS ZS 1、且 Χ + Υ + Ζ -21- 1285444 »·· 1 ι =1，記號Μ是表示氮以外的第V族元素，0 S a < 1。）所表示的各種組成之單一量子井構造及多重量子井構造之發光層係爲周知者，含有該些周知的發光層，亦可使用任何組成及構造的發光層。並且，構成雙異質接面構造的發光層用的P型III族氮化物半導體，亦是以摻雜Mg或Zn等之P 型雜質之上述組成式所表示之各種組成物係爲周知者。亦可使用包含該些周知的組成物之任何組成。將作爲目的的半導體層積層之後，在既定位置上形成正 # 極及負極。化合物半導體發光元件之正極及負極方面，各種的構成及構造係爲周知，在本發明中可毫無限制地使用包含該些周知的正極及負極之任何構成及構造。並且，該等之製造方法可無任何限制地使用真空蒸鍍法及濺鍍法等周知的方法。本發明的η型III族氮化物半導體積層構造體，可使用於製造發光二極體或雷射二極體、或電子裝置等之製作。又，從本發明的η型III族氮化物半導體積層構造體製造III族 Φ 氮化物半導體發光元件，利用例如本業界所周知的手段設置蓋子時可製作燈具。又，將具有III族氮化物半導體發光 * 元件和螢光體的蓋子或樹脂模型加以組合，亦可製作出白 — 色燈具或晶片。使用本發明之積層構造體時，可獲得靜電耐壓性優異、時間經過的劣化少、且特性優良的III族氮化物半導體發光元件。亦即，藉由本發明可製作出靜電耐壓性優異、時間經過的LED燈具，因此組裝有使用本發明的LED燈的行動 -22- 1285444 電話、顯示器、面板類等之電子機器、或組裝該電子機器的汽車、電腦等之機械裝置類、或遊戲機等之玩具等，對靜點或時間經過等各種特性的劣化因素，可將特性保持於良好的狀態。實施例雖然以下將以實施例具體地說明本發明，但是本發明並不僅限定於該些實施例而已。 (實施例1) ® 使用本發明的η型III族氮化物半導體積層構造體製造發光元件。第1圖是顯不本實施例中所製作的發光元件之半導體積層構造的模式圖。101是由藍寶石所形成的基板，102 係由A1N所形成的高溫緩衝層，103是未摻雜的GaN所形成的基底層。104係由Ge摻雜的GaN所形成的第1 η型層，在發光元件中作爲接觸層的功能。105係由Ge摻雜的GaN 所形成的第2n型層，由104及105構成本發明的η型III φ 族氮化物半導體積層構造體。106係由Si摻雜InGaN所形成的η包覆層、107係多重量子井構造之發光層、108係讀 Mg摻雜AlGaN所形成的ρ包覆層、109係Mg摻雜AlGaN - 所形成的ρ接觸層。將III族氮化物半導體積層在藍寶石基板上的上述構造體，一般係利用MOCVD手段以下列的程序來形成。首先，將（000 1 )-藍寶石基板101載置於使用高頻（RF)電感加熱式電熱器加熱到成膜溫度的半導體用高純度石墨製基板載具 -23- 1285444 · * 1 ' (s u s c e ρ t ο 1·)上。載置之後，使氮氣流通在具備有該基板載具的不銹鋼製之氣相成長反應爐內，將爐內清掃（purge)。在氣相成長反應爐內，將氮氣連續地8分鐘流通之後，將電感加熱式加熱器作動，使基板1 0 1的溫度在1 0分鐘間從室溫昇溫到600°C。使基板101的溫度持續地保持在600 °C之下，將氫氣及氮氣流通，使氣相成長反應爐內的壓力作成1.5x1 04Pa。在該溫度及壓力下放置2分鐘，使基板101 的表面被熱清洗（thermal cleaning)。在熱清洗完成之後，停 • 止氮氣對氣相成長反應爐內的供給。氫氣的供給則繼續。其後，在氫氣環境中，使基板1 0 1的溫度昇溫到1 1 20°C。確認在1 120 °C溫度穩定之後，將三甲鋁（TMA)之蒸氣及伴隨的氫氣在一定時間內供給到氣相成長反應爐內。因而，和在氣相成長反應爐的內壁上將含有自以前所附著的氮之堆積沉積物的分解所產生的氮原子起反應，而在藍寶石基板101上附著數nm厚度的氮化鋁（A1N)薄膜所形成的高溫緩衝層102。停止隨伴TMA蒸氣的氫氣對氣相成長反應爐 ® 內的供給，而完成A1N的成長之後，暫時待機，使殘留於氣相成長反應爐內的TMA完全排出。接著，開始供給氨（N Η 3)氣到氣相成長反應爐內，經過一 * 定時間之後，一方面繼續氨氣之流通，一方面將基板載具的溫度降低至1 040 °C。在確認基板載具之溫度降至1 040°C 之後，暫時等待溫度穩定化，而開始對氣相成長反應爐內供給三甲鎵（TMG)，使未摻雜的GaN所形成的基底層103 在事先規定的期間成長。使基底層1〇3之層厚成爲8//m。 -24- 1285444 ·· »* 其次，使基板溫度上昇到1 1 20°C，溫度穩定之後，使四甲基鍺（（CH3)4Ge)流通一定時間，其後停止流通同樣的期間。使該循環反覆地進行1 〇〇次，而形成厚度2 · 〇 # m之 Ge濃度周期性地變化之Ge原子高濃度層及Ge原子低濃度層所形成的Ge摻雜的GaN所構成的第In型層104。接著，將基板溫度保持原樣，停止三甲鎵（TMG)及四甲鍺 ((CH〇4Ge)之流通而暫時中斷成長，在此期間將四甲鍺 ((CH3)4Ge)之流量調節成1/50。流量穩定之後，再度開始三 ® 甲鎵（TMG)及四甲鍺（（CH3)4Ge)之流通，流通一定時間，其後停止流通四甲鍺同樣的期間。使該循環反覆地進行1 0 次，而形成厚度0.2 // m之Ge摻雜的GaN所構成的第2n 型層105 。在完成Ge摻雜的第2n型層105之成長之後，在720°C進行由Si ί參雜之η型In〇.〇3Ga。.97N所形成的η包覆層106之積層。該η包覆層106係以三乙鎵（TEG)作爲鎵源，以三甲銦（ΤΜΙ)作爲銦之來源而成長，而作成層厚爲18 nm。Si摻 ® 雜約爲 lxl〇18cm·3。其次，將基板101的溫度保持於720°C不變，在η包覆層 106上設置包含有由GaN所形成的障壁層及由ln〇.25Ga〇.75N 所形成的井層共5周期構造之多重量子井構造之發光層 107。多重量子井構造之發光層107，首先係在η包覆層106 上設置接合GaN障壁層，在其上設置In〇.25Ga〇.75N的井層。使該構造反覆地進行5次之後，在第5層的井層上，製作出第6層的GaN障壁層，而作成5周期構造的多重量子井 -25- 1285444 I * 構造之發光層107。

GaN障壁層是以三乙鎵（TEG)作爲鎵源而成長。層厚作成 16nm，並作 Si 摻雜。Si 摻雜約爲 lxl〇17cm·3。In〇.25Ga〇.75N 井層是以三乙鎵（TEG)作爲鎵源，以三甲銦（TMI)作爲銦之來源而成長。作成層厚爲2.5 nm’且未摻雜。 . 在多重量子井構造所形成的發光層丨〇7上，形成由Mg 摻雜的Al〇.〇7Ga〇.93N所形成的p包覆層108。Mg之摻雜源係使用雙環戊二烯鎂。Mg摻雜濃度約爲lxl02°crrT3。層厚 β 作成10nm。在ρ包覆層108上，更形成由Mg摻雜的

Al〇.〇2Ga〇.98N所形成的p接觸層109。Mg係使p接觸層109 的正孔濃度成爲8xl017crrT3而進行添加。ρ接觸層109之層厚作成1 7 5 n m。在P接觸層1 09之成長完成之後，停止感應加熱式電熱器之通電，使基板1 0 1的溫度自然地冷卻到室溫。在降溫中，氣相成長反應爐內的環境僅由氮氣構成。確認基板1 0 1 溫度降至室溫後，將積層構造體從氣相成長反應爐中取出 ® 到外部。在此時點，上述之Ah.02Ga0.uN的ρ接觸層109，即使不進行使P型載氣電氣活化之退火處理時，亦已顯示出P型之傳導性。接著，利用公知的微影技術及乾式蝕刻技術，僅限於在形成η型歐姆電極201的預定領域上，將第1 η型層104 之Ge原子高濃度層露出。在露出的Ge原子高濃度層之表面上，形成積層有鈦及金（半導體側爲鈦）之η型歐姆電極 201。在成爲殘置之積層構造體之表面的ρ接觸層109之表 -26- 1285444 ϊ ^ 電段姆手歐影型微 P ^、一知金公及及金段白手層鍍積蒸地空序真依之側投 f Ti^Jnw 1 導用半利從，成上形域而全，面等極202。其後，在p型歐姆電極202之一部分上，製作出由 Au/Ti/Al/Ti/Aii所形成之p型接合墊203。而第2圖中顯示各電極之平面形狀。然後，切斷成3 5 0 // m角之正方形的LED晶片，載置於引線框上，將金導線結線到引線框上，而作成利用引線框使元件驅動電流朝向LED晶片流動。 β 經由引線框使元件驅動電流朝順方向流動於η型及p型歐姆電極201，202之間。順向電流爲20mA之時的順向電壓爲3.2V。並且，在20mA之順向電流流動時之射出的藍色帶發光的中心波長爲460nm。並且，使用一般的積分球而測定的發光強度達到5mW，故可獲得造成高強度發光的 III族氮化物半導體發光元件。朝反方向使1 0 // A的電流流動時測定其電壓，獲得爲20V 以上。並且，進行靜電耐壓試驗，在1 〇點中有8點，即使 ® 以機械模式賦予500V之靜電衝擊時亦未破壞。而，所獲得的積層構造體之第1 η型層104及第2n型層 105的SIMS分析之結果，在第1 η型層104中，高濃度層係Ge原子濃度爲1.2xl019cm·3，厚度爲i〇nm。並且，低濃度層係〇6原子濃度爲1\101、11^3，厚度爲1〇11111。第2 11型層105中，高濃度層係Ge原子濃度爲2.4xl017cm·3，厚度爲1 Onm。並且，低濃度層係Ge原子濃度爲檢測下限以上，因而無法定量，厚度爲l〇nm。從而，第ιη型層1〇4之Ge -27- 1285444 ,* " 次以外，和實施例1同樣的方式製作出III族氮化物半導體發光元件。從而，第1 η型層104之Ge原子平均濃度和實施例1同樣爲6.5><1018(：1^3，第2 11型層105之〇6原子平均濃度爲 2xl0l8cm·3。所獲得的發光元件和實施例1同樣的方式進行評價。順向電流爲20mA之時的順向電壓爲’ 3.3V。並且，在20mA之順向電流流動時射出的藍色帶發光的中心波長爲45 5 nm。並且，使用一般的積分球而測定的發光強度達到4.8m W， ® 故可獲得造成高強度發光的III族氮化物半導體發光元件。朝反方向使1 0 // A的電流流動時測定其電壓，獲得爲20V 以上。並且，進行靜電耐壓試驗，在10點中有7點，即使以機械模式賦予200V之靜電衝擊時亦未破壞。並且，第2n型層105形成後，觀察其表面，表面之小坑密度爲極低之20個/cm2以下，係爲平坦之表面。 (實施例3) 本實施例中，除了藉由將Ge以低濃度均勻地摻雜之層形 ® 成第2 η型層105以外，以和實施例1同樣的方式製作出 III族氮化物半導體發光元件。第2 η型層105中，Ge之摻雜量作成第1 η型層104之高濃度層的1/25，膜厚係作成 0.04//m。即，第2η型層105之Ge原子平均濃度爲4·8χ 1017cm·3。所獲得的發光元件和實施例1同樣的方式進行評價。順向電流爲20mA之時的順向電壓爲3.2V。並且，在20mA之順向電流流動時射出的藍色帶發光的中心波長爲465 nm ° -29- 1285444 , 1 ' 並且，使用一般的積分球而測定的發光強度達到5.2m W，故可獲得造成高強度發光的III族氮化物半導體發光元件。朝反方向使1 0 // A的電流流動時測定其電壓，獲得爲20V 以上。並且，進行靜電耐壓試驗，在10點中有9點，即使以機械模式賦予500V之靜電衝擊時亦未破壞。並且，第2n型層105形成後，觀察其表面，表面之小坑密度爲極低之20個/cm2以下，係爲平坦之表面。 (實施例4) ©本實施例中，除了使第1及第2 η型層104及105之形成係使用二乙硫（（C2H5)2S)取代四甲基鍺（（CH3)4Ge)來進行以外，以和實施例1同樣的方式製作出ΙΠ族氮化物半導體發光元件。所獲得的發光元件和實施例1同樣的方式進行評價。順向電流爲20mA之時的順向電壓爲3.IV。並且，在20mA之順向電流流動時射出的藍色帶發光的中心波長爲47Onm。並且，使用一般的積分球而測定的發光強度達到4.6m W， ® 故可獲得造成高強度發光的ΠΙ族氮化物半導體發光元件。朝反方向使1 〇 # A的電流流動時測定其電壓，獲得爲20V 以上。並且，進行靜電耐壓試驗，在1 〇點中有7點，即使以機械模式賦予5 0 0 V之靜電衝擊時亦未破壞。並且，第2n型層105形成後，觀察其表面，表面之小坑密度爲極低之20個/cm2以下’係爲平坦之表面。 (實施例5) 本實施例中’除了使第1及第2 η型層104及105之形成 -30- 1285444 - * ' 係使用四甲錫（（CH〇4Sn)取代四甲鍺（（CH3)4Ge)來進行以外’以和實施例1同樣的方式製作出ΠΙ族氮化物半導體發光元件。所獲得的發光元件和實施例1同樣的方式進行評價。順向電流爲20mA之時的順向電壓爲3.IV。並且，在20mA之順向電流流動時射出的藍色帶發光的中心波長爲45 8nm。並且’使用一般的積分球而測定的發光強度達到4.7mW。朝反方向使1 0 // A的電流流動時測定其電壓，獲得爲20V B 以上。並且，進行靜電耐壓試驗，在丨〇點中有7點，即使以機械模式賦予5 00V之靜電衝擊時亦未破壞。並且，第2n型層105形成後，觀察其表面，表面之小坑密度爲極低之20個/cm2以下，係爲平坦之表面。 (實施例6) 本實施例中，除了使第1及第2 η型層104及105之形成係使用單矽烷（SiH〇取代四甲鍺（（CH3)4Ge)來進行以外，以和實施例1同樣的方式製作出III族氮化物半導體發光元 •件。

所獲得的發光元件和實施例1同樣的方式進行評價。順向電流爲20mA之時的順向電壓爲2.9V。並且，在20mA之順向電流流動時射出的藍色帶發光的中心波長爲455 nm。並且，使用一般的積分球而測定的發光強度達到5.2m W。朝反方向使1 0 // A的電流流動時測定其電壓，獲得爲20V 以上。並且，進行靜電耐壓試驗，在10點中有1 〇點，即使以機械模式賦予5 00V之靜電衝擊時亦未破壞。 1285444 並且，第2n型層105形成後，觀察其表面，表面之小坑密度爲極低之20個/cm2以下，係爲平坦之表面。 (實施例7) 本實施例中’使用以實施例所製作的ΠΙ族氮化物半導體發光元件（LED晶片），以下列之程序而製作如第3圖所示之LED燈。首先’將LED燈36在第2引線框34上載置於藍寶石基板側之下，以黏著劑加以固定。然後將η型歐姆電極和第 > 1引線框33、接合墊和第2引線框34分別地以Au線而結線’而使元件驅動電流流通到LED燈3 6。更將全體以環氧樹脂37而封閉，成型爲LED燈之形狀。產業上之利用可行性以本發明所製成的n型III族氮化物半導體積層構造體，其表面平坦性優異且爲低電阻，因此作爲III族氮化物半導體發光元件很有用。 _ 【圖式簡單說明】第1圖是顯示從實施例1至6所製作之III族氮化物半導體發光元件之半導體積層構造的模式圖。第2圖是顯示從實施例1至6所製作之III族氮化物半導體發光元件之電極配置的平面圖。第3圖是顯示在實施例7中所製作的燈的剖面圖。【主要元件符號說明】 101…藍寶石基板 …高溫緩衝層 -32- 1285444 ^ * * …基底層 …第1 η型層 …第2 η型層 …η包覆層 …發光層 …Ρ包覆層 …Ρ接觸層 …η型歐姆電極 …Ρ型歐姆電極 …Ρ型歐姆電極 …LED燈 …第1引線框 …第2引線框 …環氧樹脂 -33-

Claims

I2S5444 々a日#(更)正本第9 4 1 3 1 4 7 7號「I I I族氮化物半導體發光元件」專利案 (2007年1月22日修正）十、申請專利範圍： 1. 一種III族氮化物半導體發光元件，係在基板上具有由m 族氮化物半導體所形成之發光層的III族氮化物半導體發光元件，其中在基板與發光層之間具有n型雜質原子高濃度層及η型雜質原子低濃度層構成的第1 η型層，與η 型雜質原子之平均濃度較該第1 η型層更小的第2η型層 φ 所構成，第2η型層與第In型層之η型雜質原子低濃度層鄰接之η型III族氮化物半導體積層構造體，而該第1 η 型層構成η接觸層。 2. 如申請專利範圍第1項之III族氮化物半導體發光元件，其第1 η型層中之η型雜質原子高濃度層及η型雜質原子低濃度層，係交互且周期性地存在。 3. 如申請專利範圍第1項之III族氮化物半導體發光元件，其中第2η型層係未摻雜。 φ 4.如申請專利範圍第1項之III族氮化物半導體發光元件’ 其中第2η型層係爲η型雜質原子均勻地摻雜之層。 5. 如申請專利範圍第1項之III族氮化物半導體發光元件’ — 其中第2 η型層係由η型雜質原子高濃度層及η型雜質原子低濃度層所形成。 6. 如申請專利範圍第5項之III族氮化物半導體發光元件’ 其第2 η型層中之η型雜質原子高濃度層及η型雜質原子低濃度層，係交互且周期性地存在。 7. 如申請專利範圍第5項之III族氮化物半導體發光元件’ I2&5444 其第2n型層之η型雜質原子高濃度層的濃度，係比第1 η型層之η型雜質原子高濃度層者還低。 8. 如申請專利範圍第5項之III族氮化物半導體發光元件，其第2η型層之η型雜質原子低濃度層的濃度，係比第1 η型層之η型雜質原子低濃度層者還低。 9. 如申請專利範圍第5項之III族氮化物半導體發光元件，其第2η型層中之η型雜質原子高濃度層之膜厚（thd)，與 η型雜質原子低濃度層之膜厚（tld)的比率（thd/tld)，係比第1 η型層中者還小。 10. 如申請專利範圍第5項之III族氮化物半導體發光元件，其第2η型層中之η型雜質原子高濃度層之膜厚，係比第1 η型層中者還小。 11. 如申請專利範圍第5項之III族氮化物半導體發光元件，其第2η型層中之η型雜質原子低濃度層之膜厚，係比第In型層中者還大。 12. 如申請專利範圍第5項之III族氮化物半導體發光元件，其第2n型層中之η型雜質原子高濃度層及η型雜質原子低濃度層之厚度係分別爲0.5〜500nm。 1 3.如申請專利範圍第5項之III族氮化物半導體發光元件，其第2n型層中的η型雜質原子低濃度層之厚度，係等於η型雜質原子高濃度層之厚度，或者是比η型雜質原子高濃度層之厚度還厚。 14.如申請專利範圍第6項之III族氮化物半導體發光元件，其第2η型層中的η型雜質原子高濃度層及η型雜質 I2S5444 f半導體發光元 I度層係特意不掺丨半導體發光元 // m 0 J半導體發光元子濃度，係爲第1 以下。 3半導體發光元所含有之雜質原 (Se)、錫（Sn)、及以上之組合。物半導體發光元鍺（Ge)、及錫（Sn) .組合。原子低濃度層之重複周期數係爲2〜20。 i 5 .如申請專利範圍第5項之III族氮化物件，其第2n型層中的η型雜質原子低ί 雜η型雜質原子。 16.如申請專利範圍第1項之III族氮化衫件，其中第2 η型層之厚度爲0.01〜0.5 i 7 .如申請專利範圍第1項之III族氮化衫件，其中第2n型層之平均η型雜質原 η型層之平均η型雜質原子濃度的1/2 18.如申請專利範圍第1項之ΠΙ族氮化衫件，其中第In型層及/或第2η型層中子，係爲從矽（Si)、鍺（Ge)、硫（S)、硒締（Te)構成的群中所選擇的1種或2種 19.如申請專利範圍第18項之III族氮化件，其中η型雜質原子，係爲從矽（Si)、構成的群中所選擇的1種或2種以上 20.如申請專利範圍第1至19項中任一項之III族氮化物半導體發光元件，其用於燈、電子機器、機械裝置或玩具。