專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了氮化物系m-v族化合物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體激光器及發(fā)光二極管。
技術(shù)背景近年來，替代現(xiàn)有的GaAs系的半導(dǎo)體激光器(例如，參考專利文 獻(xiàn)l)，作為可以自光盤高密度化所需的藍(lán)色區(qū)域至紫外線區(qū)域發(fā)光的 半導(dǎo)體激光器，使用了 AlInGaN等氮化物系III-V族化合物半導(dǎo)體的半 導(dǎo)體激光器的研究開發(fā)正在盛行，并被實(shí)用化。在這種半導(dǎo)體激光器，在活性層的p電極一側(cè)插入具有比活性層更 大的能帶間隙(bandgap)的電子勢壘層，防止自活性層溢流電子，從 而防止發(fā)光效率的下降。在該電子勢壘層中采用p型的AlGaN或 AlInGaN材料，Al構(gòu)成比例越高，能帶間隙越大，抑制電子的溢流的效 果越好。但是，Al構(gòu)成比例過高，則會導(dǎo)致結(jié)晶性變差，反而使發(fā)光效 率降低。因此，根據(jù)兩者的得失來決定電子勢壘層的Al構(gòu)成比例。此 外，電子勢壘層的層厚越厚，抑制電子的溢流的效果越好，但是相反也 會導(dǎo)致結(jié)晶性變差，因此，根據(jù)兩者的得失來決定層厚。另一方面，如果電子勢壘層具有僅能夠充分抑制電子的溢流的層 厚，則更靠近p電極一側(cè)的光導(dǎo)層及包覆(clad)層，從結(jié)晶性的觀點(diǎn) 考慮，使Al構(gòu)成比例比電子勢壘層小是有利的。為此，光導(dǎo)層及p型 包覆層由Al構(gòu)成比例比電子勢壘層小的AlGaN、 GaN或InGaN構(gòu)成。 圖6是表示具有如上結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。如圖6所示，在GaN基板1上，自下方開始依次形成有，由厚度為 l.O)im的GaN構(gòu)成的n型緩沖層2、由厚度為l.Opm且Al構(gòu)成比例為 0.07的AlGaN構(gòu)成的n型包覆層3、由厚度為100nm的GaN構(gòu)成的n 型光導(dǎo)層4，由厚度為7nm的非摻雜InGaN構(gòu)成的光波導(dǎo)層5、活性層 6、由厚度為20nm且In構(gòu)成比例為0.02的非摻雜InGaN構(gòu)成的光波導(dǎo) 層7、由厚度為20nm且Al構(gòu)成比例為0.2的p型AlGaN構(gòu)成的電子勢 壘層8、由厚度為100nm的p型GaN構(gòu)成的p型光導(dǎo)層9、由厚度為400nm
且Al構(gòu)成比例為0.07的AlGaN構(gòu)成的p型包覆層10、由厚度為lOOnm 的GaN構(gòu)成的p型接觸層11 。這里，活性層6是由3層厚度為3.5nm且In構(gòu)成比例為0.14的非 摻雜InGaN井層、2層厚度為7.0nm且In構(gòu)成比例為0.02的非摻雜In.GaN 勢壘層，分別相互層疊的多重量子井結(jié)構(gòu)。此外，在p型包覆層10及p 型接觸層11上，通過蝕刻面向<1100>方向形成有脊12。該脊12的寬度 為1.5pm,蝕刻深度為450nm。并且，形成有厚度為200nm的Si02絕 緣膜13以覆蓋在脊12的側(cè)面部分及p型包覆層10上。該絕緣膜13中， 在脊12上的部分設(shè)有開口 14。通過該開口 14， p型電極"與p型接觸 層11電接觸。p型電極15例如是依次層疊Pd和Au膜形成的。此外， 在GaN基板1的背面一側(cè)，設(shè)有依次層疊Ti膜和Al膜的n型電極16。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明試圖解決的課題在GaN基板上或在具有接近GaN的晶格常數(shù)的基底層上成長時(shí)， InGaN層在成長面內(nèi)方向上受到壓縮變形，AlGaN層受到拉伸變形。由 于這些層采用纖維鋅礦結(jié)構(gòu)，因此通過由于該變形引起的壓電效果在結(jié) 晶成長方向上產(chǎn)生壓電場。并且，由于InGaN層和AlGaN層上的變形 方向不同，所以產(chǎn)生的壓電場方向也不同。在不考慮壓電效果的情況和考慮時(shí)的情況下，模擬圖6的a-a，部分 中的價(jià)電子帶(valence electron band)結(jié)構(gòu)的結(jié)果分別如圖7、圖8所 示。在圖8中，壓電場的方向以箭頭表示。在電子勢壘層8中，由于壓 電效果，在光波導(dǎo)層7—側(cè)產(chǎn)生以"+"符號表示的正電荷，在p型光 導(dǎo)層9一側(cè)產(chǎn)生以"-"符號表示的負(fù)電荷，由此產(chǎn)生壓電場。此外，在 電子勢壘層8與p型光導(dǎo)層9的界面近處產(chǎn)生巨大的能帶彎曲，空穴濃 度變得很高。這樣，載流子濃度變高則電阻變低，因此在活性層6的上 部與結(jié)晶方向相垂直的面內(nèi)方向上存在有低電阻層。另外，在InAlGaN層也產(chǎn)生同樣的壓電效果，但其壓電場的方向由該材料承受的變形的方 向決定。接下來，在圖9中表示圖8所示情況下的電流密度的模擬結(jié)果。但 是將基于空穴的電流和基于電子的電流分別進(jìn)行圖示。由此可知基于空 穴的電流的電流密度在電子勢壘層8與p型光導(dǎo)層9之間的A點(diǎn)處急劇 減小。這是因?yàn)椋贏點(diǎn)上產(chǎn)生由于上述壓電場引起的能帶彎曲，基于 該原因在橫方向上電流擴(kuò)展(spreading)的結(jié)果，導(dǎo)致電流密度減小。如此，如圖6所示的脊型結(jié)構(gòu)那樣，在僅在p側(cè)的一部分區(qū)域中進(jìn) 行電流注入的發(fā)光元件中，如果設(shè)置電子勢壘層，則自p電極注入的空 穴在上述低電阻區(qū)域中橫方向上急劇變寬。由此，空穴也在橫方向上變 寬的狀態(tài)下被注入到活性層，活性層中的電流密度變小，發(fā)光特性急劇 惡化。另外，上述的現(xiàn)有示例僅僅示出了一個例子，在電子勢壘層不是 AlGaN而是受到拉伸變形的InxlAlylGai_xl_ylN (0^x1^1、 O^yl^l )的 情況，及光導(dǎo)層不是GaN而是比電子勢壘層能帶間隙小的Inx2Aly2Gai_ x2y2N (0^x2^1、 0Sy2Sl)的情況中也有同樣問題發(fā)生。也就是說， 上述問題起因于氮化物系m-v族化合物半導(dǎo)體是產(chǎn)生稱為壓電效果的 特殊效果的材料的情況。本發(fā)明是為了解決如上所述問題而提出，其目的是提供可以改善發(fā) 光特性的半導(dǎo)體發(fā)光元件。用于解決課題的手段本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件具有由氮化鎵系化合物半導(dǎo)體構(gòu) 成的活性層；與活性層相比設(shè)置在p層一側(cè)，由受到拉伸變形的 InxlAlylGai_xl.ylN (0^x1^1、 O^yl^l )構(gòu)成的第1半導(dǎo)體層；由能帶 間隙比第1半導(dǎo)體層小的Inx2Aly2Gai_x2_y2N (0^x2^1、 0Sy2^1 )構(gòu)成 的第2半導(dǎo)體層；位于第1半導(dǎo)體層和第2半導(dǎo)體層之間，由能帶間隙 比第1半導(dǎo)體層的能帶間隙小、比第2半導(dǎo)體層的能帶間隙大的 In^Al^Ga^^N (0^x3^1、 0Sy3 ^ 1 )構(gòu)成的第3半導(dǎo)體層。本發(fā)明的其他特征將在下文明示。 發(fā)明效果基于本發(fā)明，可以緩解在由受到拉伸變形的InxlAlylGai_xl.ylN (0^ xl^l、 O^yl^l)構(gòu)成的第1半導(dǎo)體層和由能帶間隙比第1半導(dǎo)體層 小的Inx2Aly2Gai_x2.y2N (0^x2^1、 0^y2^1 )構(gòu)成的第2半導(dǎo)體層之間 部分的能帶彎曲，可以抑制在該部分產(chǎn)生高濃度的空穴，可以抑制在橫 方向上的電流擴(kuò)展。由此能夠改善發(fā)光特性。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的價(jià)電子 帶結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示圖2情況下的電流密度的模擬結(jié)果的圖。 帶結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示圖4情況下的電流密度的模擬結(jié)果的圖。 圖6是表示現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。圖7是表示在不考慮壓電效果的情況下，現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件的 價(jià)電子帶結(jié)構(gòu)的圖。圖8是表示在考慮壓電效果的情況下，現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件的價(jià) 電子帶結(jié)構(gòu)的圖。圖9是表示圖8情況下的電流密度的模擬結(jié)果的圖。符號說明 1基板 2型緩沖層 3型包覆層 4型光導(dǎo)層 5光波導(dǎo)層 6活性層 7光波導(dǎo)層 8電子勢壘層 9型光導(dǎo)層 10型包覆層 11型接觸層 12脊 13絕緣膜 14開口 15型電極 16型電極 17中間層具體實(shí)施方式
實(shí)施方式1下面，將參照圖l說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式。圖l是表示本發(fā)明 的實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件的剖面圖。該半導(dǎo)體發(fā)光元件是 具有脊型結(jié)構(gòu)的氮化物系半導(dǎo)體激光器。如圖l所示，在GaN基板l上，自下方開始依次形成有，由厚度為 l.Opm的GaN構(gòu)成的n型緩沖層2、由厚度為l.Opm且Al構(gòu)成比例為 0.07的AlGaN構(gòu)成的n型包覆層3、由厚度為100nm的GaN構(gòu)成的n 型光導(dǎo)層4，由厚度為7nm的非摻雜InGaN構(gòu)成的光波導(dǎo)層5、活性層 6、由厚度為20nm且In構(gòu)成比例為0.02的非摻雜InGaN構(gòu)成的光波導(dǎo) 層7、由厚度為20nm且Al構(gòu)成比例為0.2的p型AlGaN構(gòu)成的電子勢 壘層8、由p型InAlGaN構(gòu)成的中間層17、由厚度為100nm的p型GaN 構(gòu)成的p型光導(dǎo)層9、由厚度為400nm且Al構(gòu)成比例為0.07的AlGaN 構(gòu)成的p型包覆層10、由厚度為100nm的GaN構(gòu)成的p型接觸層11。這里，活性層6是由3層厚度為3.5nm且In構(gòu)成比例為0.14的非 摻雜InGaN井層、2層厚度為7.0nm且In構(gòu)成比例為0.02的非摻雜InGaN 勢壘層，分別相互層疊的多重量子井結(jié)構(gòu)。此外，在p型包覆層10及p 型接觸層11上，通過蝕刻面向<1100〉方向形成有脊12。該脊12的寬度 為1.5pm,蝕刻深度為450nm。并且，形成有厚度為200nm的Si〇2絕 緣膜13以覆蓋在脊12的側(cè)面部分及p型包覆層10上。在該絕緣膜l3 中，在脊12上的部分設(shè)有開口 14。通過該開口 14, p型電極15與p型 接觸層ll電接觸。p型電極15例如是依次層疊Pd和Au膜的結(jié)構(gòu)。此 外，在GaN基板1的背面一側(cè)，設(shè)有依次層疊Ti膜和Al膜的n型電極 16。先，在事先通過熱清洗(thermal cleaning)等對表面進(jìn)行清潔化處理后 的GaN基板l上，通過有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法，例如在 IOO(TC的成長溫度下成長n型緩沖層2。接下來，同樣通過MOCVD法， 依次層疊n型包覆層3、 n型光導(dǎo)層4和光波導(dǎo)層5、活性層6、光波導(dǎo)
層7、電子勢壘層8、中間層17、 p型光導(dǎo)層9、 p型包覆層10及p型 接觸層ll。這里，這些層的成長溫度，例如n型包覆層3和n型光導(dǎo)層 4為IOO(TC、自非摻雜InGaN光波導(dǎo)層5至非摻雜InGaN光波導(dǎo)層7 為740。C、自電子勢壘層8至p型接觸層11為IOO(TC。在以上的結(jié)晶成長結(jié)束后，在整個表面涂敷抗蝕劑，并通過平板印 刷術(shù)形成與平臺(mesa)部的形狀相應(yīng)的預(yù)定形狀的抗蝕劑圖形。將該 抗蝕劑圖形作為掩模，例如通過RIE法進(jìn)行深入至p型包覆層10的層 內(nèi)的蝕刻，制作成為光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的脊12。另外，作為蝕刻氣體例如使用 氯系氣體。接下來，在殘留有抗蝕劑圖形的狀態(tài)下，再次在整個表面，例如通 過CVD法、真空蒸鍍法、濺射法等，形成例如由厚度為0.2jum的Si02 構(gòu)成的絕緣膜13,并在除去抗蝕劑的同時(shí)除去位于脊12上的絕緣膜 13,即進(jìn)行所謂的剝離(lift-off)。由此在脊12上形成開口 14。接下來，在整個表面例如通過真空蒸鍍法依次形成Pt和Au膜之 后，涂敷抗蝕劑，實(shí)施平板印刷術(shù)，之后通過進(jìn)行濕法蝕刻或干法蝕刻 形成表面的p型電極15。并且，在基板的背面前面，通過真空蒸鍍法依 次層疊Ti和Al膜，形成n型電極。并且，對n型電極16實(shí)施用于歐姆 接觸的合金化(alloying)處理。接下來，通過切割晶片等加工成條狀形成面共振器端面，進(jìn)一步在 這些共振器端面上實(shí)施端面涂敷(coating)后，通過切割該條狀物等來 實(shí)現(xiàn)芯片化。通過以上工序，制造出實(shí)施方式1的半導(dǎo)體發(fā)光元件。如上所示，在實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，電子勢壘層 8和p型光導(dǎo)層9之間設(shè)置有中間層n。在該中間層17,厚度為10nm 且In構(gòu)成比例為0.04， Al構(gòu)成比例為0.18, Ga構(gòu)成比例為0.78，由于 相對GaN基板1幾乎晶格匹配，所以實(shí)質(zhì)上無變形。在該實(shí)施方式1 所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件，閾值是37mA,微分效率是1.42W/A,在現(xiàn) 有的半導(dǎo)體發(fā)光元件中分別是45mA、 1.35W/A,所以與其相比發(fā)光特性 得到了改善。在圖2中表示了模擬圖1的a-a，部分中的價(jià)電子帶結(jié)構(gòu)的結(jié)果。如 圖所示，在電子勢壘層8和中間層17的界面以及中間層17和p型光導(dǎo) 層9的界面上，分別產(chǎn)生了能帶彎曲。但是，這些能帶彎曲上的能帶不 連續(xù)量與現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)相比小，各自界面上產(chǎn)生的空穴濃度大幅度降低。
因此，雖然空穴濃度高的部分變?yōu)?個，但各自的空穴濃度小，所以可 以作為整體抑制電阻值的降低。在圖3中表示了圖2情況下的電流密度的模擬結(jié)果。圖3中的電子 勢壘層8和中間層17之間的B點(diǎn)上的電流密度的降低量，比圖9中的 A點(diǎn)上的電流密度的降低量小。因此，基于實(shí)施方式l的結(jié)構(gòu)，可以抑 制橫方向上的電流擴(kuò)展，所以能夠改善發(fā)光特性。不限于以上示例，只要是具有如下結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體發(fā)光元件就能夠獲 得同樣的效果，即具有由氮化鎵系化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的活性層；與活 性層相比設(shè)置在p層一側(cè)，由受到拉伸變形的InxlAlylGai.xl_ylN (0^x1 Sl、 O^yl^l)構(gòu)成的第1半導(dǎo)體層；由能帶間隙比第1半導(dǎo)體層小 的Inx2Aly2Gai-x2_y2N (0^x2^1、 0Sy2^1 )構(gòu)成的第2半導(dǎo)體層；位于 第1半導(dǎo)體層和第2半導(dǎo)體層之間，由能帶間隙比第l半導(dǎo)體層的能帶 間隙小、比第2半導(dǎo)體層的能帶間隙大的Inx3Aly3Gai-x3_y3N (0Sx3^1、 0Sy3^1)構(gòu)成的第3半導(dǎo)體層。但是最理想是(Ky2〈y3，1^1。此外，當(dāng)?shù)?半導(dǎo)體層由AlylGai_ylN (yl^0.15)構(gòu)成，第2半導(dǎo) 體層由i!^GaL"N (x2^0)構(gòu)成時(shí)，壓電效果變得非常大，上述問題點(diǎn) 變得突出，因此本發(fā)明的效果也變得非常顯著。進(jìn)一步，當(dāng)?shù)?半導(dǎo)體層由AlylGai_ylN構(gòu)成，第2半導(dǎo)體層也由 Al^GaL^N構(gòu)成的情況下，當(dāng)其Al構(gòu)成的差值yl-y2比0.15大時(shí)，壓 電效果變得特別大，上述問題點(diǎn)變得突出，因此本發(fā)明的效果也變得非 常顯著。此外，當(dāng)?shù)?半導(dǎo)體層由AlylGai.ylN構(gòu)成，第2半導(dǎo)體層由 Aly2Ga^y2N構(gòu)成，第3半導(dǎo)體層由Aly3Ga^N構(gòu)成的情況下，當(dāng)y3比 { (yl+y2) /2} x0.7大，且比{ ( yl+y2 ) /2} x 1.3小時(shí)，第1半導(dǎo)體層 與第3半導(dǎo)體層的能帶間隙差及第3半導(dǎo)體層與第2半導(dǎo)體層的能帶間隙差均可減小，所以自p層一側(cè)向活性層移動的空穴的勢壘變小，由此 具有可以降低工作電壓的優(yōu)點(diǎn)。這里，InxAlyGai—x_yN (0Sx^1、 O^y^l )的晶格常數(shù)與GaN基板 l幾乎相同，所以中間層17的層厚也可以適當(dāng)加厚。但是，包含In的 結(jié)晶的結(jié)晶性通常不好。這是因?yàn)椋砷L溫度如果高則In變得難于進(jìn)入 結(jié)晶內(nèi)，需要降低成長溫度，由于該低溫下的成長導(dǎo)致結(jié)晶性變差的緣 故。因此，中間層17(第3半導(dǎo)體層)的層厚的上限受到其結(jié)晶性的限
制，為小于等于100nm,最好是小于等于50nm，更理想是小于等于 30nm。此外，當(dāng)層厚比lnm還小時(shí)，幾乎不產(chǎn)生其效果，所以需要大 于等于lnm的層厚。此外，在沒有p型光導(dǎo)層9的情況下，只要在電子勢壘層8和p型 包覆層IO之間設(shè)置中間層17，則也可以獲得同樣的效果。并且，替代 GaN基板，使用如下基板的情況也可以獲得同樣的效果，例如，在藍(lán)寶 石基板等與GaN晶格不匹配的基板上制作的低溫GaN緩沖層，或在藍(lán) 寶石基板等與GaN晶格不匹配的基板上使用橫方向選擇成長技術(shù)制作 的GaN層等具有與GaN相近晶格常數(shù)的基底層。實(shí)施方式2實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件，設(shè)置有受到拉伸變形的p型 InAlGaN層作為中間層17,其厚度為10nm， In構(gòu)成比例為O.Ol, Al構(gòu) 成比例為0.14,Ga構(gòu)成比例為0.85。除此之外的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1相同，制造方法也與實(shí)施方式1相同。該實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件，閾值是30mA，微分效率 是1.52W/A,與現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件相比發(fā)光特性得到改善。如此，作為中間層17,也可以使用其晶格常數(shù)比GaN基板1的晶 格常數(shù)還大，受到拉伸變形的層。這種情況下的圖1所示結(jié)構(gòu)的a-a'部 分中的價(jià)電子帶結(jié)構(gòu)如圖4所示。將電子勢壘層8和中間層17中由于 壓電效果而產(chǎn)生的正電荷以"+，，符號表示，負(fù)電荷以"-"符號表示。 由于電子勢壘層8與中間層17都受到拉伸變形，因此在這兩個層的界 面中同時(shí)產(chǎn)生正電荷和負(fù)電荷，并分別互相抵消。由此，如果恰當(dāng)?shù)卦O(shè) 定該中間層17的變形程度，則可以使在該界面中產(chǎn)生的電荷變得非常 小，能帶彎曲也變小。進(jìn)一步，因?yàn)槟軒Р贿B續(xù)量也變小了，所以空穴 濃度也變得非常小。另一方面，雖然在中間層17和p型光導(dǎo)層9之間 的界面上新產(chǎn)生了負(fù)電荷，但通過恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定中間層17的變形程度， 可以減小該負(fù)電荷。由此，在電子勢壘層8和中間層17之間的界面及中間層H和p型 光導(dǎo)層9之間的界面中的任何一個界面上，都可以使能帶不連續(xù)量變 小，使空穴濃度也變得非常小。因此，雖然空穴濃度高的部分變?yōu)?個， 但各自的空穴濃度小，所以可以作為整體抑制電阻值的降低。在圖5中表示了圖4情況下的電流密度的模擬結(jié)果。圖5中的電子
勢壘層8和中間層17之間的C點(diǎn)上的電流密度的降低量，比圖9中的 A點(diǎn)上的電流密度及圖3中的B點(diǎn)上的降低量小。因此，基于上述結(jié)構(gòu)， 可以通過插入中間層17進(jìn)一步抑制橫方向上的電流擴(kuò)展。 實(shí)施方式3實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件，設(shè)置有p型AlGaN層作為中 間層17，其厚度為10nm, Al構(gòu)成比例為0.2。除此之外的結(jié)構(gòu)與實(shí)施 方式l相同，制造方法也與實(shí)施方式1相同。該實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件，閾值是28mA,微分效率 是1.56W/A,與現(xiàn)有的半導(dǎo)體發(fā)光元件相比發(fā)光特性得到改善。這樣，也可以使用AlGaN材料作為中間層17。在GaN基板上或在 具有接近GaN的晶格常數(shù)的基底層上成長時(shí)，AlGaN材料必定受到拉 伸變形。此外，當(dāng)使用AlGaN材料作為中間層17時(shí)，可以使A1構(gòu)成比 例比電子勢壘層8小、比p型光導(dǎo)層9大，從而使中間層n的能帶間 隙比電子勢壘層8小且比p型光導(dǎo)層9大。由此，可以容易地制造出滿 足上述2個條件的中間層。工業(yè)上的可適用性基于本發(fā)明，可以緩解在由受到拉伸變形的InxlAlylGa]_xl—yN (0^ xl^l、 O^yl^l)構(gòu)成的第1半導(dǎo)體層和由能帶間隙比第1半導(dǎo)體層 小的In^Al^Gaiw—y2N (0^x2^1、 0^y2Sl )構(gòu)成的第2半導(dǎo)體層之間 的部分的能帶彎曲，可以抑制在該部分產(chǎn)生高濃度的空穴，可以抑制在 橫方向上的電流擴(kuò)展。由此能夠改善發(fā)光特性。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征是具有由氮化鎵系化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的活性層；與上述活性層相比設(shè)置在p層一側(cè)，由受到拉伸變形的Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1、0≤y1≤1)構(gòu)成的第1半導(dǎo)體層；由能帶間隙比上述第1半導(dǎo)體層小的Inx2Aly2Ga1-x2-y2N(0≤x2≤1、0≤y2≤1)構(gòu)成的第2半導(dǎo)體層；位于上述第1半導(dǎo)體層和上述第2半導(dǎo)體層之間，由能帶間隙比上述第1半導(dǎo)體層的能帶間隙小、比上述第2半導(dǎo)體層的能帶間隙大的Inx3Aly3Ga1-x3-y3N(0≤x3≤1、0≤y3≤1)構(gòu)成的第3半導(dǎo)體層。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征是，上述第3半 導(dǎo)體層實(shí)質(zhì)上無變形。
3. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征是，上述第3半 導(dǎo)體層受到拉伸變形。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征是，x3=0， 0<y2<y3<yl S 1。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征是， xl=y2=0, yl〉0.15。
6. 如權(quán)利要求1、 3、 4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征 是，xl=x2=0, yl-y2〉0.15。
7. 如權(quán)利要求1、 3、 4中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征 是，Xl=x2=x3=0， { (yl+y2) /2} x 0.7<y3<{ ( yl+y2 ) /2} x 1.3。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征是， 上述第3半導(dǎo)體層的厚度大于等于lnm小于等于lOOnm。
9. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征是， 上述第3半導(dǎo)體層的厚度大于等于lnm小于等于50nm。
10. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征是， 上述第3半導(dǎo)體層的厚度大于等于lnm小于等于30nm。
11. 如權(quán)利要求1至4、 8至10中任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件， 其特征是，xl=0， 0<yl^l。
全文摘要
本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體發(fā)光元件具有由氮化鎵系化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的活性層；與活性層相比設(shè)置在p層一側(cè)，由受到拉伸變形的In<sub>x1</sub>Al<sub>y1</sub>Ga<sub>1-x1-y1</sub>N(0≤x1≤1、0≤y1≤1)構(gòu)成的第1半導(dǎo)體層；由能帶間隙比第1半導(dǎo)體層小的In<sub>x2</sub>Al<sub>y2</sub>Ga<sub>1-x2-y2</sub>N(0≤x2≤1、0≤y2≤1)構(gòu)成的第2半導(dǎo)體層；位于第1半導(dǎo)體層和第2半導(dǎo)體層之間，由能帶間隙比第1半導(dǎo)體層的能帶間隙小、比第2半導(dǎo)體層的能帶間隙大的In<sub>x3</sub>Al<sub>y3</sub>Ga<sub>1-x3-y3</sub>N(0≤x3≤1、0≤y3≤1)構(gòu)成的第3半導(dǎo)體層。
文檔編號H01S5/343GK101156285SQ200680011679
公開日2008年4月2日 申請日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月11日
發(fā)明者藏本恭介 申請人:三菱電機(jī)株式會社