半導體發光元件的制作方法
【專利摘要】本發明的半導體發光元件具有：下部包層(12)，其設于基板(10)上；有源層部(20)，其設于下部包層上(12)，包括量子阱層(24)以及在與(24)量子阱層之間隔著第2勢壘層(22b)配置的多個量子點(28)；以及上部包層(14)，其設于有源層部(20)上，量子阱層(24)和多個量子點(28)之間的間隔(D)小于多個量子點(28)各自的中心之間的間隔(X)的平均值。
【專利說明】
半導體發光元件
技術領域
[0001] 本發明涉及半導體發光元件。
【背景技術】
[0002] 近年來，在尋求適合于例如0CT(0ptical Coherence Tomography:光學相干層析 成像技術)等光傳感的、發光波長范圍較寬的發光元件。例如，提出了量子阱-量子點的混合 構造的半導體發光元件(例如，參照非專利文獻1)。該混合構造的半導體發光元件利用來自 量子阱及量子點的波長彼此不同的發光，實現較寬的發光波長范圍。并且，已知在自形成的 量子點的周圍形成有應變場，在該應變場的影響涉及到量子阱層時，量子阱層的帶隙能量 變化(例如，參照非專利文獻2~4)。
[0003] 現有技術文獻
[0004] 非專利文獻
[0005] 非專利文獻 1: Siming Chen等7人、"Hybrid Quantum We 11/Quantum Dot Structure for Broad Spectral Bandwidth Emitters"、IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTR0NICS、2013年、第 19卷、第4號
[0006] 非專利文獻2: John Η·Davies、"Quantum dots induced by strain from buried and surface stressors"、APPLIED PHYSICS LETTERS、1999年、第75卷、第26號、p.4141-4144
[0007] 非專利文獻3 :Μ· Sopanen等2人、"Strain-induced quantum dots by self-organized stressors"、APPLIED PHYSICS LETTERS、1995年、第66卷、第 18號、p.2363-2366
[0008] 非專利文南犬4 :Η· Lipsanen等2人、"Luminescence from excited states in strain-induced InxGal-xAs quantum dots"、PHYSICS REVIEW B、1995年、第51 卷、第19 號、p.13868-13871
【發明內容】
[0009] 發明要解決的問題
[0010] 在非專利文獻1所記載的半導體發光元件中，將量子阱及量子點各自的發光疊加， 實現較寬的發光波長范圍。因此，為尋求來自量子阱及量子點各自的發光還有改進的余地， 例如在不能得到來自量子點的發光的波長范圍中不能擴大發光波長范圍等。
[0011] 本發明正是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供能夠實現較寬的發光波長 范圍的半導體發光元件。
[0012] 用于解決問題的手段
[0013] 本發明的半導體發光元件的特征在于，該半導體發光元件具有:下部包層，其設于 基板上;有源層部，其設于所述下部包層上，包括量子阱層以及在與所述量子阱層之間隔著 勢皇層配置的多個量子點；以及上部包層，其設于所述有源層部上，所述量子阱層與所述多 個量子點之間的間隔小于所述多個量子點各自的中心之間的間隔的平均值。根據本發明， 能夠實現較寬的發光波長范圍。
[0014] 在上述結構中，所述量子阱層與所述多個量子點之間的間隔為所述多個量子點各 自的中心之間的間隔的平均值的1/3以上且2/3以下。
[0015] 在上述結構中，所述量子阱層與所述多個量子點之間的所述勢皇層的厚度為在所 述量子阱層與所述多個量子點之間不能流過隧道電流的厚度。
[0016] 在上述結構中，所述量子阱層構成為在與所述基板的上表面平行的方向上，由于 所述多個量子點的應變場的影響，帶隙能量得以進行調節。
[0017] 在上述結構中，所述量子阱層和所述量子點是III-V族化合物半導體層，所述量子 阱層和所述量子點中的至少一方包含作為III族元素的In。
[0018] 在上述結構中，所述量子阱層是InGaAs層，所述量子點是InAs。
[0019] 在上述結構中，所述量子阱層是GaAs層，所述量子點是AlInAs。
[0020] 在上述結構中，所述量子阱層和所述量子點中的至少一方包含作為V族元素的氮。
[0021] 在上述結構中，所述有源層部包含多個所述量子阱層，所述多個量子阱層的厚度 彼此不同。
[0022]發明效果
[0023] 根據本發明，能夠實現較寬的發光波長范圍。
【附圖說明】
[0024] 圖1(a)是實施例1的與發光二極管的端面平行的方向的剖面圖，圖1(b)是與側面 平行的方向的剖面圖。
[0025] 圖2是示出實施例1的發光二極管的有源層部的剖面圖。
[0026] 圖3是示出量子點的俯視圖。
[0027] 圖4(a)及圖4(b)是示出比較例1和比較例2的發光二極管的有源層部的剖面圖。
[0028] 圖5(a)及圖5(b)是示出比較例1和比較例2的發光二極管的電致發光測定的測定 結果的圖。
[0029] 圖6是示出混合構造的發光二極管的發光光譜的示意圖。
[0030] 圖7(a)及圖7(b)是示出實施例1的發光二極管的電致發光測定的測定結果的圖。
[0031] 圖8是用于說明發光波長寬度變寬的理由的有源層部的剖面圖。
[0032]圖9是示出實施例1的變形例1的發光二極管的有源層部的剖面圖。
[0033]圖10是示出實施例1的變形例2的發光二極管的有源層部的剖面圖。
[0034]圖11是示出實施例1的變形例3的發光二極管的有源層部的剖面圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面，參照【附圖說明】本發明的實施例。
[0036] 實施例1
[0037] 圖1(a)是實施例1的與發光二極管的端面平行的方向的剖面圖，圖1(b)是與側面 平行的方向的剖面圖。如圖1(a)及圖1(b)所示，實施例1的發光二極管100在基板10上設有 下部包層12。基板10例如是η型GaAs基板。下部包層12例如是η型AlGaAs層。另外，也可以在 基板10與下部包層12之間設有例如作為η型GaAs層的緩沖層。
[0038] 在下部包層12上設有有源層部20。關于有源層部20的詳細情況在后面進行說明。 在有源層部20上設有上部包層14。上部包層14呈現孤立的突起形狀。上部包層14例如是p型 AlGaAs層。在上部包層14上設有p電極16,在基板10下面設有η電極18。？電極16例如是從上 部包層14側層疊 Au、Zn、Au而形成的金屬膜。η電極18例如是從基板10側層疊 InGe、Au形成的 金屬膜。另外，也可以在上部包層14與p電極16之間設有例如作為p型GaAs層的接觸層。
[0039] 圖2是示出實施例1的發光二極管的有源層部的剖面圖。如圖2所示，有源層部20包 括第1勢皇層22a~第3勢皇層22c、量子阱層24、InGaAs層26、潤濕層27、和多個量子點28。在 第1勢皇層22a上設有量子阱層24,在量子阱層24上設有第2勢皇層22b。在第2勢皇層22b上 設有多個量子點28,在與多個量子點28相同材料的潤濕層27上設有InGaAs層26。在這些多 個量子點28及InGaAs層26上設有第3勢皇層22c。量子阱層24與多個量子點28之間的間隔D (即量子阱層24的上表面與多個量子點28的下端之間的間隔），小于多個量子點28各自的中 心之間的間隔X的平均值。
[0040] 第1勢皇層22a~第3勢皇層22c由帶隙能量比量子阱層24大的材料構成，例如是 GaAs層。量子阱層24例如是InGaAs層。多個量子點28由帶隙能量比第1勢皇層22a~第3勢皇 層22c小的材料構成，例如由InAs構成。潤濕層27由與多個量子點28相同的材料構成，例如 由InAs構成。多個量子點28利用以S-K(Stranski-Krastanov)生長模式為基礎的自形成生 長法形成。即，通過在第2勢皇層22b上外延生長與基板10不同的晶格常數的材料（例如 InAs)，首先產生二維的層狀生長，生長量逐漸增加時，轉變為三維生長來形成多個量子點 28,以便抑制以晶格常數差為起因的變形能量的增大。
[0041] 圖3是示出量子點的俯視圖。另外，對InGaAs層26和潤濕層27省略了圖示。如圖3所 示，在第1勢皇層22b上多個量子點28分散在各處。多個量子點28的面密度例如是1 X 109~1 X10nCnf2。能夠根據生長條件控制多個量子點28的面密度，在一般的生長條件下達到上述 的范圍。并且，在一般的生長條件下，量子點28的高度例如達到4~12nm，量子點28的直徑例 如達到20~30nm，多個量子點28各自的中心之間的間隔X的平均值例如達到25~300nm。多 個量子點28各自的中心之間的間隔X的平均值例如能夠通過計算多個量子點28的面密度的 倒數的平方根來求出。
[0042]在此，說明發明人進行的實驗。首先，說明對比較例1及比較例2的發光二極管進行 的實驗。圖4(a)及圖4(b)是示出比較例1和比較例2的發光二極管的有源層部的剖面圖。如 圖4(a)所示，比較例1的發光二極管的有源層部80呈現了在第1勢皇層82a和第2勢皇層82b 之間夾住了量子阱層84勢皇勢皇的構造。比較例1的發光二極管的其它結構與實施例1相 同，因而省略說明。這樣，比較例1是具有量子阱構造的發光二極管。如圖4(b)所示，比較例2 的發光二極管的有源層部90呈現如下的構造:在第1勢皇層92a上設有多個量子點98,在與 多個量子點98相同材料的潤濕層97上設有InGaAs層96。并且，在這些多個量子點98及 InGaAs層96上設有第2勢皇層92b。比較例2的發光二極管的其它結構與實施例1相同，因而 省略說明。這樣，比較例2是具有量子點構造的發光二極管。
[0043] 發明人制作了比較例1及比較例2的發光二極管，并進行了電致發光測定。所制作 的比較例1的發光二極管的具體結構如表1所示，所制作的比較例2的發光二極管的具體結 構如表2所示。
[0044] [表1]
[0045]
[0046] 如表1所示，所制作的比較例1的發光二極管的基板10使用η型GaAs基板，在基板10 與下部包層12之間設置由膜厚200nm的η型GaAs層構成的緩沖層。下部包層12使用膜厚 400nm的η型Alo. 35Ga〇. 65As層。構成有源層部80的第1勢皇層82a是膜厚76 · 5nm的GaAs層，量子 阱層84是膜厚7. Onm的Ino. 34Ga〇. 66As層，第2勢皇層82b是膜厚100nm的GaAs層。上部包層14使 用膜厚400nm的p型Alo.35Gao.65As層。并且，在上部包層14上設置由膜厚lOOnm的p型GaAs層構 成的接觸層。
[0047] [表2]
[0048]
[0049] 如表2所示，所制作的比較例2的發光二極管將構成有源層部90的第1勢皇層92a設 為膜厚76.5nm的GaAs層，將多個量子點98設為相當于供給量0.7nm厚的InAs、設其高度約為 5nm，將InGaAs層96設為膜厚1. Onm的Ino.i8Gao.82As層，將第2勢皇層92b設為膜厚lOOnm的 GaAs層。并且，多個量子點98的面密度為2X101()Cnf2。其它方面與表1所示的比較例1的發光 二極管相同。
[0050] 圖5(a)及圖5(b)是示出比較例1和比較例2的發光二極管的電致發光測定的測定 結果的圖。另外，電致發光測定是在20°C的環境溫度下進行，對比較例1的發光二極管，按照 40mA刻度將注入電流從OmA提高到400mA而測定發光光譜，對比較例2的發光二極管，按照 20mA刻度將注入電流從OmA提高到200mA而測定發光光譜。如圖5(a)所示，作為具有量子阱 構造的發光二極管的比較例1，在1080nm附近具有發光峰值波長。如圖5(b)所示，作為具有 量子點構造的發光二極管的比較例2,在1190nm附近和1290nm附近具有發光峰值波長。在 1290nm附近具有峰值的發光是來自基底狀態的發光，在1190nm附近具有峰值的發光是來自 第1激勵狀態的發光。
[0051] 在此，對在非專利文獻1的混合構造的發光二極管中來自量子阱的發光波長比量 子點短的情況下的發光光譜進行說明。圖6是示出混合構造的發光二極管的發光光譜的示 意圖。如圖6所示，通過分別產生來自量子阱的發光和來自量子點的發光，并使分別來自量 子阱和量子點的發光疊加，能夠得到較寬的發光波長范圍。但是，在這種情況下，由于尋求 分別來自量子阱和量子點的發光，因而存在例如在不能得到來自量子點的發光的波長范圍 中不能擴大發光波長范圍等問題。
[0052]下面，說明對實施例1的發光二極管進行的實驗。發明人制作了使構成有源層部20 的第1勢皇層22a和第2勢皇層22b的膜厚不同的兩個試樣(試樣1及試樣2)，進行了電致發光 測定。所制作的實施例1的發光二極管(試樣1及試樣2)的具體結構如表3所示。
[0053] [表 3]
[0054]
[0055]如表3所示，所制作的試樣1將構成有源層部20的第1勢皇層22a設為膜厚56.5nm的 GaAs層，將量子阱層24設為膜厚7nm的InQ.34GaQ. 66AS層。將第2勢皇層22b設為膜厚35.5nm的 GaAs層，將多個量子點28設為相當于供給量0.7nm厚的InAs、設其高度約為5nm，將InGaAs層 26設為膜厚1 · Onm的In〇. i8Ga〇.82As層，將第3勢皇層22c設為膜厚100nm的GaAs層。并且，多個 量子點28的面密度為2 X101<3Cnf2。即，多個量子點28各自的中心之間的間隔的平均值為 70nm。其它方面與表1所示的比較例1的發光二極管相同。
[0056]所制作的試樣2將構成有源層部20的第1勢皇層22a設為膜厚76.5nm的GaAs層，將 量子阱層24設為膜厚7nm的In〇. 34Ga〇. 66As層。將第2勢皇層22b設為膜厚15 · 5nm的GaAs層，將 多個量子點28設為相當于供給量0.7nm厚的InAs、設其高度約為5nm，將InGaAs層26設為膜 厚l.Onm的In Q.18GaQ.82As層，將第3勢皇層22c設為膜厚lOOnm的GaAs層。并且，多個量子點28 的面密度為5 X 101<3Cnf2。即，多個量子點28各自的中心之間的間隔的平均值為45nm。其它方 面與表1所示的比較例1的發光二極管相同。
[0057]圖7(a)及圖7(b)是示出實施例1的發光二極管的電致發光測定的測定結果的圖。 另外，電致發光測定是在20°C的環境溫度下進行，對試樣1按照20mA刻度將注入電流從OmA 提高到300mA而測定發光光譜，對試樣2按照10mA刻度將注入電流從OmA提高到100mA測定發 光光譜。如圖7(a)及圖7(b)所示，對于在1080nm附近具有發光峰值波長的來自量子阱的發 光，可知實施例1的發光二極管(試樣1和試樣2)與圖5(a)所不的比較例1的發光二極管相 比，發光波長寬度變寬。實施例1的發光二極管的來自量子阱的發光波長寬度（例如3dB帶 寬）與比較例1相比達到例如2倍左右。另外，在圖7 (b)中，在980nm附近也具有發光的峰值， 但這是基于什么的發光尚不明確。
[0058]這樣，在實施例1中，與比較例1相比，來自量子阱的發光波長寬度變寬，這被認為 是基于以下的理由。圖8是用于說明發光波長寬度變寬的理由的有源層部的剖面圖。另外， 在圖8中為了使圖清晰而省略了陰影部分。如圖8所示，利用基于S-K模式的自形成生長法形 成的量子點28在其周邊形成應變場(虛線）。量子阱層24與多個量子點28之間的間隔D小于 多個量子點28各自的中心之間的間隔X的平均值，因而量子點28的應變場的影響在量子阱 層24中的量子點28下方的區域30中比較大，但在臨近的量子點28的中央部分下方的區域32 中比較小。如非專利文獻2~4所記載的那樣，量子點28的應變場使量子阱層24的帶隙能量 減小。因此，量子阱層24中的量子點28下方的區域30的帶隙能量比臨近的量子點28的中央 部分下方的區域32小。即，量子阱在與基板10的上表面平行的方向上，量子阱層24的帶隙能 量得以調節。因此，認為如圖7(a)及圖7(b)那樣來自量子阱的發光波長寬度變寬。
[0059]根據實施例1，有源層部20包括量子阱層24以及在與量子阱層24之間隔著第2勢皇 層22b配置的多個量子點28。并且，量子阱層24與多個量子點28之間的間隔D小于多個量子 點28各自的中心之間的間隔X的平均值。因此，如在圖8中說明的那樣，量子阱層24在與基板 10的上表面平行的方向上，由于多個量子點28的應變場的影響，帶隙能量得以調節。因此， 如圖7(a)及圖7(b)所示能夠擴大來自量子阱的發光波長寬度，其結果是能夠實現較寬的發 光波長范圍。
[0060] 在非專利文獻1所記載的發光二極管中，在不能得到分別來自量子阱及量子點的 發光的波長范圍中，難以擴大發光波長范圍，而在實施例1中，只要能夠得到來自量子阱的 發光就能夠擴大發光波長范圍。因此，例如在量子阱層24使用GaAs層時也能夠擴大發光波 長范圍，在眼科的〇CT(光學相干層析成像，Optical Coherence tomography)中所使用的 800~900nm中能夠實現較寬的發光波長范圍。并且，只要能夠得到來自量子阱的發光即可， 因而從多個量子點28不產生發光時、例如多個量子點28由不發光的材料構成時也沒關系。 在這種情況下，能夠增強基于注入電流的量子阱的發光強度。當然，也可以使從多個量子點 28發光，由此實現更寬的發光波長范圍。
[0061] 在量子阱層24與多個量子點28之間的間隔D過短時，導致量子阱層24中多個量子 點28的應變場的影響較大的區域和較小的區域的尺寸平衡變差。相反，在量子阱層24與多 個量子點28的間隔D過長時，導致在量子阱層24的整個區域中接受一樣的多個量子點28的 應變場的影響。鑒于這些情況，從適當地調節量子阱層24的帶隙能量的觀點考慮，優選量子 阱層24與多個量子點28的間隔D為多個量子點28各自的中心之間的間隔X的平均值的1/4以 上且3/4以下，比較優選1/3以上且2/3以下，更優選2/5以上且3/5以下，最優選為1/2。
[0062]并且，優選量子阱層24與多個量子點28之間的第2勢皇層22b的厚度為，在量子阱 層24與多個量子點28之間不能流過隧道電流的厚度。由此，能夠提高來自量子阱的發光強 度。
[0063]量子阱層24和量子點28能夠由III-V族化合物半導體層構成，量子阱層24和量子 點28至少一方包含作為III組元素的In。例如，可以是如實施例1那樣的結構，基板10由GaAs 層構成，量子阱層24由InGaAs層構成，第1~第3勢皇層22a~22c由GaAs層構成，多個量子點 28由InAs構成，量子講在lOOOnm~1200nm的范圍內從量子講進行發光。并且，如上所述量子 阱層24也可以由GaAs層構成，在這種情況下，多個量子點28能夠使用例如AlInAs。
[0064] 并且，例如也可以是基板10由GaAs基板構成，量子阱層24由AlGalnP層構成，第1~ 第3勢皇層22a~22c由AlGalnP層構成，多個量子點28由InP構成，量子阱在630nm~850nm的 范圍內從量子阱進行發光。例如，也可以是基板10由InP基板構成，量子阱層24由InGaAsP層 和A1 InGaAs層構成，第1~第3勢皇層22a~22c由InGaAsP層和AlGalnGaAs層構成，多個量子 點28由InAs構成，從量子講進行1200nm~1700nm的發光。例如，也可以是量子講層24和量子 點28中的至少一方包含作為V族元素的氮(N)，也可以是基板10由GaN基板構成，量子阱層24 由InGaN層構成，第1~第3勢皇層22a~22c由AlGaN層構成，多個量子點28由InN構成，從量 子講進行300nm~600nm的發光。
[0065] 圖9是示出實施例1的變形例1的發光二極管的有源層部的剖面圖。如圖9所示，實 施例1的變形例1的發光二極管的有源層部40與實施例1相比，量子阱層44和多個量子點48 的位置相反。即，在第1勢皇層42a上設有多個量子點48,在與多個量子點48相同材料的潤濕 層47上設有InGaAs層46。在這些多個量子點48及InGaAs層46上設有第2勢皇層42b。在第2勢 皇層42b上設有量子阱層44，在量子阱層44上設有第3勢皇層42c。實施例1的變形例1的發光 二極管的其它結構與實施例1相同，因而省略說明。
[0066]在實施例1的變形例1的情況下，通過使量子阱層44與多個量子點48之間的間隔D (即，量子阱層44的下表面和多個量子點48的上端之間的間隔）小于多個量子點48各自的中 心之間的間隔的平均值，也能夠擴大來自量子阱的發光波長寬度，能夠實現較寬的發光波 長范圍。
[0067]圖10是示出實施例1的變形例2的發光二極管的有源層部的剖面圖。如圖10所示， 實施例1的變形例2的發光二極管的有源層部50是組合了實施例1的發光二極管的有源層部 20和實施例1的變形例1的發光二極管的有源層部40而得到的構造。即，在第1勢皇層52a上 設有第1量子阱層54a，在第1量子阱層54a上設有第2勢皇層52b。在第2勢皇層52b上設有多 個量子點58,在與多個量子點58相同材料的潤濕層57上設有InGaAs層56。在這些多個量子 點58及InGaAs層56上設有第3勢皇層52c。在第3勢皇層52c上設有第2量子阱層54b，在第2量 子阱層54b上設有第4勢皇層52d。實施例1的變形例2的發光二極管的其它結構與實施例1相 同，因而省略說明。
[0068]在實施例1的變形例2的情況下，也使第1量子阱層54a與多個量子點58的間隔D1以 及第2量子阱層54b與多個量子點58之間的間隔D2小于多個量子點58各自的中心之間的間 隔的平均值。由此，能夠擴大來自量子阱的發光波長寬度，能夠實現較寬的發光波長范圍。 [0069]并且，在有源層部50包含多個量子阱層(第1量子阱層54a和第2量子阱層54b)的情 況下，優選第1量子阱層54a和第2量子阱層54b的厚度彼此不同。由此，能夠實現更寬的發光 波長范圍。
[0070]圖11是示出實施例1的變形例3的發光二極管的有源層部的剖面圖。如圖11所示， 實施例1的變形例3的發光二極管的有源層部60呈現了在實施例1的變形例2的發光二極管 的有源層部50的上側及下側還設置多個量子點的構造。即，在第1勢皇層62a上設有多個第1 量子點68a，在與多個第1量子點68a相同材料的第1潤濕層67a上設有第llnGaAs層66a。在這 些多個第1量子點68a及第llnGaAs層66a上設有第2勢皇層62b。在第2勢皇層62b上設有第1 量子阱層64a，在第1量子阱層64a上設有第3勢皇層62c。在第3勢皇層62c上設有多個第2量 子點68b，在與多個第2量子點68b相同材料的第2潤濕層67b上設有第2InGaAs層66b。在這些 多個第2量子點68b及第2InGaAs層66b上設有第4勢皇層62d。在第4勢皇層62d上設有第2量 子阱層64b，在第2量子阱層64b上設有第5勢皇層62e。在第5勢皇層62e上設有多個第3量子 點68c，在與多個第3量子點68c相同材料的第3潤濕層67c上設有第3InGaAs層66c。在這些多 個第3量子點68c及第3InGaAs層66c上設有第6勢皇層62f。
[0071] 在實施例1的變形例3的情況下，也使第1量子阱層64a與多個第1量子點68a之間的 間隔D1小于多個第1量子點68a各自的中心之間的間隔的平均值。使第1量子阱層64a與多個 第2量子點68b之間的間隔D2以及第2量子講層64b與多個第2量子點68b之間的間隔D3小于 多個第2量子點68b各自的中心之間的間隔的平均值。使第2量子阱層64b與多個第3量子點 68c之間的間隔D4小于多個第3量子點68c各自的中心之間的間隔的平均值。由此，能夠擴大 來自量子阱的發光波長寬度，能夠實現較寬的發光波長范圍。并且，通過使第1量子阱層64a 和第2量子阱層64b的厚度彼此不同，能夠實現更寬的發光波長范圍。
[0072] 在實施例1中，示出了下部包層是η型半導體、上部包層是p型半導體的示例，但也 可以是相反的情況，即下部包層是Ρ型半導體、上部包層是η型半導體。
[0073] 以上詳細說明了本發明的優選的實施例，但本發明不限于該特定的實施例，能夠 在權利要求書所記載的本發明的宗旨的范圍內進行各種變形、變更。
【主權項】
1. 一種半導體發光元件，其特征在于，所述半導體發光元件具有： 下部包層，其設于基板上； 有源層部，其設于所述下部包層上，包括量子阱層以及在與所述量子阱層之間隔著勢 皇層配置的多個量子點；以及 上部包層，其設于所述有源層部上， 所述量子阱層與所述多個量子點之間的間隔小于所述多個量子點各自的中心之間的 間隔的平均值。2. 根據權利要求1所述的半導體發光元件，其特征在于， 所述量子阱層與所述多個量子點之間的間隔為所述多個量子點各自的中心之間的間 隔的平均值的1/3以上且2/3以下。3. 根據權利要求1或2所述的半導體發光元件，其特征在于， 所述量子阱層與所述多個量子點之間的所述勢皇層的厚度為在所述量子阱層與所述 多個量子點之間不能流過隧道電流的厚度。4. 根據權利要求1~3中任意一項所述的半導體發光元件，其特征在于， 所述量子阱層在與所述基板的上表面平行的方向上，由于所述多個量子點的應變場的 影響而使帶隙能量得以調節。5. 根據權利要求1~4中任意一項所述的半導體發光元件，其特征在于， 所述量子阱層和所述量子點是III-V族化合物半導體層，所述量子阱層和所述量子點 中的至少一方包含作為III族元素的In。6. 根據權利要求5所述的半導體發光元件，其特征在于， 所述量子阱層是InGaAs層，所述量子點是InAs。7. 根據權利要求5所述的半導體發光元件，其特征在于， 所述量子阱層是GaAs層，所述量子點是Al InAs。8. 根據權利要求5所述的半導體發光元件，其特征在于， 所述量子阱層和所述量子點中的至少一方包含作為V族元素的氮。9. 根據權利要求1~8中任意一項所述的半導體發光元件，其特征在于， 所述有源層部包含多個所述量子阱層， 所述多個量子阱層的厚度彼此不同。
【文檔編號】H01L33/06GK105934832SQ201580005722
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年1月7日
【發明人】西研, 西研一, 影山健生, 武政敬三, 菅原充, R·霍格, 陳思銘
【申請人】Qd激光公司, 謝菲爾德大學