III族氮化物半导体发光元件及III族氮化物半导体发光元件的制作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103748749103748749A(43)申请公布日2014.04.23(21)申请号201280035103.0(74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限(22)申请日2012.04.06责任公司11219代理人李亚穆德骏(30)优先权数据2011-1600772011.07.21JP(51)Int.Cl.H01S5/323(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日H01L33/32(2006.01)2014.01.15(86)PCT国际申请的申请数据PCT/JP2012/0595802012.04.06(87)PCT国际申请的公布数据WO2013/011722JA2013.01.24(71)申请人住友电气工业株式会社地址日本大阪府大阪市(72)发明人米村卓巳京野孝史盐谷阳平权权利要求书4页利要求书4页说明书17页说明书17页附图11页附图11页(54)发明名称III族氮化物半导体发光元件及III族氮化物半导体发光元件的制作方法(57)摘要提供一种被降低的正向电压的III族氮化物半导体激光元件。在p型包覆层中，以p型包覆层中的p型掺杂剂的浓度大于n型杂质的浓度的方式含有p型掺杂剂及n型杂质。通过使用比p型包覆层的带隙大的激发光的测定而获得的光致发光(PL)光谱具有能带端发光及施主受主对发光的波峰。该PL光谱的能带端发光峰值的能量E(BAND)与该PL光谱的施主受主对发光峰值的能量E(DAP)之差(E(BAND)-E(DAP))与该III族氮化物半导体激光元件(11)的正向驱动电压(Vf)具有相关。在该能量差(E(BAND)-E(DAP))为0.42eV以下时，III族氮化物半导体发光元件的正向电压施加时的驱动电压降低。CN103748749ACN1037489ACN103748749A权利要求书1/4页1.一种III族氮化物半导体发光元件，包含：n型包覆层，设置于基板的主面上，由n型III族氮化物半导体构成；活性层，设置于所述基板的所述主面上，由III族氮化物半导体构成；以及p型包覆层，设置于所述基板的所述主面上，由p型III族氮化物半导体构成，所述活性层设置于所述n型包覆层与所述p型包覆层之间，所述n型包覆层、所述活性层及所述p型包覆层沿着所述基板的所述主面的法线轴而配置，在所述p型包覆层中添加有提供受主能级的p型掺杂剂，所述p型包覆层中含有提供施主能级的n型杂质，所述p型掺杂剂的浓度大于所述n型杂质的浓度，所述p型包覆层的光致发光光谱的能带端发光峰值的能量E(BAND)与该光致发光光谱的施主受主对发光峰值的能量E(DAP)之差(E(BAND)-E(DAP))为0.42电子伏特以下，这里，所述能带端发光的能量E(BAND)及所述施主受主对发光的能量E(DAP)以电子伏特的单位表示，所述n型包覆层的所述n型III族氮化物半导体的c轴相对于所述法线轴倾斜，所述p型包覆层的所述p型III族氮化物半导体的c轴相对于所述法线轴倾斜。2.如权利要求1所述的III族氮化物半导体发光元件，其中，所述p型掺杂剂包含镁，所述镁的浓度为3×1018cm-3以上。3.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体发光元件，其中，所述n型杂质包含氧，所述氧的浓度为6×1017cm-3以下。4.如权利要求1至3中任一项所述的III族氮化物半导体发光元件，其中，所述p型包覆层包含InAlGaN层，所述InAlGaN层为180nm以上。5.如权利要求1至4中任一项所述的III族氮化物半导体发光元件，其中，所述n型包覆层包含InAlGaN层。6.如权利要求1至5中任一项所述的III族氮化物半导体发光元件，其中，所述p型包覆层的所述p型III族氮化物半导体的所述c轴与所述法线轴所成的角度处于10度以上80度以下或100度以上170度以下的范围。7.如权利要求1至6中任一项所述的III族氮化物半导体发光元件，其中，所述p型包覆层的所述p型III族氮化物半导体的所述c轴与所述法线轴所成的角度处于63度以上80度以下或100度以上117度以下的范围。8.如权利要求1至7中任一项所述的III族氮化物半导体发光元件，其中，所述活性层的发光光谱在500nm以上580nm以下的范围内具有峰值波长。9.如权利要求1至8中任一项所述的III族氮化物半导体发光元件，其中，进一步包含设置于所述p型包覆层上的p型接触层，所述p型接触层的厚度为0.06微米以下，所述p型接触层由p型III族氮化物半导体构成，2CN103748749A权利要求书2/4页所述p型接触层的所述p型III族氮化物半导体的带隙小于所述p型包覆层的所述p型III族氮化物半导体的带隙，所述p型接触层的p