III族氮化物半导体光元件、外延衬底及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*CN102034910A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102034910A(43)申请公布日2011.04.27(21)申请号201010501542.9H01S5/343(2006.01)(22)申请日2010.09.30(30)优先权数据2009-2288872009.09.30JP(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)发明人上野昌纪盐谷阳平京野孝史善积祐介(74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司11219代理人王海川穆德骏(51)Int.Cl.H01L33/02(2010.01)H01L33/00(2010.01)权利要求书3页说明书16页附图10页(54)发明名称III族氮化物半导体光元件、外延衬底及III族氮化物半导体发光元件的制作方法(57)摘要本发明提供III族氮化物半导体光元件、外延衬底及III族氮化物半导体发光元件的制作方法。III族氮化物半导体光元件(11a)中，衬底(13)的主面(13a)从与沿该第一III族氮化物半导体的c轴延伸的基准轴Cx正交的面，以63度以上且小于80度的范围的倾斜角向第一III族氮化物半导体的m轴方向倾斜。有源层(17)产生580nm以上800nm以下的波长范围的光。有源层(17)的半导体外延层(19)包含含有铟作为III族构成元素的III族氮化物半导体。第二III族氮化物半导体包含InGaN等。半导体外延层(19)的铟含量为0.35以上0.65以下。半导体外延层(19)的膜厚方向相对基准轴Cx倾斜。CN102349ACCNN110203491002034913A权利要求书1/3页1.一种III族氮化物半导体光元件，其中，具备：衬底，其包含III族氮化物半导体；第一III族氮化物半导体区域，其设置在所述衬底的主面上；第二III族氮化物半导体区域，其设置在所述衬底的所述主面上；和有源层，其设置在所述第一III族氮化物半导体区域和所述第二III族氮化物半导体区域之间，所述衬底的所述主面从与沿该III族氮化物半导体的c轴延伸的基准轴正交的面起，以63度以上且小于80度的范围的倾斜角向该III族氮化物半导体的m轴方向倾斜，所述第一III族氮化物半导体区域包含第一导电型半导体层，所述第二III族氮化物半导体区域包含第二导电型半导体层，所述第一III族氮化物半导体区域、所述有源层及所述第二III族氮化物半导体区域沿所述衬底的所述主面的法线轴方向排列，所述有源层以产生580nm以上且800nm以下的波长范围的光的方式设置，所述有源层包含半导体外延层，所述半导体外延层包含氮化镓基半导体，所述氮化镓基半导体含有铟作为III族构成元素，所述半导体外延层的铟含量为0.35以上且0.65以下，所述氮化镓基半导体的c轴相对于所述法线轴倾斜，所述基准轴的方向为所述III族氮化物半导体的[0001]轴及[000-1]轴的任一轴的方向。2.如权利要求1所述的III族氮化物半导体光元件，其中，所述衬底的所述主面从与所述基准轴正交的面起，以70度以上的角度向该III族氮化物半导体的m轴方向倾斜。3.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体光元件，其中，所述衬底的所述主面从与所述基准轴正交的面起，以71度以上且79度以下的角度向该III族氮化物半导体的m轴方向倾斜。4.如权利要求1～3中任一项所述的III族氮化物半导体光元件，其中，所述III族氮化物半导体的a轴方向的偏角不为零，或在-3度以上且+3度以下的范围内。5.如权利要求1～4中任一项所述的III族氮化物半导体光元件，其中，所述衬底的所述主面是从该III族氮化物半导体的{20-21}面及{20-2-1}面中的任一面起，以-3度以上且+3度以下的范围的角度向该III族氮化物半导体的m轴方向倾斜的半导体面。6.如权利要求1～5中任一项所述的III族氮化物半导体光元件，其中，所述有源层具有单量子阱结构。7.如权利要求1～6中任一项所述的III族氮化物半导体光元件，其中，所述有源层以产生大于650nm且为800nm以下的波长范围的光的方式设置。8.如权利要求1～7中任一项所述的III族氮化物半导体光元件，其中，还具备：第一光导层，其设置在所述有源层和所述第一III族氮化物半导体区域之间；和2CCNN110203491002034913A权利要求书2/3页第二光导层，其设置在所述有源层和所述第二III族氮化物半导体区域之间，所述第一光导层及所述第二光导层的总厚度为0.7μm以上。9.如权利要求8所述的III族氮化物半导体光元件，其中，所述第一光导层及所述第二光导层的总厚度为0.9μm以上。10.如权利要求8或9所述的III族氮化物半导体光元件，其中，所述第一光导层包含第一及第二光导部