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公開番号2023076104
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-01
出願番号2021189304
出願日2021-11-22
発明の名称発光素子
出願人日亜化学工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 33/06 20100101AFI20230525BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】発光効率を向上できる発光素子を提供すること。
【解決手段】発光素子は、下方から上方に向かって順に、第1活性層を有する第1発光部と、トンネル接合部と、第2活性層を有する第2発光部とを備える。第1活性層は、複数の第1井戸層と、複数の第1井戸層のうち隣り合う第1井戸層間に位置する第1障壁層とを有する。第2活性層は、複数の第2井戸層と、複数の第2井戸層のうち隣り合う第2井戸層間に位置する第2障壁層とを有する。第2障壁層は、n型不純物とガリウムとを含み、第1障壁層のn型不純物濃度よりも高いn型不純物濃度を有する窒化物半導体層である。第2障壁層におけるn型不純物濃度のピークは、第1発光部側にある。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
下方から上方に向かって順に、第1活性層を有する第1発光部と、トンネル接合部と、第2活性層を有する第2発光部とを備え、
前記第1活性層は、複数の第1井戸層と、前記複数の第1井戸層のうち隣り合う第1井戸層間に位置し、前記第1井戸層のバンドギャップよりも広いバンドギャップを有する第1障壁層とを有し、
前記第2活性層は、複数の第2井戸層と、前記複数の第2井戸層のうち隣り合う第2井戸層間に位置し、前記第2井戸層のバンドギャップよりも広いバンドギャップを有する第2障壁層とを有し、
前記第2障壁層は、n型不純物とガリウムとを含み、前記第1障壁層のn型不純物濃度よりも高いn型不純物濃度を有する窒化物半導体層であり、
前記第2障壁層におけるn型不純物濃度のピークは、前記第1発光部側にある発光素子。
続きを表示(約 790 文字)【請求項2】
前記第2障壁層は、第1発光部側から順に、第1層と、第2層とを有し、
前記第2障壁層におけるn型不純物濃度のピークは、前記第1層に位置し、
前記第1層の厚さは、前記第2障壁層の厚さの10%以上50%以下である請求項1に記載の発光素子。
【請求項3】
前記第1層の厚さは、0.5nm以上2nm以下である請求項2に記載の発光素子。
【請求項4】
前記トンネル接合部は、n型不純物を含む窒化物半導体層を含み、
前記第1層のn型不純物濃度は、前記トンネル接合部のn型不純物濃度よりも低い請求項2または3に記載の発光素子。
【請求項5】
前記第1層のn型不純物濃度は、2×10
18
cm
-3
以上5×10
18
cm
-3
以下である請求項2~4のいずれか1つに記載の発光素子。
【請求項6】
前記第2障壁層は、前記第1層よりも前記第1発光部側に位置する第3層をさらに有し、
前記第2層のn型不純物濃度及び前記第3層のn型不純物濃度は、前記第1層のn型不純物濃度よりも低い請求項2~5のいずれか1つに記載の発光素子。
【請求項7】
前記第2活性層は、3以上の前記第2井戸層と、2以上の前記第2障壁層とを有し、
すべての前記第2障壁層におけるn型不純物濃度のピークは、前記第1発光部側にある請求項1~6のいずれか1つに記載の発光素子。
【請求項8】
前記第2活性層は、前記第2活性層において最も上方に位置する第3障壁層をさらに有し、
前記第3障壁層のn型不純物濃度は、前記第2障壁層におけるn型不純物濃度よりも低い請求項1~7のいずれか1つに記載の発光素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、発光素子に関する。
続きを表示(約 1,300 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、例えば、トンネル接合層を有する窒化物半導体層を含む発光素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2017-157667号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような発光素子において、発光効率の向上が望まれる。本発明は、発光効率を向上できる発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様によれば、発光素子は、下方から上方に向かって順に、第1活性層を有する第1発光部と、トンネル接合部と、第2活性層を有する第2発光部とを備え、前記第1活性層は、複数の第1井戸層と、前記複数の第1井戸層のうち隣り合う第1井戸層間に位置し、前記第1井戸層のバンドギャップよりも広いバンドギャップを有する第1障壁層とを有し、前記第2活性層は、複数の第2井戸層と、前記複数の第2井戸層のうち隣り合う第2井戸層間に位置し、前記第2井戸層のバンドギャップよりも広いバンドギャップを有する第2障壁層とを有し、前記第2障壁層は、n型不純物とガリウムとを含み、前記第1障壁層のn型不純物濃度よりも高いn型不純物濃度を有する窒化物半導体層であり、前記第2障壁層におけるn型不純物濃度のピークは、前記第1発光部側にある。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、発光効率を向上できる発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
実施形態の発光素子の断面図である。
実施形態の第1活性層の断面図である。
実施形態の第2活性層の断面図である。
実施形態の変形例の第2活性層の一部の断面図である。
実施形態の発光素子の順電圧の測定結果を示すグラフである。
実施形態の発光素子の光出力の測定結果を示すグラフである。
実施形態の発光素子の順電圧の測定結果を示すグラフである。
実施形態の発光素子の光出力の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。各図面中、同じ構成には同じ符号を付している。なお、各図面は、実施形態を模式的に示したものであるため、各部材のスケール、間隔若しくは位置関係などが誇張、又は部材の一部の図示を省略する場合がある。また、断面図として、切断面のみを示す端面図を示す場合がある。
【0009】
図1は、実施形態の発光素子1の断面図である。
発光素子1は、基板10と、半導体構造体20と、p側電極11と、n側電極12とを有する。
【0010】
基板10は、半導体構造体20を支持する。基板10の材料として、例えば、サファイア、シリコン、SiC、GaNなどを用いることができる。基板10としてサファイア基板を用いる場合、半導体構造体20はサファイア基板のc面上に配置される。
(【0011】以降は省略されています)

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