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公開番号2025005357
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-16
出願番号2023144515
出願日2023-09-06
発明の名称窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法
出願人日亜化学工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H10H 20/812 20250101AFI20250108BHJP()
要約【課題】発光出力が向上した紫外光を発光する窒化物半導体発光素子を提供することを目的とする。
【解決手段】n側半導体層と、p側半導体層と、n側半導体層とp側半導体層の間に位置する活性層と、を備えた発光素子であって、活性層は、n側半導体層側から順に、Al及びn型不純物を含む第1障壁層と、Alを含み紫外光を発光する第1井戸層と、Alを含む第2障壁層と、Alを含み紫外光を発光する第2井戸層と、を含み、第1障壁層における最も高いn型不純物濃度のピークは、p側半導体層側に位置し、第1障壁層のAl組成比は、第2障壁層のAl組成比より高い。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ｎ側半導体層と、ｐ側半導体層と、前記ｎ側半導体層と前記ｐ側半導体層の間に位置する活性層と、を備えた発光素子であって、
前記活性層は、ｎ側半導体層側から順に、Ａｌ及びｎ型不純物を含む第１障壁層と、Ａｌを含み紫外光を発光する第１井戸層と、Ａｌを含む第２障壁層と、Ａｌを含み紫外光を発光する第２井戸層と、を含み、
前記第１障壁層における最も高いｎ型不純物濃度のピークは、前記ｐ側半導体層側に位置し、
前記第１障壁層のＡｌ組成比は、前記第２障壁層のＡｌ組成比より高い窒化物半導体発光素子。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
前記第１障壁層は、
前記第１障壁層全体におけるｎ型不純物濃度の平均値より低い濃度でｎ型不純物を含む第１層と、
前記第１層よりも前記ｐ側半導体層側に位置し、前記平均値より高い濃度でｎ型不純物を含み、前記第１層の膜厚より小さい第２層と、を有する請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記第２層の膜厚は、前記第１障壁層全体の膜厚の５％以上３０％以下である請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記第２障壁層の膜厚は、前記第２層の膜厚より小さい請求項２または３に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記第２障壁層はｎ型不純物を含み、前記第２障壁層のｎ型不純物濃度は、前記第２層のｎ型不純物濃度より小さく、前記第１層のｎ型不純物濃度より大きい請求項２または３に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１層のＡｌ組成比と前記第２層のＡｌ組成比は、実質的に同一である請求項２または３に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記第１障壁層は、前記ｎ側半導体層と接しており、
前記第１障壁層のＡｌ組成比と前記ｎ側半導体層のＡｌ組成比は、実質的に同一である請求項１または２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
前記ｎ側半導体層は、前記第１障壁層と接するｎ側コンタクト層を含み、前記ｎ側コンタクト層のｎ型不純物濃度は、前記第２層のｎ型不純物濃度より小さく、前記第１層のｎ型不純物濃度より大きい請求項２または３に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
前記第２井戸層の膜厚は、前記第１井戸層の膜厚より小さい請求項１または２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第２井戸層のＡｌ組成比は、前記第１井戸層のＡｌ組成比より大きい請求項１または２に記載の窒化物半導体発光素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
紫外光を発光する窒化物半導体発光素子の開発が進められている。例えば、特許文献１には、紫外線を発する発光層を有する発光素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平９－１５３６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
紫外光を発光する窒化物半導体発光素子は、可視光を発光する発光素子に比較すると発光出力に改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、発光出力が向上した紫外光を発光する窒化物半導体発光素子とその窒化物半導体発光素子の製造方法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】
【０００６】
本発明に係る窒化物半導体発光素子は、
ｎ側半導体層と、ｐ側半導体層と、前記ｎ側半導体層と前記ｐ側半導体層の間に位置する活性層と、を備えた発光素子であって、
前記活性層は、ｎ側半導体層側から順に、Ａｌ及びｎ型不純物を含む第１障壁層と、Ａｌを含み紫外光を発光する第１井戸層と、Ａｌを含む第２障壁層と、Ａｌを含み紫外光を発光する第２井戸層と、を含み、
前記第１障壁層における最も高いｎ型不純物濃度のピークは、前記ｐ側半導体層側に位置し、
前記第１障壁層のＡｌ組成比は、前記第２障壁層のＡｌ組成比より高い。
【０００７】
また、本発明に係る窒化物半導体発光素子の製造方法は、
ｎ側半導体層を形成する工程と、
前記ｎ側半導体層上に活性層を形成する工程と、
前記活性層上にｐ側半導体層を形成する工程と、
を含み、
前記活性層を形成する工程は、
前記ｎ側半導体層上に、Ａｌとｎ型不純物を含む第１層を形成した後に、前記第１層上に、Ａｌを含みかつ前記第１層より高い濃度でｎ型不純物を含む第２層を形成することにより、第１障壁層を形成する工程と、
前記第１障壁層上に、Ａｌを含み紫外光を発光する第１井戸層を形成する工程と、
前記第1井戸層上に、Ａｌとｎ型不純物を含み、前記第１層のＡｌ組成比及び前記第２層のＡｌ組成比それぞれより低いＡｌ組成比の第２障壁層を形成する工程と、
前記第２障壁層上に、Ａｌを含み紫外光を発光する第２井戸層を形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子の製造方法によれば、高い発光出力で紫外光を発光する窒化物半導体発光素子とその窒化物半導体発光素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る窒化物半導体発光素子の構成を示す断面図である。
図１に示す窒化物半導体発光素子の活性層及び電子ブロック層の構造を示す図である。
本発明の一実施形態の発光素子の製造方法において、基板の上面に下地層を形成したときの断面図である。
本発明の一実施形態の発光素子の製造方法において、図３に示す下地層の上に超格子層を形成したときの断面図である。
本発明の一実施形態の発光素子の製造方法において、図４に示す超格子層の上にｎ側半導体層を形成したときの断面図である。
本発明の一実施形態の発光素子の製造方法において、図５に示すｎ側半導体層の上に活性層を形成したときの断面図である。
本発明の一実施形態の発光素子の製造方法において、図６に示す活性層の上に電子ブロック層を形成したときの断面図である。
本発明の一実施形態の発光素子の製造方法において、図７に示す電子ブロック層の上にｐ側半導体層を形成したときの断面図である。
本発明の一実施形態に係る窒化物半導体発光素子の具体例を示す上面図である。
図９のX-X線についての断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態や実施例を説明する。なお、以下に説明する発光素子及び発光素子の製造方法は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。
各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態や実施例に分けて示す場合があるが、異なる実施形態や実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。後述の実施形態や実施例では、前述と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態や実施例ごとには逐次言及しないものとする。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。例えば、本明細書に添付した図面は主として積層構造を示す模式図であり、各層の膜厚を必ずしも正確に反映したものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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