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公開番号2025017479
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023120526
出願日2023-07-25
発明の名称窒化物半導体発光素子
出願人日機装株式会社
代理人弁理士法人平田国際特許事務所
主分類H10H 20/816 20250101AFI20250130BHJP()
要約【課題】長寿命化を図ることができる窒化物半導体発光素子を提供する。
【解決手段】窒化物半導体発光素子1は、n型半導体層4と、n型半導体層4上に形成され、紫外光を発する活性層6と、活性層6上に形成された電子ブロック層7と、電子ブロック層7上に形成されたp型半導体層8と、を備える。少なくとも活性層6には、複数のピット10が形成されている。活性層6の上面60におけるピット10の密度を第1密度D1とし、電子ブロック層7の上面70におけるピット10の密度を第2密度D2としたとき、第1密度D1に対する第2密度D2の比率である比率R=D2/D1は、30%未満である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層上に形成され、紫外光を発する活性層と、
前記活性層上に形成された電子ブロック層と、
前記電子ブロック層上に形成されたｐ型半導体層と、を備え、
少なくとも前記活性層には、複数のピットが形成されており、
前記活性層の上面における前記ピットの密度を第１密度Ｄ１とし、前記電子ブロック層の上面における前記ピットの密度を第２密度Ｄ２としたとき、前記第１密度Ｄ１に対する前記第２密度Ｄ２の比率である比率Ｒ＝Ｄ２／Ｄ１は、３０％未満である、
窒化物半導体発光素子。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
前記電子ブロック層は、アンドープの半導体層からなる、
請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記比率Ｒは、１５％未満をさらに満たす、
請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記電子ブロック層の上面において、深さが２ｎｍ以上となる前記ピットの密度は、１．０×１０
８
個／ｃｍ
２
以下である、
請求項１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記ｐ型半導体層は、ｐ型のＧａＮによって形成されるｐ型コンタクト層を有し、
前記ｐ型半導体層の膜厚は、５０ｎｍ以下である、
請求項１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記電子ブロック層の膜厚は、前記活性層の各半導体層の膜厚よりも大きい、
請求項１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。

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に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、発光層に結晶欠陥の一種であるＶピットが形成された窒化物半導体発光素子が開示されている。特許文献１には、発光層にＶピットが形成されることで非発光性の再結合の発生が抑制される結果、発光効率が向上する旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－０５０２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の窒化物半導体発光素子においては、発光出力の経時的な低下を抑制して長寿命化を図る観点から改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、長寿命化を図ることができる窒化物半導体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】
【０００６】
本発明は、前記の目的を達成するため、ｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層上に形成され、紫外光を発する活性層と、前記活性層上に形成された電子ブロック層と、前記電子ブロック層上に形成されたｐ型半導体層と、を備え、少なくとも前記活性層には、複数のピットが形成されており、前記活性層の上面における前記ピットの密度を第１密度Ｄ１とし、前記電子ブロック層の上面における前記ピットの密度を第２密度Ｄ２としたとき、前記第１密度Ｄ１に対する前記第２密度Ｄ２の比率である比率Ｒ＝Ｄ２／Ｄ１は、３０％未満である、窒化物半導体発光素子を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、長寿命化を図ることができる窒化物半導体発光素子を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態における、窒化物半導体発光素子の構成を概略的に示す模式図である。
実施の形態における、窒化物半導体発光素子に形成されているピットの一例を示す模式図である。
実施例及び比較例のそれぞれの窒化物半導体発光素子について、シリコン濃度分布及びマグネシウム濃度分布を示すグラフである。
実施例及び比較例における、活性層の上面のＡＦＭ画像の一例である。
実施例における、電子ブロック層の上面のＡＦＭ画像の一例である。
比較例における、電子ブロック層の上面のＡＦＭ画像の一例である。
比較例における、窒化物半導体発光素子に形成されているピットの一例を示す模式図である。
実施例Ｂ１，Ｂ２及び比較例Ｂ１，Ｂ２における、通電時間と発光出力との関係を示す図である。
実施例Ｂ１，Ｂ２及び比較例Ｂ１，Ｂ２における、通電時間と発光出力維持率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１及び図２を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１０】
（窒化物半導体発光素子１）
図１は、窒化物半導体発光素子１の構成を概略的に示す模式図である。なお、図１において、窒化物半導体発光素子１（以下、単に「発光素子１」ともいう。）の各半導体層の積層方向の寸法比は、必ずしも実際のものと一致するものではない。以後、発光素子１の各半導体層の積層方向を上下方向という。また、上下方向の一方側であって、基板２における各半導体層が成長される側（例えば図１の上側）を上側とし、その反対側（例えば図１の下側）を下側とする。なお、上下の表現は便宜的なものであり、例えば発光素子１の使用時における、鉛直方向に対する発光素子１の姿勢を限定するものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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