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公開番号2025058869
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2024087669
出願日2024-05-30
発明の名称窒化物半導体発光素子
出願人日亜化学工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H10H 20/811 20250101AFI20250401BHJP()
要約
【課題】低電流での駆動及び順方向電圧の低減が可能な窒化物半導体発光素子を提供する。
【解決手段】第1n型半導体層と、第1n型半導体層上に配置され、第1n型半導体層と接する第1p型半導体層と、第1p型半導体層上に配置され、p型不純物を含む第1超格子層と、第1超格子層上に配置された活性層と、活性層上に配置された第2n型半導体層と、第1n型半導体層と電気的に接続された第1電極と、第2n型半導体層と電気的に接続された第2電極と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１ｎ型半導体層と、
前記第１ｎ型半導体層上に配置され、前記第１ｎ型半導体層と接する第１ｐ型半導体層と、
前記第１ｐ型半導体層上に配置され、p型不純物を含む第１超格子層と、
前記第１超格子層上に配置された活性層と、
前記活性層上に配置された第２ｎ型半導体層と、
前記第１ｎ型半導体層と電気的に接続された第１電極と、
前記第２ｎ型半導体層と電気的に接続された第２電極と、
を含む窒化物半導体発光素子。
続きを表示（約 930 文字）【請求項２】
前記第１超格子層は、第１層と、前記第１層と格子定数が異なる第２層と、が交互に積層され、
前記第１層は、Ｉｎ及びｐ型不純物を含む請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記第２層は、Ｉｎ及びｐ型不純物を含み、
前記第２層のｐ型不純物濃度は、前記第１層のｐ型不純物濃度よりも小さく、
前記第２層のＩｎ組成比は、前記第１層のＩｎ組成比よりも小さい、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１層のｐ型不純物濃度は、前記第１ｐ型半導体層のｐ型不純物濃度よりも小さい請求項３に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記第１層のｐ型不純物濃度は、１×１０
１8
ｃｍ
－3
以上３×１０
１９
ｃｍ
－3
以下である請求項２～４のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１層の厚さは、前記第２層の厚さより薄い請求項２～４のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記第２ｎ型半導体層上に配置された第２活性層と、
前記第２活性層上に配置された第２ｐ型半導体層と、
前記第２ｐ型半導体層と電気的に接続された第３電極と、をさらに含む請求項１～４のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
前記第２ｎ型半導体層と前記第２活性層との間に配置された第２超格子層をさらに有する請求項７に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項９】
前記第２超格子層は、第３層と、前記第３層と格子定数が異なる第４層と、が交互に積層され、
前記第３層及び前記第４層は、アンドープの層である請求項８に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第２超格子層は、第３層と、前記第３層と格子定数が異なる第４層と、が交互に積層され、
前記第３層は、ｎ型不純物を含む請求項８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】
本開示は、窒化物半導体発光素子に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体発光素子は、その用途が拡大するにつれて発光効率の向上が求められ、特許文献１に開示された発光素子は低電流で駆動させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０２０－５０１３４５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、窒化物半導体発光素子は、その用途が拡大するにつれて、さらなる低電流での駆動及び順方向電圧の低減が求められている。
【０００５】
そこで、本開示は、低電流での駆動及び順方向電圧の低減が可能な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】
以上の目的を達成するために、本開示に係る窒化物半導体発光素子は、
第１ｎ型半導体層と、
前記第１ｎ型半導体層上に配置され、前記第１ｎ型半導体層と接する第１ｐ型半導体層と、
前記第１ｐ型半導体層上に配置され、p型不純物を含む第１超格子層と、
前記第１超格子層上に配置された活性層と、
前記活性層上に配置された第２ｎ型半導体層と、
前記第１ｎ型半導体層と電気的に接続された第１電極と、
前記第２ｎ型半導体層と電気的に接続された第２電極と、
を含む。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように構成された本開示に係る窒化物半導体発光素子によれば、低電流での駆動及び順方向電圧の低減が可能な窒化物半導体発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態１の窒化物半導体発光素子の断面図である。
図１の第１超格子層４０を拡大して示す断面図である。
実施形態２の窒化物半導体発光素子の断面図である。
実施形態３の窒化物半導体発光素子の断面図である。
図４の第２超格子層９０を拡大して示す断面図である。
実施形態４－１の窒化物半導体発光素子の断面図である。
実施形態４－２の窒化物半導体発光素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本開示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は、本開示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、本開示を以下のものに限定するものではない。
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ことがある。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。
【００１０】
本開示に係る実施形態の窒化物半導体発光素子は、図１等に示すように、第１ｎ型半導体層２０と、第１ｎ型半導体層２０上に配置され、第１ｎ型半導体層２０と接する第１ｐ型半導体層３０と、第１ｐ型半導体層３０上に配置され、ｐ型不純物を含む第１超格子層４０と、第１超格子層４０上に配置された第１活性層５０と、第１活性層５０上に配置された第２ｎ型半導体層６０と、第１ｎ型半導体層２０と電気的に接続された第１電極１１と、第２ｎ型半導体層６０と電気的に接続された第２電極１２と、を含む。
以上のように構成された本開示に係る実施形態の窒化物半導体発光素子は、第１ｐ型半導体層３０と第１活性層５０の間に、ｐ型不純物を含む第１超格子層４０を備えていることにより、順方向電圧Ｖｆを低くすることができ、印加電圧に対する発光強度を高くできる。
ここで、本明細書における窒化物半導体とは、アルミニウム（Ａl）、ガリウム（Ｇａ）およびインジウム（Ｉｎ）の少なくともいずれか１つと窒素（Ｎ）とを含む２元～４元の半導体をいい、Ｉｎ
ｘ
Ａｌ
ｙ
Ｇａ
１－ｘ－ｙ
Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）からなる化学式において組成比ｘ及びｙをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含み得る。
以下、本開示に係る実施形態の窒化物半導体発光素子について詳細に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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