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公開番号2025091469
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023206638
出願日2023-12-07
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 20/825 20250101AFI20250612BHJP()
要約【課題】光出力の向上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、c面が成長面21である基板2と、成長面21上に形成されたバッファ層3と、バッファ層3上に形成されたn型半導体層4と、n型半導体層4上に形成されるとともに、中心波長が365nm以下の紫外光を発する活性層6と、活性層6上に形成されたp型半導体層8と、を備える。バッファ層3の膜厚は、500nmより大きい。バッファ層3の酸素濃度の平均値は、4.5×10²¹atoms/cm³以下を満たす。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ｃ面が成長面である基板と、
前記成長面上に形成されたバッファ層と、
前記バッファ層上に形成されたｎ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層上に形成されるとともに、中心波長が３６５ｎｍ以下の紫外光を発する活性層と、
前記活性層上に形成されたｐ型半導体層と、を備え、
前記バッファ層の膜厚は、５００ｎｍより大きく、
前記バッファ層の酸素濃度の平均値は、４．５×１０
２１
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下を満たす、
窒化物半導体発光素子。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記バッファ層の酸素濃度の平均値は、１．０×１０
２１
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下を更に満たす、
請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記基板は、サファイア基板であり、
前記バッファ層の酸素濃度の平均値は、前記基板の酸素濃度の平均値よりも小さい、
請求項１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記基板の酸素濃度の平均値に対する前記バッファ層の酸素濃度の平均値の比率は、３／２０以下を満たす、
請求項３に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記基板の酸素濃度の平均値に対する前記バッファ層の酸素濃度の平均値の比率は、１３／１００以下を更に満たす、
請求項４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 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、発光ピーク波長が３８０ｎｍ以上４２５ｎｍ以下の半導体発光素子において、バッファ層の酸素濃度の分布を工夫することで、バッファ層上に成膜される各半導体層の結晶性を向上させようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１９／０４４１７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
中心波長が３６５ｎｍ以下の紫外光を発する窒化物半導体発光素子においては、バッファ層に含まれる酸素が紫外光を吸収することに起因して光出力の低下を招き得るという新たな課題が見出された。
【０００５】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、光出力の向上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、ｃ面が成長面である基板と、前記成長面上に形成されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成されたｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層上に形成されるとともに、中心波長が３６５ｎｍ以下の紫外光を発する活性層と、前記活性層上に形成されたｐ型半導体層と、を備え、前記バッファ層の膜厚は、５００ｎｍより大きく、前記バッファ層の酸素濃度の平均値は、４．５×１０
２１
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下を満たす、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、光出力の向上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。
実験例における、バッファ層の酸素濃度の平均値と光出力との関係を示すグラフである。
実験例における、基板の酸素濃度の平均値に対するバッファ層の酸素濃度の平均値の比率と光出力との関係を示した図である。
【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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