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公開番号2025103183
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023220368
出願日2023-12-27
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 20/82 20250101AFI20250702BHJP()
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は、成長面21がオフ角θを有するc面からなる基板2と、成長面21上に形成された、AlNからなるAlNバッファ層3と、AlN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上に形成された、紫外光を発する活性層と、活性層上に形成されたp型半導体層と、を備える。AlNバッファ層3の上面31は、複数のテラスT2と、テラスT2同士を繋ぐ複数のステップS2とを有するステップ・テラス構造を有する。複数のステップS2の高さHの平均値は、7.1nm以下である。複数のテラスT2の幅Wの平均値は、350nm以下である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
成長面がオフ角を有するｃ面からなる基板と、
前記成長面上に形成された、ＡｌＮからなるＡｌＮバッファ層と、
前記ＡｌＮ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た、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ＡｌＮバッファ層の上面は、複数のテラスと、前記テラス同士を繋ぐ複数のステップとを有するステップ・テラス構造を有し、
前記複数のステップの高さの平均値は、７．１ｎｍ以下であり、
前記複数のテラスの幅の平均値は、３５０ｎｍ以下である、
窒化物半導体発光素子。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記複数のステップの高さの平均値は、７．０ｎｍ未満である、
請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記複数のテラスの幅の平均値は、３２５ｎｍ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ｎ型半導体層と前記活性層との間に、前記活性層側の位置ほどＡｌ組成比が高くなる組成傾斜層を更に有する、
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型半導体層上に形成され、前記活性層から発される光を反射する反射電極を更に備え、
前記ｐ型半導体層は、ｐ型のＧａＮからなるｐ型コンタクト層を有し、
前記ｐ型コンタクト層の膜厚は、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。

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、基板と、基板上に形成された下地層と、下地層上に形成された第一クラッド層と、第一クラッド層上に形成された紫外光を発する発光層と、発光層上に形成された第二クラッド層とを備える紫外線発光素子が開示されている。特許文献１に記載の紫外線発光素子においては、下地層と第一クラッド層との界面のステップ高さが１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－２９６０７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に記載の紫外線発光素子においては、ステップ高さが比較的小さい例についての光出力は検討されていない。
【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、成長面がオフ角を有するｃ面からなる基板と、前記成長面上に形成された、ＡｌＮからなるＡｌＮバッファ層と、前記ＡｌＮ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た、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ＡｌＮバッファ層の上面は、複数のテラスと、前記テラス同士を繋ぐ複数のステップとを有するステップ・テラス構造を有し、前記複数のステップの高さの平均値は、７．１ｎｍ以下であり、前記複数のテラスの幅の平均値は、３５０ｎｍ以下である、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、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。
実施の形態における、窒化物半導体発光素子の一部を拡大した模式断面図である。
実施例１と同様の製造条件で成長されたウエハのＡｌＮバッファ層の上面のＡＦＭ像である。
図３Ａの一点鎖線箇所の断面プロファイルである。
比較例１と同様の製造条件で成長されたウエハのＡｌＮバッファ層の上面のＡＦＭ像である。
図４Ａの一点鎖線箇所の断面プロファイルである。
実験例における、平均ステップ高さと光出力との関係を示すグラフである。
実験例における、平均テラス幅と光出力との関係を示すグラフである。
【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（すなわち基板２の底面に直交する方向）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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