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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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