发明名称 氮化物半导体装置
摘要 本发明有关于一种发光装置等的氮化物半导体装置,系在一或二以上氮化物半导体层所形成的n导电侧半导体领域与一或二以上氮化物半导体层所形成的p导电侧半导体领域之间形成活性层的氮化物半导体装置,其特征在于,上述p导电侧或n导电侧半导体领域之至少一氮代物半导体层系分别由氮化物半导体所形成而组成互异的第1层与第2层层叠而成的超格子层。藉由以上构成,即可实现装置所用电流、电压降低,装置效率提高的装置。
申请公布号 TW374267 申请公布日期 1999.11.11
申请号 TW087100203 申请日期 1998.01.08
申请人 日亚化学工业股份有限公司 发明人 长滨慎一;妹尾雅之;中村修二
分类号 H01S3/18 主分类号 H01S3/18
代理机构 代理人 蔡坤财
主权项 1.一种氮化物半导体装置,系一或二以上的氮化物半导体层所形成的n导电侧半导体领域裴一或二以上氮化物半导体层所形成p导电侧半导体领域之间具有氮化物半导体所形成活性层者,其特征在于,上述p导电侧半导体领域或上述n导电侧半导体领域的至少一氮化物半导体层系分别由氮化物半导体所形成且组成互异的第1层与第2层所层叠而成的超格子层。2.如申请专利范围第1项之氮化物半导体装置,其中上述超格子层系由具有100埃以下膜厚的氮化物半导体所形成第1层及组成上与该第1层不同且具有100埃以下膜厚的氮化物半导体所形成第2层层叠而成。3.如申请专利范围第2项之氮化物半导体装置,其中上述第1层及第2层中至少一方由含有Al的氮化物半导体所构成。4.如申请专利范围第3项之氮化物半导体装置,其中含有上Al述之氮化物半导体系式子为AlYGal-YN(惟,0<Y≦1)者。5.如申请专利范围第4项之氮化物半导体装置,其中上述超格子层中,上述第1层系由以式子InXGal-XN(0≦X<1)表示的氮化物半导体形成,且上述第2层系由以式子AlYGal-YN(0<Y≦1,X=Y≠0)表示的氮化物半导体形成。6.如申请专利范围第5项之氮化物半导体装置,其中上述超格子层中,上述第1层系由以InXGal-XN(0≦X<1)式子表示的氮化物半导体形成,且上述第2层系由以式子AlYGal-YN(0<Y<1)表示的氮化物半导体形成。7.如申请专利范围第2项之氮化物半导体装置,其中上述第1层与上述第2层分别由具有不大于70埃膜厚氮化物半导体形成。8.如申请专利范围第2项之氮化物半导体装置,其中上述第1层与第2层的膜厚分别由具有不小于70埃膜厚氮化物半导体形成。9.如申请专利范围第2项之氮化物半导体装置,其中上述第1层与上述第2层中至少其一掺杂时该层的导要型设定为n型或p型的杂质。10.如申请专利范围第9项之氮化物半导体装置,其中上述第1层及上述第2层上所掺杂将该层的导电型设定为n型或p型的杂质的浓度相互不同。11.一种氮化物半导体装置,系在含有n侧包层的n导电侧半导体领域与含有p侧包层的p导电侧半导体领域之间具有活性层者,其特征在于,上述n侧包层系由具有100埃以下膜厚的氮化物半导体所形成第1层以及组成上与该第1层互异且具有100埃以下膜厚的氮化物半导体所形成的第2层所层叠而成的超格子层,且上述p侧包层系具有100埃以下膜厚的氮化物半导体所形成的第3层以及在组成上互异且具有100埃以下膜厚的氮化物半导体所形成的第4层所层叠而成的超格子层。12.如申请专利范围第11项之氮化物半导体装置,其中上述p侧包覆层及该p侧包覆层的更上一层上形成其纵者长方向与谐振方向一致且有预定宽幅的脊部。13.一种氮化物半导体装置,系在一或二以上氮化物半导体层所形成n导电侧半导体领域与一或二以上氮化物半导体层所形成p导电侧半导体领域之间形成有氮化物半导体所形成的活性层者,其特征在于,上述n导电侧半导体领域中至少一氮化物半导体层系由组成上互异且n型杂质浓度上不同的第一及第二氮化物半导体层层叠而成的n侧超格子层,上述p导电侧半导体领域中至少一氮化物半导体层系由组成上互异且p型杂质浓度不同的第三及第四氮化物半导体层层叠而成的p侧超格子层。14.如申请专利范围第13项之氮化物半导体装置,其中于上述n侧格子层中,上述第一氮化物半导体层具有较上述第二氮化物半导体层大的带隙能量与较上述第二氮化物半导体层大的n型杂质浓度。15.如申请专利范围第14项之氮化物半导体装置,其中上述第一氮化物半导体层由AlYGal-YN(0<Y<1)形成,而上述第二氮化物半导体层则由InXGal-XN(0≦X<1)形成。16.如申请专利范围第15项之氮化物半导体装置,其中上述第二氮化氮半导体层系由GaN形成。17.如申请专利范围第14项之氮化物半导体装置,其中上述第一氮化物半导体层或上述第二氮化物半导体层上掺杂有n型杂质。18.如申请专利范围第13项之氮化物半导体装置,其中于上述n侧超格子层中,上述第一氮化物半导体层具有较上述第二氮化氮半导体层大的带隙能量以及较上述第二氮化气半导体层小的n型杂质浓度。19.如申请专利范围第18项之氮化物半导体装置,其中上述第一氮化物半导体层由AlYGal-YN(0<Y<1)形成,而上述第二氮化物半导体层则由InXGal-XN(0≦X<1)形成。20.如申请专利范围第19项之氮化物半导体装置,其中上述第二氮化氮半导体层系由GaN形成。21.如申请专利范围第18项之氮化物半导体装置,其中上述第一氮化物半导体层或上述第二氮化物半导体层上掺杂有n型杂质。22.如申请专利范围第13项之氮化物半导体装置,其中于上述n侧超格子层中,上述第三氮化物半导体层具有较上述第四氮化物半导体层大的带隙能量以及较上述第四氮化物半导体层小的n型杂质。23.如申请专利范围第22项之氮化物半导体装置,其中上述第三氮化物半导体层由AlYGal-YN(0<Y<1)形成,且上述第四氮化物半导体层由InXGal-XN(0≦X<1)形成。24.如申请专利范围第23项之氮化物半导体装置,其中上述第四氮化物半导体层由GaN形成。25.如上述专利范围第22项之氮化物半导体装置,其中上述第四氮化物半导体层未掺杂有p型杂质。26.如申请专利范围第13项之氮化物半导体装置,其中于上述p侧超格子层中,上述第三氮化物半导体层具有较上述第四氮化物半导体层大的带隙能量以及较上述第四氮化物半导体层小的p型杂质。27.如申请专利范围第26项之氮化物半导体装置,其中上述第三氮化物半导体层由AlYGal-YN(0<Y<1)形成,且上述第四氮化物半导体层由InXGal-XN(0≦X<1)形成。28.如申请专利范围第27项之氮化物半导体装置,其中上述第四氮化物半导体层由GaN形成。29.如上述专利范围第22项之氮化物半导体装置,其中上述第三氮化物半导体层未掺杂有p型杂质。30.如申请专利范围第13项之氮化物半导体装置,其中于上述n侧超格子层中,上述第一氮化物半导体层具有一选自以下之群组中:1)较上述第二氮化物半导体层大的带隙能量以及较上述第二氮化物半导体层大的n型杂质浓度,2)较上述第二氮化物半导体层大的带隙能量以及较上述第二氮化物半导体层小的n型杂质浓度,以及于上述p侧超格子层中,上述第三氮化物半导体层具有一选自以下之群组中:3)较上述第四氮化物半导体层大的带隙能量以及较述第四氮化物半导体层大的p型杂质浓度,4)较上述第四氮化物半导体层大的带隙能量以及较述第四氮化物半导体层小的p型杂质浓度。31.如申请专利范围第30项之氮化物半导装置,其中于上述n侧超格子层中,上述第一氮化物半导体层中AlYGal-YN(0<Y<1)形成,上述第二氮化物半导体层由InXGal-XN(0≦X<1)形成,于上述p侧超格子层中,上述第三氮化物半导体层由AlYGal-Y(0<Y<1)形成,上述第四氮化物半导体层由InXGal-XN(0≦X<1)形成。32.如申请专利范围第31项之氮化物半导体装置,其中上述第二与第四氮化物半导体装置分别由GaN形成。33.如申请专利范围第30项之氮化物半导体装置,其中上述第一氮化物半导体层或第二氮化物半导体层系未掺杂有n型杂质的非掺杂层。34.一种氮化物半导体发光装置,系于n侧包层与p侧包层之间,具备活性层而比活性层具有含In的第一氮化物半导体层者,其特征在于,上述n侧包层由具有内含Al的第二氮化物半导体层的厚0.5m以下的超子层形成,且该n侧包覆层的Al平均组成设定为该n侧包覆层以m表示的厚度与该n侧包层所含以百分率表示的Al平均组成的积在4.4以上。35.如申请专利范围第34项之氮化物半导体发光装置,其中上述n侧包覆层的厚度在0.8m以上,上述n侧包覆层所含Al的平均组成在5.5%以上。36.如申请专利范围第34项之氮化物半导体发光装置,其中上述n侧包覆层的厚度在1.0m以上,上述n侧包覆层所含Al的平均组成在5%以上。37.如申请专利范围第34项之氮化物半导体发光装置,其中上述n侧包覆层的厚度在1.2m以上,上述n侧包覆层所含Al平均组成在4.5%以上。38.如申请专利范围第34项之氮化物半导体发光装置,其中上述p侧包覆层内具有内含Al的第三氮化物半导体层的超格子层形成,上述n侧包覆层较上述p侧包覆层厚。39.如申请专利范围第38项之氮化物半导体发光装置,其中上述p侧包覆层较1.0m薄。40.如申请专利范围第34项中任一项之氮化物半导体发光装置,其中上述n侧包覆层与p侧包覆层的含上述活性层的层厚设定在200埃至1m之间的范围。图式简单说明:第一图系一模式剖视图,显示本发明第一实施形式之氮化物半导体装置(LED装置)之构造。第二图系一模式剖视图,显示与发明第二实施形式之氮化物半导体装置(雷射二极体)之构造。第三图系一模式剖视图,显示本发明第三实施形式之氮化物半导法装置(雷射二极体)之构造。第四图系第五图所示雷射二极体之斜视图。第五图系一图表,显示本发明第一实施形式的雷射二极体中p侧接触层的膜厚与阈値电压之间的关系。第六图系一模式剖视图,显示本发明第二十六实施例之雷射二极体构造。第七图系一模式剖视图,显示本发明第二十八实施例之雷射二极体构造。第八图系一模式剖视图,显示本发明第三十二实施例之雷射二极体构造。第九图系一模式斜视图,显示本发明第四实施形式之氮化物半导体装置(雷射二极体)之构造。
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