| 主权项 |
1.一种使用III-V族氮化物化合物半导体所制成的半 导体发光装置,其结构在一n侧包覆层及一p侧包覆 层之间插入一活性层,其包括: 该p侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层,及掺杂有 一p型杂质之p型第二层,其依此顺序由较靠近该活 性层的一侧摆置,而该第二层包含一第三层,其能 带隙要大于该第二层。 2.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中一 n侧光学波导层插入在该n侧包覆层及该活性层之 间,且一p侧波导层插入在该p侧包覆层及该活性层 之间。 3.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中该 p侧包覆层的第二层之厚度范围大于0 nm,而不超过 550 nm。 4.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中该 p侧包覆层的第二层之厚度范围从390 nm到550 nm。 5.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中该 p侧包覆层的第一层之厚度范围大于0 nm,而不超过 500 nm。 6.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中该 p侧包覆层的第一层之厚度不薄于50 nm。 7.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中该 p侧包覆层的第一层之厚度范围从50 nm到400 nm。 8.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中该 p侧包覆层的第一层具有一超晶格结构。 9.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中该 p侧包覆层具有一超晶格结构。 10.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中 该第三层系由含有铝及镓的一p型III-V族氮化物化 合物半导体所制成。 11.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中 该第三层系由p型AlxGa1-xN(其中0<x<1)所制成。 12.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中 该第三层系由p型AlxGa1-xN(其中0.15≦x≦1)所制成。 13.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p侧包覆层的第二层之间的距离不小 于20 nm。 14.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p侧包覆层的第二层之间的距离范围 由100 nm到180 nm。 15.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中 至少有一组在能带隙或晶格常数有所不同而结合 的叠层会存在于该活性层与该p侧包覆层的第二层 之间。 16.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中 至少有一层由不同的原子组成比例之叠层所构成 的超晶格结构会存在于该活性层与该p侧包覆层的 第二层之间。 17.如申请专利范围第1项之半导体发光装置,其中 该p侧包覆层的第一层系由p型AlyGa1-yN(其中0<y≦0.04 )所制成。 18.一种使用III-V族氮化物化合物半导体所制成的 半导体发光装置,其结构在一n侧包覆层及一p侧包 覆层之间插入一活性层,其包括: 该p侧包覆层包含一未掺杂或n型之第一层及掺杂 有一p型杂质的一p型第二层,依此顺序由较靠近该 活性层的一侧放置,且该第一层的厚度不薄于50 nm 。 19.如申请专利范围第18项之半导体发光装置,其中 该p侧包覆层的第二层之厚度范围大于0 nm,而不超 过550 nm。 20.如申请专利范围第18项之半导体发光装置,其中 该p侧包覆层的第二层之厚度范围从390 nm到550 nm。 21.如申请专利范围第18项之半导体发光装置,其中 该p侧包覆层的第一层之厚度范围从50 nm到400 nm。 22.如申请专利范围第18项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p侧包覆层的第二层之间的距离不小 于20 nm。 23.如申请专利范围第18项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p侧包覆层的第二层之间的距离范围 由100 nm到180 nm。 24.一种具有插入一活性层在一n侧包覆层与一p侧 包覆层之间之结构的半导体发光装置,其包含: 该p侧包覆层包含一未掺杂或n型之第一层及掺杂 有一p型杂质的一p型第二层,依此顺序由较靠近该 活性层的一侧放置,且该第一层的厚度不薄于50 nm 。 25.如申请专利范围第24项之半导体发光装置,其中 该p侧包覆层的第二层之厚度范围大于0 nm,而不超 过550 nm。 26.如申请专利范围第24项之半导体发光装置,其中 该p侧包覆层的第二层之厚度范围从390 nm到550 nm。 27.如申请专利范围第24项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p侧包覆层的第二层之间的距离不小 于20 nm。 28.如申请专利范围第24项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p侧包覆层的第二层之间的距离范围 由100 nm到180 nm。 29.一种使用III-V族氮化物化合物半导体所制成的 半导体发光装置,其结构在一n侧包覆层及一p侧包 覆层之间插入一活性层,并包含一隆起结构,其包 括: 该p侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层,及掺杂有 一p型杂质之p型第二层,其依此顺序由较靠近该活 性层的一侧摆置,而该第二层包含一第三层,其能 带隙要大于该第二层;及 在该隆起的相对侧中的p型层之厚度范围由0到100 nm。 30.如申请专利范围第29项之半导体发光装置,其中 在该隆起的相对侧中的p型层之厚度范围由0到50 nm 。 31.一种使用III-V族氮化物化合物半导体所制成的 半导体发光装置,其结构在一n侧包覆层及一p侧包 覆层之间插入一活性层,并包含一隆起结构,其包 括: 该p侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层,及掺杂有 一p型杂质之p型第二层,其依此顺序由较靠近该活 性层的一侧摆置,而该第二层包含一第三层,其能 带隙要大于该第二层;及 在该隆起的相对侧部份之底部表面会比该第一层 与该第二层之间的边界要深。 32.如申请专利范围第31项之半导体发光装置,其中 在该隆起的相对侧部份之底部表面系置于该第一 层中。 33.一种使用III-V族氮化物化合物半导体所制成的 半导体发光装置,其结构在一n侧包覆层及一p侧包 覆层之间插入一活性层,并具有一隆起结构,其包 括: 该p侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层及掺杂有 一p型杂质的一p型第二层,依此顺序由较靠近该活 性层的一侧放置;及 在该隆起的相对侧中的p型层之厚度范围由0到100 nm。 34.如申请专利范围第33项之半导体发光装置,其中 在该隆起的相对侧中的p型层之厚度范围由0到50 nm 。 35.一种使用III-V族氮化物化合物半导体所制成的 半导体发光装置,其结构在一n侧包覆层及一p侧包 覆层之间插入一活性层,并具有一隆起结构,其包 括: 该p侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层及掺杂有 一p型杂质的一p型第二层,依此顺序由较靠近该活 性层的一侧放置;及 在该隆起的相对侧部份之底部表面会比该第一层 与该第二层之间的边界要深。 36.如申请专利范围第35项之半导体发光装置,其中 在该隆起的相对侧部份之底部表面系置于该第一 层中。 37.一种具有插入一活性层在一n侧包覆层与一p侧 包覆层之间之结构并具有一隆起结构的半导体发 光装置,其包含: 该p侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层及掺杂有 一p型杂质的一p型第二层,依此顺序由较靠近该活 性层的一侧放置;及 在该隆起的相对侧中的p型层之厚度范围由0到100 nm。 38.如申请专利范围第37项之半导体发光装置,其中 在该隆起的相对侧中的p型层之厚度范围由0到50 nm 。 39.一种具有插入一活性层在一n侧包覆层与一p侧 包覆层之间之结构并具有一隆起结构的半导体发 光装置,其包含: 该p侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层及掺杂有 一p型杂质的一p型第二层,依此顺序由较靠近该活 性层的一侧放置;及 在该隆起的相对侧部份之底部表面会比该第一层 与该第二层之间的边界要深。 40.如申请专利范围第39项之半导体发光装置,其中 在该隆起的相对侧部份之底部表面系置于该第一 层中。 41.一种制造由III-V族氮化物化合物半导体所构成 的半导体发光装置之方法,以具有一种在一n侧包 覆层与一p侧包覆层之间插入一活性层之结构,该p 侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层及掺杂有一p 型杂质的p型第二层,其依此顺序由较靠近该活性 层的一侧放置,而该第二层包含一第三层,其能带 隙比该第二层要大,其包含: 在一载体气体环境中由该活性层成长叠层到该第 三层,其含有氮气做为其主要的成份,并实质上未 含有氢气。 42.如申请专利范围第41项之制造半导体发光装置 之方法,其中含有氮气做为其主要成份,并实质上 不含有氢气之载体气体环境为N2气体环境。 43.一种制造由III-V族氮化物化合物半导体所构成 的半导体发光装置之方法,以具有一种在一n侧包 覆层与一p侧包覆层之间插入一活性层之结构,该p 侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层及掺杂有一p 型杂质的p型第二层,其依此顺序由较靠近该活性 层的一侧放置,而该第一层之厚度不薄于50 nm,其包 含: 在一载体气体环境中由该活性层成长叠层到该p侧 包覆层的第一层,其含有氮气做为其主要的成份, 并实质上未含有氢气。 44.如申请专利范围第43项之制造半导体发光装置 之方法,其中含有氮气做为其主要成份,并实质上 不含有氢气之载体气体环境为N2气体环境。 45.一种制造由III-V族氮化物化合物半导体所构成 的半导体发光装置之方法,其结构为在一n侧包覆 层与一p侧包覆层之间插入一活性层,并具有一隆 起结构,该p侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层,及 一掺杂有p型杂质之p型第二层,其依此顺序由较靠 近该活性层的一侧放置,该第二层包含一第三层, 其能带系大于该第二层,且在该隆起的相对侧中的 p型层之厚度范围在0到100 nm之间,其包括: 在一载体气体环境中由该活性层成长叠层到该第 三层,其含有氮气做为其主要的成份,并实质上未 含有氢气。 46.如申请专利范围第45项之制造半导体发光装置 之方法,其中含有氮气做为其主要成份,并实质上 不含有氢气之载体气体环境为N2气体环境。 47.一种制造由III-V族氮化物化合物半导体所构成 的半导体发光装置之方法,其结构为在一n侧包覆 层与一p侧包覆层之间插入一活性层,并具有一隆 起结构,该p侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层,及 一掺杂有p型杂质之p型第二层,其依此顺序由较靠 近该活性层的一侧放置,该第二层包含一第三层, 其能带系大于该第二层,且在该隆起的相对侧部份 之底部表面要比该第一层及该第二层之间的边界 要深,其包括: 在一载体气体环境中由该活性层成长叠层到该第 三层,其含有氮气做为其主要的成份,并实质上未 含有氢气。 48.如申请专利范围第47项之制造半导体发光装置 之方法,其中含有氮气做为其主要成份,并实质上 不含有氢气之载体气体环境为N2气体环境。 49.一种制造由III-V族氮化物化合物半导体所构成 的半导体发光装置之方法,其结构为在一n侧包覆 层与一p侧包覆层之间插入一活性层,并具有一隆 起结构,该p侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层,及 一掺杂有p型杂质之p型第二层,其依此顺序由较靠 近该活性层的一侧放置,且在该隆起的相对侧中的 p型层之厚度范围在0到100 nm之间,其包括: 在一载体气体环境中由该活性层成长叠层到该p侧 包覆层的第一层,其含有氮气做为其主要的成份, 并实质上未含有氢气。 50.如申请专利范围第49项之制造半导体发光装置 之方法,其中含有氮气做为其主要成份,并实质上 不含有氢气之载体气体环境为N2气体环境。 51.一种制造由III-V族氮化物化合物半导体所构成 的半导体发光装置之方法,其结构为在一n侧包覆 层与一p侧包覆层之间插入一活性层,并具有一隆 起结构,该p侧包覆层包含一未掺杂或n型第一层,及 一掺杂有p型杂质之p型第二层,其依此顺序由较靠 近该活性层的一侧放置,且在该隆起相对侧面部份 之底部表面会比该第一层及该第二层之间的边界 要深,其包括: 在一载体气体环境中由该活性层成长叠层到该p侧 包覆层的第一层,其含有氮气做为其主要的成份, 并实质上未含有氢气。 52.如申请专利范围第51项之制造半导体发光装置 之方法,其中含有氮气做为其主要成份,并实质上 不含有氢气之载体气体环境为N2气体环境。 53.一种使用III-V族氮化物化合物半导体所组成的 半导体发光装置,其结构在一n侧包覆层及一p侧包 覆层之间插入一活性层,其包括: 该活性层与掺杂p型杂质之p型层中最靠近该活性 层之间的距离不小于50 nm。 54.如申请专利范围第53项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p型层之间的距离不小于60 nm。 55.如申请专利范围第53项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p型层之间的距离不小于100 nm。 56.如申请专利范围第53项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p型层之间的距离范围由50到500 nm。 57.如申请专利范围第53项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p型层之间的距离范围由100到200 nm。 58.如申请专利范围第53项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p型层之间的距离范围由65到230 nm。 59.如申请专利范围第53项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p型层之间的距离范围由70到125 nm。 60.如申请专利范围第53项之半导体发光装置,其中 该活性层与该p型层之间的距离范围由90到110 nm。 61.如申请专利范围第53项之半导体发光装置,其中 最靠近该活性层之p型层之能带隙大于该p型包覆 层。 62.如申请专利范围第53项之半导体发光装置,其中 至少有一层与该活性层及该p侧包覆层有不同组成 ,其插入在该活性层与该p侧包覆层之间。 63.一种制造由III-V族氮化物化合物半导体所构成 的半导体发光装置之方法,其结构为在一n侧包覆 层与一p侧包覆层之间插入一活性层,其中该活性 层与掺杂有p型杂质之p型层中最靠近该活性层之 一层之间的距离不小于50 nm,且最靠近该活性层之p 型层之能带隙大于该p侧包覆层,其包括: 在一载体气体环境中由该活性层成长叠层到其能 带隙大于该p侧包覆层之该p型层,其中含有氮气做 为其主要成份,并实质上不包含氢气。 64.如申请专利范围第63项之制造半导体发光装置 之方法,其中含有氮气做为其主要成份,并实质上 不含有氢气之载体气体环境为N2气体环境。 65.一种具有插入一活性层在一n侧包覆层与一p侧 包覆层之间之结构的半导体发光装置,其包含: 该n侧包覆层包含一未掺杂或p型第一层及掺杂有 一n型杂质的一n型第二层,依此顺序由较靠近该活 性层的一侧放置,且该第一层的厚度不小于50 nm。 66.一种具有插入一活性层在一n侧包覆层与一p侧 包覆层之间之结构并具有一隆起结构的半导体发 光装置,其包含: 该n侧包覆层包含一未掺杂或p型第一层及掺杂有 一n型杂质的一n型第二层,依此顺序由较靠近该活 性层的一侧放置;及 在该隆起的相对侧中的n型层之厚度范围由0到100 nm。 67.一种具有插入一活性层在一n侧包覆层与一p侧 包覆层之间之结构并具有一隆起结构的半导体发 光装置,其包含: 该n侧包覆层包含一未掺杂或p型第一层及掺杂有 一n型杂质的一n型第二层,依此顺序由较靠近该活 性层的一侧放置;及 在该隆起的相对侧部份之底部表面会比该第一层 与该第二层之间的边界要深。 图式简单说明: 图1所示为根据本发明第一具体实施例之GaN化合物 半导体雷射之横截面图; 图2所示为根据本发明第一具体实施例之GaN化合物 半导体雷射的大体部份之横截面图; 图3所示为根据第一具体实施例之GaN半导体雷射之 能带结构之概要图; 图4所示为在根据第一具体实施例之GaN化合物半导 体雷射中该p侧包覆层之未掺杂层之厚度的操作电 压之变化的概要图; 图5所示为在根据第一具体实施例之GaN化合物半导 体雷射中该p侧包覆层之未掺杂层之厚度的劣化速 率之变化的概要图; 图6所示为根据第一具体实施例之GaN半导体雷射之 光学输入到电流特性之概要图; 图7所示为一既有的GaN化合物半导体雷射与根据第 一具体实施例之GaN半导体雷射之光学输入到电流 特性之比较的概要图; 图8所示为根据第二具体实施例之GaN化合物半导体 雷射之能带结构之概要图; 图9所示为根据第三具体实施例之GaN化合物半导体 雷射之光学输入到电流特性之概要图; 图10所示为根据该第三具体实施例之GaN化合物半 导体雷射之斜率效率与周遭温度之变化的概要图; 图11所示为根据第四具体实施例之GaN化合物半导 体雷射之能带结构之概要图; 图12所示为根据第五具体实施例中该内部损失与 该内部量子效率与镁的掺杂开始位置之变化的概 要图; 图13所示为根据第五具体实施例之GaN化合物半导 体雷射之临界电流密度与镁的掺杂开始位置之变 化的概要图; 图14A及14B所示为根据第五具体实施例之GaN化合物 半导体雷射之特征温度及临界电流密度与该未掺 杂的AlGaN包覆层之Al组成的变化之概要图;及 图15所示为一典型的习用GaN化合物半导体雷射之 能带结构的概要图。 |
