发明名称 氮化物半导体元件
摘要 本发明作为夹入p型氮化物半导体层11、n型氮化物半导体层13的活性层12,至少具有阻挡层2a:具有n型杂质;井层1a:由含有铟的氮化物半导体构成;及,阻挡层2c:具有p型杂质或以无掺杂使其生长,藉由配置该阻挡层2作为最接近p型层侧的阻挡层,可注入适当的载子到活性层12。
申请公布号 TWI259634 申请公布日期 2006.08.01
申请号 TW095107244 申请日期 2001.07.06
申请人 日亚化学工业股份有限公司 发明人 小崎德也
分类号 H01S5/343;H01L33/00 主分类号 H01S5/343
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种氮化物半导体元件,其具有以p型氮化物半导 体层和n型氮化物半导体层夹住具有由包含In之氮 化物半导体构成之井层及由氮化物半导体构成之 阻挡层的量子井构造之活性层的构造,其中 前述活性层具有夹住前述井层而配置于前述p型氮 化物半导体层侧之第一阻挡层及配置于前述n型氮 化物半导体层侧之第二阻挡层,并且 前述第一阻挡层之膜厚大于前述第二阻挡层; 于前述p型氮化物半导体层中具有与前述井层之距 离为100埃以上的第一p型氮化物半导体层,该第一p 型氮化物半导体层系由包含Al之氮化物半导体所 构成; 于前述井层和前述第一p型氮化物半导体层之间具 有前述第一阻挡层。 2.一种氮化物半导体元件,其具有以p型氮化物半导 体层和n型氮化物半导体层夹住具有由包含In之氮 化物半导体构成之井层及由氮化物半导体构成之 阻挡层的量子井构造之活性层的构造,其中 前述活性层具有夹住前述井层而配置于前述p型氮 化物半导体层侧之第一阻挡层及配置于前述n型氮 化物半导体层侧之第二阻挡层,并且 前述第一阻挡层之膜厚大于前述第二阻挡层; 于前述p型氮化物半导体层中具有第一p型氮化物 半导体层,该第一p型氮化物半导体层系由包含Al之 氮化物半导体所构成; 于前述第一阻挡层和前述第一p型氮化物半导体层 之间具有缓冲层,该缓冲层具有前述第一阻挡层和 前述第一p型氮化物半导体层中间的带隙能量。 3.一种氮化物半导体元件,其于具有以p型氮化物半 导体层和n型氮化物半导体层夹住具有由氮化物半 导体构成之井层及阻挡层的量子井构造之活性层 的构造,其中 于前述p型氮化物半导体层中,包含A1之氮化物半导 体之第一p型氮化物半导体层设于离前述活性层之 距离为1000埃以下之位置; 前述第一p型氮化物半导体层具有p型杂质; 邻接于前述第一p型氮化物半导体层两侧之层之p 型杂质浓度比前述第一p型氮化物半导体层为低之 浓度; 前述活性层具有配置于最接近前述p型氮化物半导 体层之位置之第一阻挡层作为前述阻挡层; 于前述第一阻挡层和第一p型氮化物半导体层之间 具有缓冲层,该缓冲层具有前述第一阻挡层和前述 第一p型氮化物半导体层中间的带隙能量。 4.一种氮化物半导体元件,其具有以p型氮化物半导 体层及n型氮化物半导体层夹住量子井构造之活性 层的构造,其中 于前述p型氮化物半导体层中,包含A1之氮化物半导 体之第一p型氮化物半导体层设于离前述活性层之 距离为1000埃以下的位置; 该第一p型氮化物半导体层具有p型杂质; 前述活性层具有:第一阻挡层,其配置于最接近前 述p型氮化物半导体层之位置;井层,其配置于该第 一阻挡层之n型氮化物半导体层侧;及第二阻挡层, 其经由该井层比前述第一阻挡层配置于前述n型氮 化物半导体层侧;前述第一阻挡层比前述第二阻挡 层膜厚大; 前述第一阻挡层中的p型杂质浓度为11018/cm3以下,n 型杂质浓度为11017/cm3以下。 5.一种氮化物半导体元件,其具有以p型氮化物半导 体层及n型氮化物半导体层夹住具有由氮化物半导 体构成之井层和阻挡层的量子井构造之活性层的 构造,其特征在于: 前述活性层之最外侧之阻挡层,系具有配置于最接 近前述p型氮化物半导体层之位置之第一阻挡层, 及经由该第一阻挡层和井层配置于n型氮化物半导 体层侧之第二阻挡层,并且 于前述p型氮化物半导体层中,于离活性层1000埃以 下的距离具有包含Al之氮化物半导体之第一p型氮 化物半导体层; 前述第一阻挡层之n型杂质浓度为11017/cm3以下,前 述第二阻挡层之n型杂质浓度为51017/cm3以上11020/ cm3以下; 邻接于前述第一阻挡层而配置于前述n型氮化物半 导体层侧之井层和前述第一p型氮化物半导体层之 距离dB为100埃以上。 6.如请求项1、4或5中任一项之氯化物半导体元件, 其中于前述第一p型氮化物半导体层和前述第一阻 挡层之间具有前述第一阻挡层和前述第一p型氮化 物半导体层中间的带隙能量的缓冲层。 7.如请求项1、2、4或5中任一项之氮化物半导体元 件,其中前述活性层具有2以上的井层,于该井层和 井层之间具有第三阻挡层,并且 前述第三阻挡层之膜厚小于前述第一阻挡层及前 述第二阻挡层之膜厚。 8.如请求项1至5中任一项之氮化物半导体元件,其 中前述阻挡层具有组成、杂质量不同的两层以上 。 9.如请求项8之氮化物半导体元件,其中前述阻挡层 组成不同的两层中的一方为包含Al之氮化物半导 体。 10.如请求项8之氮化物半导体元件,其中前述阻挡 层组成不同的两层为AlzGa1-zN(0<z≦1)和InGa1-N(0 ≦<1)。 11.如请求项1至5中任一项之氮化物半导体元件,其 中前述第一阻挡层配置于前述活性层之最外侧。 12.如请求项1至5中任一项之氮化物半导体元件,其 中前述井层为InGa1-N(0<≦1),前述阻挡层为In Ga1-N(0≦<1、>)。 13.如请求项1至5中任一项之氮化物半导体元件,其 中前述第一p型氮化物半导体层为AlaGa1-aN(0<a<1)。 14.如请求项1、4或5中任一项之氟化物半导体元件, 其中前述井层和第一p型氮化物半导体层间之区域 之p型杂质浓度比第一p型氮化物半导体层为低之 浓度。 15.如请求项1至5中任一项之氮化物半导体元件,其 中于前述第一p型氮化物半导体层和第一阻挡层之 间设置第一阻挡层和第一p型氮化物半导体层中间 的带隙能量的缓冲层; 前述井层为InxGa1-xN(0<x≦1); 前述阻挡层为InyGa1-yN(0≦y<1、y>x); 前述第一p型氮化物半导体层为AlzGa1-zN(0<z<1); 该缓冲层为AlGa1-N(0≦<x)或InGa1-N(0≦< y)。 16.如请求项1至5中任一项之氮化物半导体元件,其 中具有雷射元件构造,其系以具有包含Al之氮化物 半导体之上部覆盖层和具有包含Al之氮化物半导 体之下部覆盖层夹住前述活性层者。 17.如请求项16之氯化物半导体元件,其中于前述雷 射元件构造之上部覆盖层和活性层之间具有光导 层。 图式简单说明: 图1为说明本发明一实施形态的模式截面图。 图2为说明本发明一实施形态的模式截面图。 图3为说明本发明一实施形态的模式截面图。 图4为说明关于本发明一实施形态的层叠构造的模 式截面图及带构造的模式图。 图5为说明关于本发明一实施形态的层叠构造的模 式截面图及带构造的模式图。 图6为说明关于本发明一实施形态的层叠构造的模 式截面图及带构造的模式图。 图7为说明关于本发明一实施形态的层叠构造的模 式截面图及带构造的模式图。 图8A及8B为说明关于本发明一实施形态的层叠构造 的模式截面图及带构造的模式图。 图9A及9B为关于本发明一实施形态的元件的模式截 面图。 图10为说明关于本发明一实施形态的层叠构造的 模式截面图及带构造的模式图。 图11为说明本发明一实施形态的模式截面图。 图12为显示关于本发明的一实施形态的元件寿命 和井层膜厚的关系之图。 图13为显示关于本发明的一实施形态的元件寿命 和阻挡层膜厚的关系之图。 图14为显示关于本发明的一实施形态的元件寿命 和掺杂量的关系之图。 图15为显示关于本发明的一实施形态的反耐压和 掺杂量的关系之图。
地址 日本
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