发明名称 第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件
摘要 本发明是一种第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,所采用之发光层具有以AlGaN层包夹InGaN层之两侧之部份。经由控制作为井层之InGaN层之膜厚,成长速度,和成长温度,用来控制作为障壁层之AlGaN层之膜厚使其最佳化,藉以提高发光元件之输出。
申请公布号 TWI242297 申请公布日期 2005.10.21
申请号 TW090116407 申请日期 2001.07.03
申请人 豊田合成股份有限公司 发明人 渡边大志;伊藤润;浅见慎也;柴田直树
分类号 H01L33/00 主分类号 H01L33/00
代理机构 代理人 赖经臣 台北市松山区南京东路3段346号1112室
主权项 1.一种第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,用来放出360~550nm之波长之光,其特征是具有发光层含有以AlGaN层包夹InGaN层之两侧之部份。2.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层之膜厚为3.5~5nm。3.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之AlGaN层之膜厚为5nm以上。4.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层以0.02~0.07nm/s之成长速度形成。5.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层以850℃以下之成长温度形成。6.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层之膜厚为3.5~5nm,上述之AlGaN层之膜厚为5nm以上。7.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层之膜厚为3.5~5nm,上述之InGaN层以0.02~0.07nm/s之成长速度形成。8.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层之膜厚为3.5~5nm,上述之InGaN层以850℃以下之成长温度形成。9.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之AlGaN层之膜厚为5nm以上,上述之InGaN层以0.02~0.07nm/s之成长速度形成。10.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之AlGaN层之膜厚为5nm以上,上述之InGaN层以850℃以下之成长温度形成。11.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层以0.02~0.07nm/s之成长速度形成,上述之InGaN层以850℃以下之成长温度形成。12.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层之膜厚为3.5~ 5nm,上述之AlGaN层之膜厚为5nm以上,上述之InGaN层以0.02 ~0.07nm/s之成长速度形成。13.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层之膜厚为3.5 ~5nm,上述之AlGaN层之膜厚为5nm以上,上述之InGaN层以850℃以下之成长温度形成。14.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之AlGaN层之膜厚为5nm以上,上述之InGaN层以0.02~0.07nm/s之成长速度形成,上述之InGaN层以850℃以下之成长温度形成。15.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层之膜厚为3.5 ~5nm,上述之InGaN层以0.02 ~0.07nm/s之成长速度形成,上述之InGaN层以850℃以下之成长温度形成。16.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层之膜厚为3.5 ~5nm,上述之AlGaN层之膜厚为5nm以上,上述之InGaN层以0.02~ 0.07nm/s之成长速度形成,上述之InGaN层以850℃以下之成长温度形成。17.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之发光层以上述AlGaN层和上述之InGaN层之积层物作为单位对偶,积层1个或2个以上之该单位对偶,在其最外层积层上述之AlGaN层。18.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中发光波长为360~430nm。19.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之发光层以上述之AlGaN层和上述之InGaN层之积层物作为单位对偶,积层1个或2个以上之该单位对偶,在其最外层积层上述之AlGaN层,发光波长为360~ 430nm。20.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中更具有中间层,接合在上述之发光层,由成长温度为865~905℃之AlGaN构成。21.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中更具有中间层,接合在上述之发光层,由具有21016/cm3以上之杂质浓度之AlGaN构成。22.如申请专利范围第1项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其更具有中间层,接合在上述之发光层,由成长温度为865~905℃,而且具有21016/cm3以上之杂质浓度之AlGaN构成。23.一种第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其特征是具有:中间层,由成长温度为865~905℃之AlGaN构成;和发光层,形成在该中间层之上;利用上述之发光层放出360~550nm之波长之光。24.如申请专利范围第23项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之波长为360~430nm。25.一种第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其特征是具有:中间层,由具有21016/cm3以上之杂质浓度之AlGaN构成;和发光层,形成在该中间层之上;利用上述之发光层放出360~550nm之波长之光。26.如申请专利范围第25项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之波长为360~430nm。27.一种第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其特征是具有:中间层,由成长温度为865~905℃,而且,具有21016/cm3以上之杂质浓度之AlGaN构成;和发光层,形成在该中间层之上;利用上述之发光层放出360~550nm之波长之光。28.如申请专利范围第27项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之波长为360~430nm。29.一种第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,用来放出360~550nm之波长之光,其特征是:具有发光层含有以AlGaN层包夹InGaN层之两侧之部份,上述之InGaN层之一和与该InGaN层连续积层之上述AlGaN层之一之合计膜厚为10nm以上。30.如申请专利范围第29项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层以0.02~0.07nm/s之成长速度形成。31.如申请专利范围第29项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层以850℃以下之成长温度形成。32.如申请专利范围第29项之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体发光元件,其中上述之InGaN层以0.02~0.07nm/s之成长速度形成,上述之InGaN层以850℃以下之成长温度形成。图式简单说明:图1表示成为井层之InGaN层之膜厚和发光元件之发光强度之关系。图2表示InGaN层之成长速度和发光元件之发光强度之关系。图3表示InGaN层之成长温度和发光元件之发光强度之关系。图4表示成为障壁层之AlGaN层之膜厚和发光元件之发光强度之关系。图5表示第1 AlGaN中间层之成长温度和发光元件之发光强度之关系。图6表示第1 AlGaN中间层之杂质浓度与发光元件之发光强度之关系。图7表示本发明之实施例之第Ⅲ族氮化物系化合物半导体积层构造。图8表示本发明之实施例之发光二极体之构造。图9表示发光层之InGaN井层,和AlGaN障壁层之单位对偶之膜厚,和PL发光强度之关系。
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