| 主权项 |
1.一种第3族氮化物之半导体发光元件,具有p-n接面型双异质(double hetero简称DH)接面结构,包括形成于一单晶基板(101)表面的一n型包覆层(103)与一p型包覆层(110),及提供于n型与p型包覆层之间由第3族氮化物半导体晶体层构成的一发光层,其特征在于发光层包括:一超晶格结构(104),其中设置靠近于n型包覆层(103)的n型第3族氮化物半导体晶体层系周期性地交替堆叠,n型第3族氮化物半导体晶体层具有不同第3族构成元素组成比例及几乎相同厚度以及堆叠周期数范围自2对以上至25对以下;以及一活性层(109),由n型第3族氮化物半导体晶体层构成,提供位于超晶格结构之终端靠近p型包覆层的一层(上部终端层)上,由于能带弯曲使得n型第3族氮化物半导体晶体层具有一非矩形位能结构。2.如申请专利范围第1项所述的第3族氮化物半导体发光元件,其中该超晶格结构(104)为采取非量子井结构,其中由导电性n型氮化铟铝镓混合结晶(AlXGaYN:0≦X<1,0≦Y-≦1,0≦Z<1,X+Y+Z=1)构成的两种层(104b)、(104c)系交替地堆叠于另一层上,每一层(104b)、(104c)具有5nm以下厚度差异以及不同组成比例的第3族构成元素。3.如申请专利范围第1项所述的第3族氮化物半导体发光元件,其中该活性层(109)以一井层(107e)形成,就是相邻于p型包覆层的一量子井结构(107)终端层,量子井结构系由井层构成的堆叠结构构成具有该井层以及位障层,经由堆叠周期数5以下交替堆叠,该井层由具有铟组成比例0.3以下的氮化镓铟混合晶体(GaYInZN:0.7≦Y<1,10<Z≦0.3,Y+Z=1)构成,以及该位障层(107f)由具有铟组成比例小于GaYInZN混合晶体的氮化镓铟混合晶体(GaBInCN:Y<B<1,0<C<Z,B+C=1)构成。4.如申请专利范围第1项所述的第3族氮化物半导体发光元件,其中该活性层(109)系由单一氮化镓铟混合晶体层直接地连接于该超晶格结构之上部终端层构成。5.如申请专利范围第1项所述的第3族氮化物半导体发光元件,其中该活性层(109)系由包括复数GaInN结晶相(0≦<1,+=1)的多相态结构之氮化镓铟混合晶体构成,每一结晶相具有不同于其它的铟组成比例(=)。6.如申请专利范围第5项所述的第3族氮化物半导体发光元件,其中该活性层(109)包括一主体相S,主要地系由n型第3族氮化物半导体相同成分的n型第3族氮化物半导体晶体构成,构成一下部层(沉积层)堆叠该活性层于该下部层上;以及一从属相T,由具有不同于主体相之铟组成比例的GaInN构成。7.如申请专利范围第1项至第6项之任一项的第3族氮化物半导体发光元件,其中该活性层系由一n型氮化镓铟混合晶体(GaYInZN:0.7≦Y<1,10<Z≦0.3,Y+Z=1)构成具有一能带结构,其中传导带或价电子带之弯曲部位于靠近p型包覆层之接面介面处附近区域朝向费米能阶弯曲以及铟组成比例(=Z)为0.3以下。8.如申请专利范围第1项至第6项之任一项的第3族氮化物半导体发光元件,其中包括p型杂质的n型氮化镓铝混合晶体(AlXGaYN:0≦X≦1,0≦Y≦1,X+Y=1)成长于该活性层与p型包覆层之间,以及该活性层系由n型氮化镓铟混合晶体(GaYInZN:0.7≦Y<1,0<Z≦0.3,Y+Z=1)构成具有一能带结构,其中传导带之弯曲部位于包含p型杂质的n型氮化镓铝混合晶体之接面介面处附近区域朝向费米能阶弯曲以及铟组成比例(=Z)为0.3以下。图式简单说明:第一图系根据本发明范例1之LED概要平面图。第二图系沿着第一图中LED之A-A'线切割的概要剖面图。第三图显示范企1之LED发光频谱图。第四图显示比较范例之LED发光频谱图。第五图系根据本发明范例2之LED概要平面图。第六图系沿着第五图中LED之B-B'线切割的概要剖面图。第七图显示范例2之LED发光频谱图。第八图系根据本发明范例3之LED概要平面图。第九图系沿着第八图中LED之C-C'线切割的概要剖面图。第十图系根据本发明范例4,显示活性层之本质结构图。第十一图系根据本发明范例6之LED概要剖面图。第十二图显示本发明之第3族氮化物半导体发光元件之基本构成范例剖面图。第十三图显示本发明活性层之非矩形位能结构范例图。第十四图显示本发明活性层之非矩形位能结构之另一范例图。 |
