發(fā)光器件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了發(fā)光器件及其制造方法。通過減少施加在發(fā)光層上的應(yīng)力提高了發(fā)光器件的發(fā)光效率。在藍(lán)寶石襯底上，依次沉積有n型接觸層、nESD層、n型覆層、發(fā)光層、p型覆層以及p型接觸層。發(fā)光層具有MQW結(jié)構(gòu)，在MQW結(jié)構(gòu)中重復(fù)地沉積有依次沉積的阱層、蓋層以及勢壘層的層單元。在阱層中，僅第一阱層的In組成比與其他阱層的In組成比相比減小，并且其他阱層的In組成比彼此相同。第一阱層的In組成比被設(shè)計為使得第一阱層的發(fā)射波長等于其他阱層的發(fā)射波長。
【專利說明】
發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，更具體地，涉及特征在于發(fā)光層的結(jié)構(gòu)的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。
【背景技術(shù)】
[0002]在III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件中，其中重復(fù)地沉積有阱層和勢皇層的MQW結(jié)構(gòu)被廣泛地用作發(fā)光層。阱層由InGaN形成并且具有相同的In組成比。
[0003]日本專利第3433038號描述了最靠近η型覆層的阱層的In組成比以及最靠近P型覆層的阱層的In組成比與在中央的阱層的In組成比相比減小，從而釋放了從η型覆層和P型覆層施加至發(fā)光層的應(yīng)力。
[0004]日本公開特許公報(特開)第2014-110396號描述了nESD層(η側(cè)防靜電擊穿層)形成在η型接觸層與η型覆層之間，從而在nESD層中生成凹坑。所述凹坑穿過阱層并且到達(dá)P型接觸層的表面。這樣的凹坑的生成釋放了在發(fā)光層中的應(yīng)力，從而提高了發(fā)光效率。
[0005]然而，在日本專利第3433038號中所描述的方法中，分別減小了最靠近η型覆層和P型覆層的阱層的In濃度。這些阱層不能發(fā)光，并且發(fā)光效率可能會降低。
[0006]盡管如在日本公開特許公報(特開)第2014-110396號中所描述的，通過生成凹坑能夠減少應(yīng)力，但是不足以消除應(yīng)力，并且需要進(jìn)一步釋放應(yīng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種其中減少施加在發(fā)光層上的應(yīng)力從而提高發(fā)光效率的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。
[0008]由于針對降低應(yīng)力的密集的研究和開發(fā)，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在MQW結(jié)構(gòu)中的阱層中從η型覆層起的僅第一阱層的發(fā)射波長與其他阱層的發(fā)射波長相比偏移至較長的波長。發(fā)射波長的偏移是通過晶體應(yīng)變引起的。也就是說，發(fā)現(xiàn)在MQW結(jié)構(gòu)中的阱層中從η型層起的第一阱層受應(yīng)變影響最多。本發(fā)明基于該發(fā)現(xiàn)作出。
[0009]在本發(fā)明的一個方面中，提供了一種III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其包括依次沉積在藍(lán)寶石襯底上的η型接觸層、防靜電擊穿層、η型覆層和發(fā)光層，發(fā)光層具有MQW結(jié)構(gòu)，并且具有凹坑，在MQW結(jié)構(gòu)中重復(fù)地沉積有InGaN阱層和勢皇層，所述凹坑從防靜電擊穿層延伸至發(fā)光層并且穿過發(fā)光層，其中阱層的從η型覆層起的僅第一阱層的In組成比與除了第一阱層之外的其他阱層的In組成比相比減小，使得第一阱層的發(fā)射波長等于其他阱層的發(fā)射波長，在所有的阱層之中第一阱層最靠近η型覆層;并且所有其他阱層的In組成比彼此相等。
[0010]在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其包括依次沉積在藍(lán)寶石襯底上的η型接觸層、防靜電擊穿層、η型覆層以及發(fā)光層，發(fā)光層具有MQW結(jié)構(gòu)并且具有凹坑，在MQW結(jié)構(gòu)中重復(fù)地沉積有由包含In的III族氮化物半導(dǎo)體制成的阱層和由帶隙大于阱層的帶隙的III族氮化物半導(dǎo)體制成的勢皇層，所述凹坑從防靜電擊穿層延伸至發(fā)光層并且穿過發(fā)光層，其中阱層的從η型覆層起的僅第一阱層的In組成比與除了第一阱層之外的其他阱層的In組成比相比減小，在所有的阱層之中第一阱層最靠近η型覆層;所有其他阱層的In組成比彼此相等;并且其他阱層的In組成比與第一阱層的In組成比之間的差大于Oat %并且小于5.2at %。
[0011]通過相對于其他阱層的In組成比減少第一阱層的In組成比使得其他阱層的發(fā)射波長等于第一阱層的發(fā)射波長，能夠提高發(fā)光效率并且能夠減小發(fā)射光譜的半高全寬。相等的發(fā)射波長可以是發(fā)射波長基本上不能彼此區(qū)分的水平，例如，發(fā)射波長差的絕對值是2nm以下。
[0012]另外，在其他阱層的In組成比與第一阱層的In組成比之間的差優(yōu)選地大于0at%并且小于5.2at%。在這個范圍內(nèi)，能夠進(jìn)一步提高發(fā)光效率。所述差更優(yōu)選地為I %至4.5%,進(jìn)一步優(yōu)選地為2 %至3.5 %。
[0013]通過相對于其他阱層的In組成比減少第一阱層的In組成比能夠減小發(fā)射光譜的半高全寬。例如，能夠?qū)崿F(xiàn)半值寬度為20nm以下的發(fā)光器件。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠在不損失第一阱層的發(fā)光功能的情況下，通過減小施加在第一阱層的應(yīng)力提高發(fā)光效率。
【附圖說明】
[0015]在結(jié)合附圖考慮的情況下，參照優(yōu)選實施方案的以下詳細(xì)描述，本技術(shù)的各種其他目的、特征和許多附帶優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，所以可以容易地認(rèn)識到本發(fā)明的各種其他目的、特征以及許多附帶優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0016]圖1是示出根據(jù)實施方案I的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)的簡圖；
[0017]圖2是示出發(fā)光層14的結(jié)構(gòu)的簡圖；
[0018]圖3是示出阱層140的發(fā)射波長的圖；
[0019]圖4是示出在In組成比差與第一阱層140a的發(fā)射波長差之間的關(guān)系的圖；以及
[0020]圖5是示出在PL強(qiáng)度比與第一阱層140a的In組成比之差之間的關(guān)系的圖。
【具體實施方式】
[0021]下面將參照附圖描述本發(fā)明的具體實施方案。然而，本發(fā)明不限于實施方案。
[0022]實施方案I
[0023][發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)]
[0024]圖1是示出根據(jù)實施方案I的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)的簡圖。如圖1所示，根據(jù)實施方案I的發(fā)光器件具有襯底10。在襯底10上，經(jīng)由AlN緩沖層(未示出)沉積有均由III族氮化物半導(dǎo)體制成的η型接觸層ll、nESD層12、n型覆層13、發(fā)光層14、p型覆層15以及P型接觸層16。在P型接觸層16上設(shè)置有透明電極17，并且在透明電極17上設(shè)置有P電極
18。在P型接觸層16的表面的一部分上形成有溝槽，并且在溝槽的底表面處露出η型接觸層
11。在露出的η型接觸層11上設(shè)置有η電極19。
[0025]下面將描述根據(jù)實施方案I的發(fā)光器件的組成。
[0026]襯底10是具有c面主表面的藍(lán)寶石襯底。III族氮化物半導(dǎo)體晶體生長的表面利用凹部和凸部(未示出)粗糙化，從而提高了發(fā)光效率。
[0027]在襯底10上設(shè)置有η型接觸層11，并且η型接觸層11由厚度為6μπι且Si濃度為IX1018/cm3或者更高的n-GaN形成。為了與η電極19形成更好的歐姆接觸，η型接觸層11可具有多個具有不同的Si濃度的層。
[0028]在η型接觸層11上設(shè)置有nESD層12，并且nESD層12為用于防止器件靜電擊穿的層，并且由例如在比η型接觸層11的溫度低的溫度下生長的厚度為850nm的n-GaN形成。由于穿透位錯的角錐形凹坑20從nESD層12生成。凹坑20朝著發(fā)光層14延伸，穿過發(fā)光層14并且到達(dá)P型覆層15。隨著層的沉積凹坑20逐漸被填充，并且完全被P型覆層15埋置，使得P型接觸層16是平坦的。這樣的凹坑20的生長釋放了在發(fā)光層14中的應(yīng)力，從而提高了發(fā)光效率。在發(fā)光層14中的應(yīng)力是通過在發(fā)光層14與下層(在襯底10上)之間的晶格失配引起的。
[0029]在η型覆層13的表面(在發(fā)光層14側(cè)的表面)上，凹坑20中的每一個的直徑為50nm至170nm。在每個凹坑20的直徑為50nm以上的情況下，能夠減小施加至發(fā)光層14上的應(yīng)力。在每個凹坑20的直徑大于170nm的情況下，有效的發(fā)光面積減小并且光輸出減少。能夠通過nESD層12的生長條件控制凹坑20的生長或者每個凹坑20的直徑。每個凹坑20的直徑更優(yōu)選地為70nm至150nm，并且進(jìn)一步優(yōu)選地為10nm至150nm。在η型覆層13的表面上，凹坑20的密度為I X 1Vcm2Sl X 109/cm2。在凹坑密度為I X 108/cm2以上的情況下，能夠減小施加在發(fā)光層14上的應(yīng)力。在凹坑密度為IX 109/cm2以上的情況下，有效發(fā)光面積減少并且光輸出減少。凹坑20的密度更優(yōu)選地為I X 108/cm2至7 X 18/cm2，并且進(jìn)一步優(yōu)選地為I X 108/cm2至5X108/cm2o
[0030]nESD層12可以具有多個層以進(jìn)一步提高靜電擊穿電壓。例如，可以在η型接觸層11上依次沉積1-GaN和n-GaN。
[0031]在nESD層12上沉積有η型覆層13，n型覆層13具有η型超晶格結(jié)構(gòu)，在η型超晶格結(jié)構(gòu)中，依次沉積有厚度為2.5nm并且In組成比為8at%(下文中，原子百分比(at%)被簡化為％ )的InGaN層、厚度為0.8nm的未摻雜的GaN層以及厚度為1.6nm的η-GaN層的層單元被重復(fù)地沉積十五次。η型覆層13是用于釋放施加在發(fā)光層14上的應(yīng)力(由于在襯底10與III族氮化物半導(dǎo)體之間的晶格失配)的層。
[0032]在η型覆層13上沉積有發(fā)光層14。如圖2所示，發(fā)光層14具有MQW結(jié)構(gòu)，在MQW結(jié)構(gòu)中，依次沉積有阱層140、蓋層141以及勢皇層142的層單元被重復(fù)地沉積九次。
[0033]在實施方案I中，在發(fā)光層14是通過重復(fù)地沉積層單元形成的情況下重復(fù)的數(shù)目為九，但是不限于此。然而，重復(fù)的數(shù)目優(yōu)選地為5至20，并且更優(yōu)選地為5至15以提高發(fā)光效率。為了通過在發(fā)光層14中的凹坑20充分地實現(xiàn)應(yīng)力減小效應(yīng)，發(fā)光層14的總厚度優(yōu)選地為 500nm 至 700nmo
[0034]阱層140由厚度為3.5nm的InGaN形成。下面將描述阱層140的In組成比。蓋層141具有其中在阱層140上依次沉積有厚度為0.8nm的GaN、厚度為0.8nm并且Al組成比為15%的AlGaN的結(jié)構(gòu)。蓋層141是在形成阱層140之后當(dāng)溫度升高以形成勢皇層142時用于防止In從阱層140蒸發(fā)的層。勢皇層142由厚度為2.5nm并且Al組成比為6%的AlGaN形成。然而，從η型覆層13起的僅第九勢皇層142(即，與P型覆層15相鄰的層)由GaN而不是AlGaN形成以利于空穴注入發(fā)光層14。
[0035]阱層140的材料不限于InGaN只要是包含In的III族氮化物半導(dǎo)體即可。勢皇層142可以由帶隙比阱層140的帶隙寬的III族氮化物半導(dǎo)體形成。蓋層141不是必須的。優(yōu)選地設(shè)置蓋層141以提高發(fā)光效率。在實施方案I中，蓋層141具有多個層。然而，可以使用任意常規(guī)結(jié)構(gòu)，例如單層GaN、AlGaN或AlGalnN。
[0036]在發(fā)光層14上沉積有P型覆層15，并且P型覆層15具有超晶格結(jié)構(gòu)，在超晶格結(jié)構(gòu)中，依次沉積的厚度為0.8nm并且In組成比為5%的ρ-1nGaN層、厚度為1.5nm并且Al組成比為30 %的P-AlGaN層的層單元被重復(fù)地沉積十二次。
[0037]在P型覆層15上沉積有P型接觸層16，并且P型接觸層16由厚度為70nm并且Mg濃度為I X 11Vcm3至I X 12Vcm3的P-GaN形成。為了在透明電極17與P型接觸層16之間形成好的歐姆接觸，P型接觸層16可以具有多個具有不同的組成比或Mg濃度的層。
[0038]透明電極17由ITO形成以幾乎覆蓋P型接觸層16的整個表面。除了ITO之外，可以使用IZO(鋅摻雜的銦氧化物)或ICO(銦鈰氧化物)。
[0039]在透明電極17上沉積有P電極18，并且P電極18與透明電極17進(jìn)行歐姆接觸。在溝槽的底表面處露出的η型接觸層11上沉積有η電極19并且η電極19與η型接觸層11進(jìn)行歐姆接觸。
[0040][阱層的In組成比]
[0041]下面將具體描述在發(fā)光層14中的阱層140的In組成比。首先，為了便于描述，從η型覆層13起的第一阱層被稱作第一阱層140a，并且除了第一阱層140a之外的阱層140中的每一個(從η型覆層13起的第二阱層至第九阱層)被稱作其他阱層140b。每個阱層140的In組成比分別為:第一阱層140a的In組成比為19.4%，其他阱層140b的In組成比為22%。
[0042]在阱層140中，僅第一阱層140a的In組成比與其他阱層140b的In組成比相比減小，并且其他阱層140b的In組成比彼此相等。相等的In組成比可以為In組成比基本上不能彼此區(qū)分的水平。如果用于形成其他阱層140b的生長條件(生長溫度或In源氣體供給量)相同，則可以認(rèn)為其他阱層140b的In組成比相同。當(dāng)?shù)谝悔鍖?40a具有這樣的In組成比時，能夠減小施加在發(fā)光層14上的應(yīng)力(由于在發(fā)光層14與下層之間的晶格失配)，從而提高發(fā)光效率。
[0043]通過諸如生長溫度和In源氣體供給量的生長條件能夠控制每個阱層140的In組成比。
[0044]另外，第一阱層140a的In組成比被設(shè)置為使得第一阱層140a的發(fā)射波長等于其他阱層140b的發(fā)射波長。相等的發(fā)射波長可以是發(fā)射波長基本上不能彼此區(qū)分的水平，例如發(fā)射波長差的絕對值是2nm以下。因為由于在第一阱層140a中的應(yīng)力減少以及在第一阱層140a中的In組成比減少，有效帶隙變大，所以第一阱層140a的發(fā)射波長偏移至較短波長。然而，通過合適地選擇In組成比的減少范圍能夠使得第一阱層140a的發(fā)射波長與其他阱層140b的發(fā)射波長相等。通過設(shè)計第一阱層140a以具有這樣In組成比，能夠提高發(fā)光效率并且能夠減小發(fā)射光譜的半高全寬。例如，能夠?qū)崿F(xiàn)半高全寬為20nm以下的發(fā)光器件。為了以這樣的方式確定第一阱層140a的In組成比，可以執(zhí)行下面的步驟。
[0045]首先，制造用于調(diào)整波長的發(fā)光器件以具有除了第一阱層140a的In組成比之外與根據(jù)實施方案I的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。制造了幾種類型的用于調(diào)整波長的發(fā)光器件，用變化的第一阱層140a的In組成比作為一個參數(shù)。獲得在第一阱層140a的In組成比與發(fā)射波長之間的關(guān)系。這個關(guān)系是近似線性的，并且獲得了其傾斜度(發(fā)射波長對In組成比的變化率)。然后，根據(jù)發(fā)射波長對In組成比的變化率以及發(fā)射波長的差，估計第一阱層140a的In組成比應(yīng)該減少多少以使得第一阱層140a的發(fā)射波長等于其他阱層140b的發(fā)射波長。發(fā)光器件可以被設(shè)計為根據(jù)其他阱層140b的In組成比的估計值通過減少第一阱層140a的In組成比來使得第一阱層140a的發(fā)射波長等于其他阱層140b的發(fā)射波長。
[0046]第一阱層140a的發(fā)射波長可以不等于其他阱層140b的發(fā)射波長。然而，第一阱層140a的In組成比與其他阱層140b的In組成比之間的差優(yōu)選地為大于0%且小于5.2%。在這個范圍內(nèi)能夠提高發(fā)光效率。該差更優(yōu)選地為I %至4.5%，并且進(jìn)一步優(yōu)選地為2%至3.5%。
[0047]下面將以這樣的方法描述設(shè)置每一阱層140的In組成比的原因。
[0048]因為藍(lán)寶石的晶格常數(shù)與III族氮化物半導(dǎo)體的晶格常數(shù)不同，所以在沉積在襯底10上的III族氮化物半導(dǎo)體層(從η型接觸層到P型接觸層的層)中生成應(yīng)力。特別地，在發(fā)光層14中的應(yīng)力引起了諸如由于晶體質(zhì)量的劣化引起的發(fā)光效率下降的問題。
[0049]為了通過消除在發(fā)光層14中的應(yīng)力而提高發(fā)光效率，通過在nESD層12中生成凹坑20來減少應(yīng)力。然而，仍有減少應(yīng)力的余地，并且需要進(jìn)一步釋放應(yīng)力。
[0050]發(fā)明人根據(jù)對在所有阱層140的In組成比均相等的情況下對應(yīng)力消除的各種研究發(fā)現(xiàn)，僅阱層140的第一阱層140a的發(fā)射波長相對于其他阱層140b的發(fā)射波長偏移至較長的波長。發(fā)射波長的偏移被認(rèn)為是由于在第一阱層140a中的應(yīng)力通過有效的帶隙減少引起的。與其他阱層140b相比，第一阱層140a被認(rèn)為更大程度地被賦予應(yīng)變。這是因為在由InGaN制成的第一阱層140a與下層之間存在晶格失配，并且由于晶格失配被認(rèn)為應(yīng)力在第一阱層140a中幾乎釋放。
[0051]圖3是示出制造為比較例的發(fā)光器件中的各個阱層140的發(fā)射波長的圖。比較例是其中所有阱層140的In組成比均等于22%并且其他結(jié)構(gòu)與根據(jù)實施方案I的發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)相同的發(fā)光器件。橫軸上的數(shù)字表示從η型覆層13起的第η阱層?？v軸表示相對于其他阱層140b(從η型覆層13起的第二阱層至第九阱層140)的平均發(fā)射波長的差(單位:nm)。從圖3可以清楚地看出，僅從η型覆層13起的第一阱層140a的發(fā)射波長相對于其他阱層140b的發(fā)射波長向較長的波長較大程度地偏移了 10.5nm。
[0052]根據(jù)這個結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在不改變其他阱層140b的In組成比的情況下通過減少僅第一阱層140a的In組成比，使得第一阱層140a的晶格常數(shù)靠近與第一阱層140a相鄰的η型覆層13的GaN層的晶格常數(shù)，從而能夠減小應(yīng)力。另外，還發(fā)現(xiàn)因為由于在第一阱層140a中的應(yīng)力減小以及在第一阱層140a中的In組成比減少，第一阱層140a的有效帶隙變大，第一阱層140a的發(fā)射波長偏移至較短的波長，從而第一阱層140a的發(fā)射波長變得更靠近其他阱層140b的發(fā)射波長，并且能夠減小發(fā)射光譜的半高全寬。
[0053]第一阱層140a的In組成比的減少范圍可以在第一阱層140a可以用作阱層的范圍內(nèi)，也就是說，發(fā)光效率不因為發(fā)光功能的損失而減小。在選擇第一阱層140a的In組成比的減小范圍使得第一阱層140a的發(fā)射波長等于其他阱層140b的發(fā)射波長的情況下，能夠提高發(fā)光效率并且能夠使發(fā)光器件中發(fā)射光譜的半高全寬變窄這是因為各個阱層的發(fā)射波長是相等的。例如，半高全寬可以變窄至20nm以下。
[0054]圖4是示出In組成比差與第一阱層140a的發(fā)射波長差之間的關(guān)系的圖。橫軸表示第一阱層140a的In組成比與其他阱層140b的In組成比(其他阱層140b的平均值，22%)之間的差?？v軸表示第一阱層140a的發(fā)射波長與參考波長之間的差。此時參考波長為當(dāng)In組成比差為0(第一阱層140a的In組成比等于其他阱層140b的In組成比)時第一阱層140a的發(fā)射波長。
[0055]如圖4所示，發(fā)射波長幾乎相對于第一阱層140a的In組成比的變化而線性變化。通過獲得這條直線的傾斜度(發(fā)射波長相對于In組成比的變化率)能夠估計當(dāng)?shù)谝悔鍖?40a的發(fā)射波長等于其他阱層140b的發(fā)射波長時的In組成比。如圖3所示，在第一阱層140a的In組成比等于其他阱層140b的In組成比的情況下(22%)，第一阱層140a的發(fā)射波長相對于其他阱層140b的發(fā)射波長向較長的波長偏移10.5nm。從圖4可以清楚地看出，當(dāng)縱軸的值為_10.5nm的情況下，In組成比的差為-2.6%。能夠使得第一阱層140a的發(fā)射波長等于其他阱層140b的發(fā)射波長。換言之，第一阱層140a的In組成比可以為19.4%。
[0056]圖5是示出PL強(qiáng)度比與第一阱層140a的In組成比差之間關(guān)系的圖。橫軸與圖4相同?？v軸表示PL強(qiáng)度與當(dāng)?shù)谝悔鍖?40a的In組成比為0(第一阱層140a的In組成比等于其他阱層140b的In組成比)時的PL強(qiáng)度之比。
[0057]如圖5所示，在第一阱層140a的In組成比逐漸減小的情況下，PL強(qiáng)度逐漸增加。在PL強(qiáng)度在In組成比差為-2.6%處達(dá)到峰值之后，其轉(zhuǎn)為降低。當(dāng)In組成比差為-5.2%時，PL強(qiáng)度幾乎等于當(dāng)In組成比差為O時的PL強(qiáng)度。根據(jù)這個結(jié)果可以看出，減少的范圍可以大于0%且小于5.2%以通過減小第一阱層140a的In組成比來提高發(fā)光效率。從圖5中可以清楚地看出，第一阱層140a的In組成比的減小范圍更優(yōu)選地可以是1%至4.5%，并且進(jìn)一步優(yōu)選地為2 %至3.5 %以進(jìn)一步提高發(fā)光效率。
[0058]如上所述，在根據(jù)實施方案I的發(fā)光器件中，具有MQW結(jié)構(gòu)的發(fā)光層14的阱層140被設(shè)計為使得第一阱層140a的In組成比與其他阱層140b的In組成比相比減小，并且所有其他阱層140b的In組成比彼此相等。這可以減小在第一阱層140a中的應(yīng)力，并且通過使得第一阱層140a的發(fā)射波長更靠近其他阱層140b的發(fā)射波長來補(bǔ)償發(fā)射波長。因此，與常規(guī)發(fā)光器件相比，根據(jù)實施方案I的發(fā)光器件顯示了較高的發(fā)光效率。變化方案
[0059]發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)不限于實施方案I中所描述的結(jié)構(gòu)?？梢允褂萌我饨Y(jié)構(gòu)，只要在藍(lán)寶石襯底上依次沉積有均由III族氮化物半導(dǎo)體形成的η型接觸層、nESD層、η型覆層以及發(fā)光層即可。本發(fā)明可以應(yīng)用于任意類型的發(fā)光器件，例如面朝上型或倒裝芯片型。
[0060]發(fā)光層的結(jié)構(gòu)不限于實施方案I中的結(jié)構(gòu)?？梢允褂萌我饨Y(jié)構(gòu)只要發(fā)光層具有其中沉積有至少由包含In的III族氮化物半導(dǎo)體制成的至少阱層和由帶隙比阱層的帶隙寬的III族氮化物半導(dǎo)體制成的勢皇層的MQW結(jié)構(gòu)即可。
[0061]本發(fā)明的發(fā)光器件可以用作顯示裝置或照明裝置的光源。
【主權(quán)項】
1.一種III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其包括依次沉積在藍(lán)寶石襯底上的η型接觸層、防靜電擊穿層、η型覆層和發(fā)光層，所述發(fā)光層具有MQW結(jié)構(gòu)，并且具有凹坑，在所述MQW結(jié)構(gòu)中重復(fù)地沉積有由包含In的III族氮化物半導(dǎo)體制成的阱層和由帶隙大于所述阱層的帶隙的III族氮化物半導(dǎo)體制成的勢皇層，所述凹坑從所述防靜電擊穿層延伸至所述發(fā)光層并且穿過所述發(fā)光層，其中: 僅第一阱層的In組成比與除了所述第一阱層之外的其他阱層的In組成比相比減小，使得所述第一阱層的發(fā)射波長等于所述其他阱層的發(fā)射波長，在所有的阱層之中所述第一阱層最靠近所述η型覆層;并且 所有所述其他阱層的In組成比彼此相等。2.—種III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其包括依次沉積在藍(lán)寶石襯底上的η型接觸層、防靜電擊穿層、η型覆層和發(fā)光層，所述發(fā)光層具有MQW結(jié)構(gòu)并且具有凹坑，在所述MQW結(jié)構(gòu)中重復(fù)地沉積有由包含In的III族氮化物半導(dǎo)體制成的阱層和由帶隙大于所述阱層的帶隙的III族氮化物半導(dǎo)體制成的勢皇層，所述凹坑從所述防靜電擊穿層延伸至所述發(fā)光層并且穿過所述發(fā)光層，其中: 僅第一阱層的In組成比與除了所述第一阱層之外的其他阱層的In組成比相比減小，在所有的阱層之中所述第一阱層最靠近所述η型覆層； 所有所述其他阱層的In組成比彼此相等;并且 所述其他阱層的In組成比與所述第一阱層的In組成比之間的差大于0&〖％并且小于5.2at% ο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述其他阱層的In組成比與所述第一阱層的In組成比之間的差大于0&丨％并且小于5.2at%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述其他阱層的In組成比與所述第一阱層的In組成比之間的差為1&〖％至4.5&七％。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述其他阱層的In組成比與所述第一阱層的In組成比之間的差為2&丨％至3.5&七％。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述其他阱層的In組成比與所述第一阱層的In組成比之間的差為1&〖％至4.5&七％。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述其他阱層的In組成比與所述第一阱層的In組成比之間的差為2&丨％至3.5&七％。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中在所述η型覆層的在所述發(fā)光層側(cè)的表面上，所述凹坑的直徑為50nm至17 Onm。9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中在所述η型覆層的在所述發(fā)光層側(cè)的表面上，所述凹坑的密度為I X 108/cm2至I X 109/cm2。10.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的III族氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件，其中所述發(fā)光層的總厚度為500nm至700nmo
【文檔編號】H01L33/06GK105990481SQ201610154288
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月17日
【發(fā)明人】中村亮, 坊山美鄉(xiāng)
【申請人】豐田合成株式會社