[发明专利]III族氮化物半导体发光元件及III族氮化物半导体发光元件的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及III族氮化物半导体发光元件及III族氮化物半导体发光元件的制作方法。

背景技术

在非专利文献1中，记载有产生绿色光的氮化镓类半导体激光器。

现有技术文献

非专利文献

专利文献1：Enya Yohei,Yoshizumi Yusuke,Kyono Takashi,Akita Katsushi,Ueno Masaki,Adachi Masahiro,Sumitomo Takamichi,Tokuyama Shinji,Ikegami Takatoshi,Katayama Koji,Nakamura Takao,「531nm Green Lasing of InGaN Based Laser Diodes on Semi-Polar {20-21}Free-Standing GaN Substrates,」Applied Physics Express,Volume 2,Issue8,pp.082101(2009)

发明内容

发明要解决的课题

作为决定激光二极管的性能的一个要因的电特性例如以如下方式进行：对激光二极管自身的电特性进行评估；或者，对用于p型包覆层或p型引导层的单层的半导体膜的电特性进行评估。通过这些特性的评估而管理激光二极管的电特性。

根据发明人等的见解，主要是p型包覆层及p型引导层大大有助于激光二极管的电特性。因此，若能够独立地评估激光二极管结构中p型包覆层的电特性，则能够更准确地管理激光二极管的电特性。即，要求单独评估激光二极管中p型包覆层的电特性。

有关p型包覆层的电特性的更准确的评估可提供表示良好的电特性的激光二极管或发光二极管。

本发明的目的在于提供一种具有被降低的正向电压的III族氮化物半导体发光元件，且其目的也在于提供该III族氮化物半导体发光元件的制作方法。

用于解决课题的技术方案

本发明的III族氮化物半导体发光元件包含：(a)n型包覆层，设置于基板的主面上，且由n型III族氮化物半导体构成；(b)活性层，设置于所述基板的所述主面上，且由III族氮化物半导体构成；(c)p型包覆层，设置于所述基板的所述主面上，且由p型III族氮化物半导体构成。所述活性层设置于所述n型包覆层与所述p型包覆层之间，所述n型包覆层、所述活性层及所述p型包覆层沿着所述基板的所述主面的法线轴而配置，在所述p型包覆层中，添加有提供受主能级的p型掺杂剂，所述p型包覆层中含有提供施主能级的n型杂质，所述p型掺杂剂的浓度大于所述n型杂质的浓度，所述p型包覆层的光致发光光谱的能带端发光峰值的能量E(BAND)与该光致发光光谱的施主受主对发光峰值的能量E(DAP)之差(E(BAND)-E(DAP))为0.42电子伏特以下，这里，所述能带端发光的能量E(BAND)及所述施主受主对发光的能量E(DAP)以电子伏特的单位表示，所述n型包覆层的所述n型III族氮化物半导体的c轴相对于所述法线轴倾斜，所述p型包覆层的所述p型III族氮化物半导体的c轴相对于所述法线轴倾斜。

在该III族氮化物半导体发光元件中，n型包覆层、活性层及p型包覆层沿着基板的主面的法线轴而配置，n型包覆层的n型III族氮化物半导体的c轴及p型包覆层的p型III族氮化物半导体的c轴均相对于法线轴倾斜，在n型包覆层与p型包覆层之间设置有活性层。在该III族氮化物半导体发光元件中，p型包覆层以p型包覆层中的p型掺杂剂的浓度大于n型杂质的浓度的方式含有p型掺杂剂及n型杂质。因此，通过使用比p型包覆层的带隙大的激发光的测定而获得的光致发光光谱具有能带端发光及施主受主对发光的波峰。根据发明人等的研究可知，该光致发光光谱的能带端发光峰值的能量E(BAND)与该光致发光光谱的施主受主对发光峰值的能量E(DAP)之差(E(BAND)-E(DAP))与该III族氮化物半导体发光元件的驱动电压具有相关。在该能量差(E(BAND)-E(DAP))为0.42电子伏特以下时，与此前的III族氮化物半导体发光元件相比，正向电压施加时的驱动电压降低。

优选在本发明的III族氮化物半导体发光元件中，所述p型掺杂剂包含镁，所述镁的浓度为3×10¹⁸cm^-3以上。