[发明专利]半导体发光元件和发光装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用了III族氮化物半导体的半导体发光元件、具备半导体发光元件的发光装置。

背景技术

使用了III族氮化物半导体的半导体发光元件，一般在用于生成作为载流子的电子（electron）的含有n型杂质的n型III族氮化物半导体层与用于生成作为载流子的空穴（hole）的含有p型杂质的p型III族氮化物半导体层之间配置含有III族氮化物半导体的发光层而形成。并且，已知在这种半导体发光元件中，利用交替地层叠多个阱层和多个势垒层而成的多量子阱结构来构成发光层（参照专利文献1）。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2011-222812号公报

发明内容

但是，在设置了具有多量子阱结构的发光层的使用了III族氮化物半导体的半导体发光元件中，当在发光层中的多个阱层内存在许多无法再结合的空穴或者电子的情况下，半导体发光元件的发光效率降低。

另外，如果半导体发光元件设置的环境温度上升，则随着再结合的非发光结合的比例增加，半导体发光元件的发光效率进一步降低。特别是在电流密度大的条件下，发光效率的降低变得显著。

本发明的目的在于，维持从半导体发光元件输出的光的波长的单一性，并且抑制与环境温度的上升相伴的发光效率的降低。

本发明的半导体发光元件，其特征在于，包含：n型半导体层，其由含有n型杂质的III族氮化物半导体构成；发光层，其层叠在上述n型半导体层上，并由III族氮化物半导体构成，并且通过通电而发光；和p型半导体层，其层叠在上述发光层上，并由含有p型杂质的III族氮化物半导体构成，上述发光层具备：由III族氮化物半导体构成的4层以上的阱层；和由带隙比上述阱层大的III族氮化物半导体构成，将4层以上的该阱层的各层从两侧夹持，并且在与上述n型半导体层的边界部与该n型半导体层连接，且在与上述p型半导体层的边界部与该p型半导体层连接的5层以上的势垒层，4层以上的上述阱层具有：从接近上述n型半导体层的一侧顺序设置多个，各自设定为第1厚度，由此输出共同的波长的光的多个n侧阱层；和从接近上述p型半导体层的一侧到上述n侧阱层之间设置多个，各自设定为比上述第1厚度大的厚度并且具有与上述n侧阱层不同的组成，由此各自输出上述共同的波长的光的多个p侧阱层。

在这样的半导体发光元件中，其特征在于，在4层以上的上述阱层之中，上述p侧阱层是两层。

另外，其特征在于，两层的上述p侧阱层，各自设定为比上述第1厚度大的第2厚度，并且具有共同的组成。

此外，其特征在于，5层以上的上述势垒层之中，最接近上述p型半导体层的p侧势垒层的厚度比其他的该势垒层的厚度大。

此外，其特征在于，5层以上的上述势垒层分别由GaN构成，并且4层以上的上述阱层分别由GaInN构成，上述阱层的上述p侧阱层中的In的浓度，比该阱层的上述n侧阱层中的In的浓度低。

另外，本发明的发光装置，其特征在于，具备：形成有第1布线和第2布线的基部；和半导体发光元件，其安装在该基部上，且与该第1布线以及该第2布线电连接，通过经由该第1布线和该第2布线的通电而发光，上述半导体发光元件包含：n型半导体层，其由含有n型杂质的III族氮化物半导体构成；发光层，其层叠在上述n型半导体层上，并由III族氮化物半导体构成，并且通过通电而发光；p型半导体层，其层叠在上述发光层上，并由含有p型杂质的III族氮化物半导体构成；p侧电极，其用于将上述p型半导体层与上述第1布线电连接；和n侧电极，其用于将上述n型半导体层与上述第2布线电连接，上述发光层具备：由III族氮化物半导体构成的4层以上的阱层；和由带隙比上述阱层大的III族氮化物半导体构成，将4层以上的该阱层的各层从两侧夹持，并且在与上述n型半导体层的边界部与该n型半导体层连接，且在与上述p型半导体层的边界部与该p型半导体层连接的5层以上的势垒层，4层以上的上述阱层具有：从接近上述n型半导体层的一侧顺序设置多个，各自设定为第1厚度，由此输出共同的波长的光的多个n侧阱层；和从接近上述p型半导体层的一侧到上述n侧阱层之间设置多个，各自设定为比上述第1厚度大的厚度并且具有与上述n侧阱层不同的组成，由此分别输出上述共同的波长的光的多个p侧阱层。

根据本发明，能够维持从半导体发光元件输出的光的波长的单一性，并且抑制与环境温度的上升相伴的发光效率的降低。

附图说明

图1是应用本实施方式的半导体发光元件的俯视图的一例。

图2是图1中的II-II截面图。