[发明专利]半导体发光元件及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2013年3月7日申请的日本专利申请No.2013-046008并要求其优先的利益，该申请的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

在此描述的实施方式一般地涉及半导体发光元件及其制造方法。

背景技术

诸如氮化镓（GaN）等的III-V族氮化物半导体被应用于诸如发光二极管（LED）、激光二极管（LD）等的半导体发光元件。期望提升这类半导体发光元件的效率。

发明内容

本发明的实施方式的目的在于解决以上的问题。

根据一个实施方式，半导体发光元件包括n型的第一半导体层、p型的第二半导体层和发光单元。第一半导体层包括氮化物半导体。第二半导体层包括氮化物半导体。发光单元被设置在第一半导体层和第二半导体层之间。发光单元包括多个阱层和多个势垒层，所述多个阱层与所述多个势垒层交替堆叠。阱层包括最接近第二半导体层的第一p侧阱层、以及第二最接近第二半导体层的第二p侧阱层。第一p侧阱层的激子（exciton）的定域能（localization energy）小于第二p侧阱层的激子的定域能。

根据一个实施方式，公开了一种用于制造半导体发光元件的方法。该方法可以包括形成含有氮化物半导体的n型第一半导体层，在第一半导体层上通过交替堆叠阱层和势垒层形成含有多个阱层和多个势垒层的发光单元、以及在发光单元上形成含有氮化物半导体的p型第二半导体层。阱层包括最接近第二半导体层的第一p侧阱层、以及第二最接近第二半导体层的第二p侧阱层。第一p侧阱层的激子的定域能小于第二p侧阱层的激子的定域能。

根据本发明的实施方式，可以提高半导体发光元件的发光效率。

附图说明

图1A和图1B是示出了根据第一实施方式的半导体发光元件的示意性截面图。

图2A和图2B是示出了半导体发光元件的特性的曲线图。

图3是示出了半导体发光元件的特性的曲线图。

图4是示出了半导体发光元件的特性的曲线图。

图5是示出了半导体发光元件的特性的曲线图。

图6是示出了半导体发光元件的特性的曲线图。

图7是示出了根据第二实施方式的用于制造半导体发光元件的方法的流程图。

具体实施方式

根据一个实施方式，半导体发光元件包括n型的第一半导体层、p型的第二半导体层和发光单元。第一半导体层包括氮化物半导体。第二半导体层包括氮化物半导体。发光单元被设置在第一半导体层和第二半导体层之间。发光单元包括多个阱层和多个势垒层，所述多个阱层与所述多个势垒层交替堆叠。阱层包括最接近第二半导体层的第一p侧阱层、以及第二最接近第二半导体层的第二p侧阱层。第一p侧阱层的激子的定域能小于第二p侧阱层的激子的定域能。

根据一个实施方式，公开了一种用于制造半导体发光元件的方法。该方法可以包括形成含有氮化物半导体的n型第一半导体层，在第一半导体层上通过交替堆叠阱层和势垒层形成含有多个阱层和多个势垒层的发光单元、以及在发光单元上形成含有氮化物半导体的p型第二半导体层。阱层包括最接近第二半导体层的第一p侧阱层、以及第二最接近第二半导体层的第二p侧阱层。第一p侧阱层的激子的定域能小于第二p侧阱层的激子的定域能。

如下将参考附图描述各实施方式。

附图是示意性或概念性的，并且各部分的厚度和宽度之间的关系、各部分之间的大小比例等无需与其实际值相同。进一步地，即便是相等同的部分，其尺寸和/或比例也可以在各附图之间不同地显示。

在本申请的附图和说明书中，类似于关于以上附图描述的那些部件用相似的参考编号标记，并且适当地省略对其的详细描述。

第一实施方式

图1A和图1B是示出了根据第一实施方式的半导体发光元件的示意性截面图。

图1B示出了图1A的一部分。

如图1A所示，根据实施方式的半导体发光元件110包括第一半导体层10、第二半导体层20和发光单元30。发光单元30被设置在第一半导体层10和第二半导体层20之间。

第一半导体层10包括氮化物半导体。第一半导体层10是n型。第二半导体层20包括氮化物半导体。第二半导体层20是p型。

在此例中，在基底5上设有缓冲层6，并且在该缓冲层6上设有第一半导体层10、多层结构体40、发光单元30和第二半导体层20。

基底5例如包括蓝宝石基底（例如，c平面蓝宝石基底）。基底5例如可以包括Si、GaN、SiC、ZnO等的基底。