[发明专利]半导体发光器件及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2010年9月8日、申请号为201010275579.4、发明名称为“半导体发光器件及其制造方法”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请基于在2010年3月8日提交的在先的日本专利申请2010-050391并要求其优先权；并将其全部内容通过引用并入到这里。

技术领域

这里说明的实施例一般而言涉及半导体发光器件及其制造方法。

背景技术

诸如氮化镓(GaN)的III-V族氮化物化合物半导体具有宽带隙。利用该特征，可以将其应用于发射紫外光到蓝/绿光的具有高亮度的发光二极管(LED)以及发射蓝紫光到蓝光的激光二极管(LD)。

这些发光器件具有以下结构。例如，在蓝宝石衬底上，依次层叠n型半导体层、包括量子阱层和势垒层的发光层、以及p型半导体层。

在这样的半导体发光器件中，存在同时实现低驱动电压和高发光效率的需求。

通过减薄势垒层，驱动电压倾向于降低。然而，减薄势垒层导致结晶性劣化，这降低了发光效率。另一方面，量子阱由例如InGaN构成。这里，不均匀的In组成比和晶格常数差异会在量子阱层中引起晶格应变。结果，在晶体中产生缺陷。此外，由应变诱发的压电场会调制有源层的带结构并降低发光效率。

为了提高光发射输出功率、降低正向电压、并改善静电击穿电压，在JP-3424629中描述了一种氮化物半导体器件。该氮化物半导体器件包括位于n型氮化物半导体层与p型氮化物半导体层之间的有源层。n型氮化物半导体层包括n型接触层和具有超晶格结构的n型多膜层。此外，在n型接触层与n型多膜层之间插入具有100埃或更大的膜厚度的未掺杂的GaN层。然而，虽然存在这样的常规技术，但仍存在为实现低驱动电压和高发光效率而进行改进的空间。

发明内容

总体而言，根据一个实施例，一种半导体发光器件包括包含氮化物半导体的n型半导体层、包含氮化物半导体的p型半导体层、发光部、以及层叠体。所述发光部被设置在所述n型半导体层与所述p型半导体层之间并包括势垒层和阱层。所述势垒层包含In_bGa_1-bN(0≤b<1)并具有层厚度t_b(纳米)。所述阱层与所述势垒层层叠，包含In_wGa_1-wN(0<w<1，b<w)并具有层厚度t_w(纳米)。所述层叠体被设置在所述发光部与所述n型半导体层之间并包括第一层和第二层。所述第一层包含In_xGa_1-xN(0≤x<1)并具有层厚度t_x(纳米)。所述第二层与所述第一层层叠，包含In_yGa_1-yN(0<y<1，x<y<w)并具有层厚度t_y(纳米)。所述层叠体的平均In组成比高于所述发光部的平均In组成比的0.4倍，假设所述发光部的所述平均In组成比为(w×t_w+b×t_b)/(t_w+t_b)，所述层叠体的所述平均In组成比为(x×t_x+y×t_y)/(t_x+t_y)。所述势垒层的所述层厚度t_b为10nm或更小。