[发明专利]氮化物半导体紫外线发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及氮化物半导体紫外线发光元件，更具体地，涉及如下的氮化物半导体 紫外线发光元件：在n型半导体层的露出面形成能够提高与n电极的接触特性的n 电极形成层，从而能够改善电特性及光转换效率。

背景技术

AlGaNInN等之类的氮化物半导体具备直接迁移型的能带结构，通过Al、In及 Ga的组合，能够调节从0.66eV(InN)到6.2eV(AlN)的能带隙，从而可使用于具 备从红外线区域到紫外线区域的较宽的波长区域的发光元件。

作为氮化物系半导体的代表性的应用领域有全彩显示器、交通信号灯、一般照明 及光通信设备的光源，并以紫外线、白色发光元件(lightemittingdiodes)或激光二 极管(laserdiode)的形态来被应用。

这样的氮化物系发光元件包括位于n型及p型氮化物半导体层之间的多量子阱结 构的有源层，在上述有源层内的量子阱层，通过电子与空穴复合的原理产生光。

图1是用于说明以往的半导体发光元件的剖面图，参照图1，上述以往的半导体 发光元件包括：基板(10)、n型半导体层(100)、有源层(200)、间隔层(310)、 空穴注入层(320)、电子阻挡层(330)、p型半导体层(400)、p电极形成层(410a)、 n型金属层(115)、p型金属层(410b)、n电极(120)及p电极(420)。

这样的以往的发光元件在n型半导体层(100)与p型半导体层(400)之间包括 多量子阱结构的有源层(200)，来改善内部量子效率，并调节多量子阱结构内的InGaN 阱层的In含量或AlGaN阱层的Al含量而放出所希望的波长的光。

另外，电子阻挡层(330)位于p型半导体层(400)与有源层(200)之间而阻 挡电子的溢出，从而提高发光复合率。

另外，间隔层(310)形成在有源层(200)上，用作用于形成电子阻挡层(330) 的缓冲层。

另外，在形成于p电极形成层(410a)的上表面的p型金属层(410b)上形成有 p电极(420)，从而使电流均匀地分散在p型半导体层(400)内。

当向如上述的结构的半导体发光元件施加电流时，从n型半导体层(100)和p 型半导体层(400)分别提供电子和空穴，电子和空穴在有源层(200)复合而产生光。

此时，为了提高所生成的光的提取效率，应用倒装芯片结构，在该结构中将p 电极形成为较厚以使其反射光，使得向基板侧发出光。

特别是，在氮化物系紫外线发光元件的情况下，p型GaN层主要用作p电极形 成层，但由于吸收从有源层发生的紫外线的较多部分，因此应用倒装芯片结构。

在此，p电极形成层是为了完善因p型半导体层的较低的空穴浓度而导致难以实 现欧姆接触的缺点而插入的。

另外，在形成于n型AlGaN层上端的n电极的情况下，可获得与p电极不同的 欧姆特性，但因较高的Al成分比例，在表面容易形成氧化铝层。

例如，在形成于n-AlGaN上端的n电极的情况下，通常具备10^-3Ω/cm²水平的接 触电阻，而在n-GaN上端的n电极的情况下，因氧化铝层而具备10^-5Ω/cm²以下的接 触电阻。

因此，为了提高氮化物半导体系紫外线发光元件的电特性及光转换效率，需要具 有对以往的n电极特性进一步改善的特性的n电极形成技术。

韩国公开专利公报第10-2009-0067306号(2009.06.25.)

发明内容

技术课题

为了解决上述的以往技术中的问题点，本发明的目的在于提供一种氮化物半导体 紫外线发光元件，其在n型半导体层的露出面形成能够提高与n电极的接触特性的n 电极形成层，从而能够改善电特性及光转换效率。

解决课题的手段