[发明专利]半导体发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及使用了氮化物系的半导体的半导体激光器或者发光二极管等半导体发光元件。

背景技术

近年来，作为发光元件或者电子器件用的材料，正在广泛进行关于III-V族氮化物系化合物半导体的研究。此外，利用其特性，蓝光二极管或者绿光二极管以及作为下一代高密度光盘的光源的蓝紫色半导体激光器等已经实用化。

作为现有的半导体激光器，例如，有专利文献1或者专利文献2所公开的半导体激光器。

在专利文献1中，记载了如下氮化物半导体发光元件，该氮化物半导体发光元件具有：由含有铟(In)以及镓(Ca)的氮化物半导体构成的具有第一以及第二面活性层、与活性层的第一面接触并由In_xGa_1-xN(0≤x＜1)构成的n型氮化物半导体层、与活性层的第二面接触并由Al_yGa_1-yN(0＜y＜1)构成的p型氮化物半导体层。

在专利文献2中，记载了如下半导体发光元件，该半导体发光元件具有：由含有铟以及镓的第一氮化物系III-V族化合物半导体构成的活性层、与该活性层接触并由与第一氮化物系III-V族化合物不同的由含有铟以及镓的第二氮化物系III-V族化合物半导体构成的中间层、与该中间层接触并由含有铝(Al)以及镓的第三氮化物系III-V族化合物半导体构成的顶层。

专利文献1特许2780691号说明书

专利文献2特开2002-26139 5号公报

但是，在专利文献1的半导体激光器中，通电时的初始恶化率较大，随着时间的推移，工作电流渐渐增大。因此，存在难以长寿命化、很大程度上降低成品率的问题。

与此相对，在专利文献2中，提出了使InGaN等含有铟以及镓的氮化物系III-V族化合物半导体层介于活性层与顶层之间的结构。但是，只以该结构不能够得到充分长的寿命。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而进行的。即，本发明的目的在于提供一种初始恶化率较小、长寿命的半导体发光元件。

本发明的其他目的以及优点可从以下的记载中明确。

本发明的半导体发光元件具有：由氮化物系化合物半导体构成的n型覆盖层、形成在该n型覆盖层上并由氮化物系化合物构成的活性层、形成在该活性层上并由氮化物系化合物半导体构成的p型覆盖层，其特征在于：所述p型覆盖层含有镁作为杂质，在所述活性层与所述p型覆盖层之间，设置了由以In_xAl_yGa_1-x-yN(其中，x≥0、y≥0、x+y＜1)表示的氮化物系化合物半导体构成的n型防扩散层。

根据本发明，因为在活性层与p性覆盖层之间设置n型防扩散层，所以，可由p型覆盖层防止镁或者氢向活性层移动。因此，能够制作初始恶化率较小、长寿命的半导体发光元件。

附图说明

图1是实施方式1的半导体激光器元件的剖面图。

图2是表示对于实施方式1的半导体激光器元件进行通电试验后的结果的图。

图3是表示改变n型防扩散层的杂质的掺杂浓度对实施方式1的半导体激光器元件进行通电试验后的结果的图。

图4是表示改变n型防扩散层的膜厚对实施方式1的半导体激光器元件进行通电试验后的结果的图。

图5是实施方式1其他半导体激光器元件的剖面图。

图6是实施方式1其他半导体激光器元件的剖面图。

图7是实施方式2的半导体激光器元件的剖面图。

图8是表示实施方式1的半导体激光器元件的镁、氢以及硅的深度方向的浓度曲线结果的图。

具体实施方式

在氮化物系化合物半导体发光元件中，作为通电时的初始恶化率变大的原因，例如有作为p型半导体层中的掺杂剂的镁在工作中向活性层扩散。另一方面，在半导体发光元件的制造步骤中，使用含氢的化合物作为原料的情况下，在半导体层的内部残留氢。本发明考虑到该氢扩散到活性层也成为初始恶化率变大的原因，完成了本发明。

如上所述，在p型半导体层中，含有镁作为掺杂剂。此外，因为氢与镁结合，所以，在p型半导体层中，含有比n型半导体层中多的氢。因此，使初始恶化率增大的原因在从p型半导体层向活性层的氢与镁的扩散存在。

因此，在本发明中，在活性层与p型半导体层中间，更详细地说，在活性层与p型覆盖层之间设置由式(1)表示的化合物构成的n型防扩散层。作为在n型扩散层中掺杂的n型杂质，例如，硅(Si)、锗(Se)或者硫(S)等。