[发明专利]氮化物半导体发光元件和其形成方法

权利要求书

1.一种氮化物半导体发光器件，包括：

第一导电类型氮化镓基半导体区域；

第二导电类型氮化镓基半导体区域；以及

有源层，其设置在所述第一导电类型氮化镓基半导体区域和所述第二导电类型氮化镓基半导体区域之间以便发射波长在440到550nm范围内的光，

其中，所述有源层包括由六方晶系In_XGa_1-XN构成的阱层，其中，0.16≤X≤0.35，铟组分X为应变组分，

所述阱层的厚度D大于2.5nm，

所述阱层的厚度D为10nm以下，

所述铟组分X和所述厚度D满足X≥-0.1×D+0.6，

所述第一导电类型氮化镓基半导体区域、所述有源层以及所述第二导电类型氮化镓基半导体区域沿一预定轴方向设置，

所述六方晶系In_XGa_l-XN的a面沿所述预定轴方向对准，并且

还包括六方晶系Al_ZGa_1-ZN半导体构成的n型独立的衬底，其中，0≤Z≤1，

其中，在所述衬底的主表面上安置所述第一导电类型氮化镓基半导体区域、所述有源层以及所述第二导电类型氮化镓基半导体区域，并且

在所述衬底的背表面上形成n电极。

2.根据权利要求1所述的氮化物半导体发光器件，其中，

所述有源层包括由六方晶系In_YGa_1-YN构成的势垒层，其中，0≤Y≤0.05，Y为应变组分。

3.根据权利要求1所述的氮化物半导体发光器件，其中，

所述衬底的主表面偏离于所述a面一偏角θ，-2°≤θ≤+2°。 

4.根据权利要求1或3所述的氮化物半导体发光器件，其中，

所述衬底的穿透位错在c轴方向上延伸，以及

与所述衬底的c面相交的穿透位错的密度是1×10⁷cm^-2以下。

5.根据权利要求1或3所述的氮化物半导体发光器件，其中，

所述衬底包括第一区域和第二区域，在所述第一区域中，沿c轴方向延伸的穿透位错的密度大于第一穿透位错密度，在所述第二区域中，沿c轴方向延伸的穿透位错的密度小于第一穿透位错密度，以及

所述第二区域出现在所述衬底的主表面上。

6.根据权利要求5所述的氮化物半导体发光器件，其中，

在所述第二区域中的穿透位错密度小于1×10⁷cm^-2。

7.一种用于形成氮化物半导体发光器件的方法，包括：

准备由六方晶系Al_ZGa_1-ZN半导体构成的n型独立的衬底的步骤，0≤Z≤1；

在所述衬底的主表面上形成第一导电类型氮化镓基半导体膜的步骤；

在所述第一导电类型氮化镓基半导体膜上形成有源层的步骤，所述有源层发射波长在440到550nm范围内的光；

在所述有源层上形成第二导电类型氮化镓基半导体膜的步骤；以及

在所述衬底的背表面上形成n电极的步骤，

其中，在所述衬底的主表面上沿预定轴方向设置所述第一导电类型氮化镓基半导体膜、所述有源层以及所述第二导电类型氮化镓基半导体膜，

在所述形成有源层的步骤中，以第一温度生长由六方晶系In_XGa_1-XN构成的并且具有第一镓组分的第一半导体层，其中0.16≤X≤0.35，X为应变组分，

在所述形成有源层的步骤中，以第二温度生长由六方晶系 In_YGa_1-YN构成的并且具有第二镓组分的第二半导体层，其中0≤Y≤0.05，Y＜X，Y为应变组分，

所述第一镓组分低于所述第二镓组分，

所述第一温度低于所述第二温度，

所述第一温度和所述第二温度之间的差是105℃以上，以及

所述六方晶系In_XGa_1-XN的a面沿预定轴方向对准。