[发明专利]III族氮化物半导体发光元件无效

专利信息
申请号: 200880112206.6 申请日: 2008-08-28
公开(公告)号: CN101828276A 公开(公告)日: 2010-09-08
发明(设计)人: 菊池友;宇田川隆 申请(专利权)人: 昭和电工株式会社
主分类号: H01L33/00 分类号: H01L33/00
代理公司: 北京市中咨律师事务所 11247 代理人: 段承恩;陈海红
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: iii 氮化物 半导体 发光 元件
【说明书】:

技术领域

发明涉及具备基板和设置于该基板的表面上的具有由III族氮化物半 导体材料形成的势垒层和由含铟的III族氮化物半导体形成的阱层的多量子 阱结构的发光层的III族氮化物半导体发光元件。

背景技术

以往,氮化镓铟混晶(GaXIn1-XN:0<X<1)等的III族氮化物半导体 材料一直被用于构成射出蓝色或绿色等的短波长光的发光二极管(英文简 称:LED)和/或激光二极管(英文简称:LD)的发光层(例如参照日本 特公昭55-3834号公报)。

另外,氮化铝镓(组成式为AlXGa1-XN:0≤X≤1)被用作为用于构成近 紫外或紫外LED的量子阱结构的发光层的材料(例如参照日本特开 2001-60719号公报)。

以III族氮化物半导体层为发光层的III族氮化物半导体LED,正被用于 与具有由III族氮化物以外的例如III-V族化合物半导体层构成的发光层的 LED组合而构成多色发光LED。例如,使以铟(In)组分(=1-X)不同 的GaXIn1-XN层为发光层的蓝色和绿色LED和以砷化铝镓混晶(AlGaAs) 为发光层的红色LED集合,制作了射出R(红色)G(绿色)B(蓝色) 各色、或使这些色混色而射出白色光的发光元件(例如参照日本特开平 07-335942号公报)。

另外,现有的白色LED的另外一种是采用在唯一的基板上分别设置 放射存在补色关系的颜色的光的发光层的技术手段的2波长发光型LED。 例如是:通过在同一基板上分别形成射出蓝色光的由GaXIn1-XN(0≤X≤1) 阱层数为5的多量子阱结构构成的发光层、和射出黄色光的以 AlInP/AlGaInP的对数为10的多层叠层结构的发光层,并使从该各个发光 层射出的不同的2波长的2色(例如蓝色和黄色)混色,由此形成的2波 长发光白色LED(例如参照日本特开2001-257379号公报)。

可是,为构成现有的射出波长不同的多个发光(多波长发光)的LED, 必需分别个别地设置适于放射各色的由III-V族化合物半导体材料形成的 发光层。例如,为制作射出RGB的各色的LED,如上述那样,必需由不 同的III-V族半导体材料构成放射R(红色)、G(绿色)或B(蓝色)的发 光层。即,并不是能够采用由III族氮化物半导体层单独构成的唯一的发光 层来制作简便地呈现多波长发光的LED。

本发明鉴于上述情况而完成,其目的在于提供采用由III族氮化物半导 体层单独构成的唯一的发光层,在简单的构成下能够简便地射出多波长光 的III族氮化物半导体发光元件。

发明内容

为了达到上述目的,(1)第1发明涉及一种III族氮化物半导体发光元 件,其具有基板和设置于该基板的表面上的具有由III族氮化物半导体形成 的势垒层和由含铟的III族氮化物半导体形成的阱层的多量子阱结构的发光 层,该发光元件的特征在于,上述多量子阱结构的发光层是层叠多个重层 部而构成的,所述重层部是具有1个由阱层和势垒层构成的单元重层部分 而构成的,或者是使2个以上的该单元重层部分层叠而构成的,在上述重 层部的单元重层部分为2个以上的情况下,其阱层彼此以及势垒层彼此的 层厚和组成分别相同,上述重层部彼此的单元重层部分的势垒层的层厚相 互不同。

(2)第2发明为:在上述的(1)项所述的发明的构成基础上,在上 述发光层之中,相比于具有层厚最大的势垒层的单元重层部分的叠层数, 使具有更薄的层厚的势垒层的单元重层部分的叠层数的总和更多。

(3)第3发明为:在上述的(1)项或(2)项所述的发明的构成基础 上,上述重层部彼此的单元重层部分的阱层,其层厚或组成的至少任一方 相互不同。

(4)第4发明为:在上述的(1)项~(3)项的任一项所述的发明的 构成基础上,上述发光层是从基板的表面侧朝向取出来自发光层的发光的 方向,依次排列有发出更短的波长的光的重层部的发光层。

(5)第5发明为:在上述的(4)项所述的发明的构成基础上,上述 发光层是从基板的表面侧朝向取出来自发光层的发光的方向,依次排列有 具有更薄的层厚的阱层的重层部的发光层。

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