[发明专利]半导体发光元件及半导体发光元件的制造方法

说明书

半导体发光元件(1)具备基板(10)、配置在基板(10)的上方的n型包层(12)、配置在n型包层(12)的上方的活性层(14)和配置在活性层(14)的上方的p型包层(17)；活性层(14)具有阱层(14d)、配置在阱层(14d)的n型包层(12)侧的n侧第一势垒层(14a)和配置在阱层(14d)的p型包层(17)侧的p侧势垒层(14f)；p侧势垒层(14f)包含In；n侧第一势垒层(14a)的In组份比低于p侧势垒层(14f)的In组份比；n侧第一势垒层(14a)的带隙能量小于p侧势垒层(14f)的带隙能量。

技术领域

本发明涉及半导体发光元件，特别涉及具备具有量子阱构造的活性层的半导体发光元件。

背景技术

以往，激光被用于加工用途，需要高输出且高效率的激光源。作为这样的激光源而使用半导体激光元件等半导体发光元件。在加工用途中，特别是在焊接加工用途中，希望激光源的进一步的高输出化。

在专利文献1中记载了用来使半导体发光元件高输出化的技术的一例。在专利文献1中记载了以下技术：在具有量子阱构造的活性层中，使阱层中的重空穴(heavy hole)的第一量子能级与势垒层(barrier layer)的价带顶部的能级之间的能量差δEv较小，并且，使阱层中的电子的第一量子能级与势垒层的导带底部的能级之间的能量差δEc较大。在专利文献1所记载的半导体发光元件中，通过使能量差δEv较小，使空穴容易运动，从而提高空穴与电子的复合的概率，并且，通过使能量差δEc较大来抑制电子从阱层的溢出(即，泄漏)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-256659号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1所记载的半导体发光元件中，由于能量差δEc较大，所以为了将电子向阱层注入而需要的工作电压增大。随之，半导体发光元件的自发热增大，所以热饱和水平下降。

本发明用于解决这样的课题，目的在于提供能够在抑制工作电压的同时抑制电子从阱层的溢出的半导体发光元件等。

用来解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的半导体发光元件的一技术方案具备：基板；n型包层，配置在上述基板的上方；活性层，配置在上述n型包层的上方；以及p型包层，配置在上述活性层的上方；上述活性层具有：阱层；n侧第一势垒层，配置在上述阱层的上述n型包层侧；以及p侧势垒层，配置在上述阱层的上述p型包层侧；上述p侧势垒层包含In；上述n侧第一势垒层的In组份比低于上述p侧势垒层的In组份比；上述n侧第一势垒层的带隙能量比上述p侧势垒层的带隙能量小。

这样，使n侧第一势垒层的In组份比小于p侧势垒层的In组份比，并且使n侧第一势垒层的带隙小于p侧势垒层的带隙。由此，能够使p侧势垒层与n侧第一势垒层的导带势能的能量差ΔEc比p侧势垒层与n侧第一势垒层的价带势能的能量差ΔEv大。因而，能够抑制空穴的电传导所需要的电压的增大、即半导体发光元件的工作电压的增大，并且抑制电子从阱层的溢出。

此外，在本发明的半导体发光元件的一技术方案中，可以是，上述n侧第一势垒层的组份由Al_ybn1Ga_1-xbn1-ybn1In_xbn1As表示；上述p侧势垒层的组份由Al_ybp1Ga_1-xbp1-ybp1In_xbp1As表示；0≦ybn1≦1、0≦xbn11、0ybp11、0xbp11以及xbn1xbp1的关系成立。

通过采用具有这样的组份的n侧第一势垒层及p侧势垒层，能够使n侧第一势垒层的In组份比小于p侧势垒层的In组份比，并且使n侧第一势垒层的带隙比p侧势垒层的带隙小。