專利名稱：半導體發(fā)光元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及半導體發(fā)光元件。
背景技術：
發(fā)光二極管(LED)、半導體激光器(LD)等的半導體發(fā)光元件兼?zhèn)湫⌒突?、重量輕、低耗電、高可靠性等特征，廣泛用于顯示用光源、通信用光源等各種用途。其開發(fā)向高亮度化發(fā)展，則作為室外的顯示器、通信光源等的應用范圍也擴大.作為實用化的可見光LED材料，可舉出AlGaAs、GaAlP、GaP、InGaAlP等各種化合物半導體。其發(fā)光色為紅色、橙色、黃色、綠色等各種，以低成本提供。近年來，使用GaN系材料的藍色發(fā)光LED也被開發(fā)，實現(xiàn)了紅色、綠色、藍色的三原色的LED。
上述材料中，InGaAlP系材料具有對應于從紅色到綠色的光波長的直接遷移型的帶結構。因此，作為在紅色到綠色中得到高的內(nèi)部量子效率的LED材料開發(fā)出來。圖9是例示原有的InGaAlP系半導體發(fā)光元件的主要結構的截面簡圖。該圖所示的半導體發(fā)光元件是在n型GaAs襯底601上依次層疊n型InAlP包層602、InGaAlP活性層603、p型InAlP包層604、p型GaAlAs電流擴散層605而形成。并且，電流擴散層605上形成p側電極606，襯底601的里面?zhèn)刃纬蒼側電極607。作為該材料的結晶生長方法，使用在組成和膜厚的控制性方面優(yōu)越的金屬有機氣相化學生長法(MOCVD)或分子束外延(MBE)法。該結晶生長中，使用與InGaAlP活性層603晶格匹配的GaAs襯底601。
但是圖9的已有InGaAlP系半導體發(fā)光元件中，該GaAs襯底601對于來自活性層603的光是不透明的。因此，圖9的元件中，存在光取出效率不十分高的問題。
作為提高光取出效率的方法，提出去除吸收來自活性層603的光的GaAs襯底601，粘結對于來自活性層603的光透明的GaP襯底的方法。該方法中，吸收來自活性層603的光的GaAs襯底601沒有了，大大提高光取出效率，用迄今的InGaAlP系半導體發(fā)光元件得到最高的光輸出。但是為制作該結構，需要慎重處理去除GaAs襯底601后薄的外延層602～605的技術和在該外延層602～605上貼和GaP襯底的技術。因此，出現(xiàn)制造工序復雜，成本提高的問題。
作為提高光取出效率的其他方法，還提出在活性層603上形成厚的結晶層的方法。但是，用上述的MOCVD法和MBE法使的長大厚的結晶層是困難的，該方法并非有效的。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種半導體發(fā)光元件，包括活性層(通過注入電流產(chǎn)生第一發(fā)光)；吸收發(fā)光部(吸收所述第一發(fā)光的一部分、產(chǎn)生中心波長比所述第一發(fā)光的長的第二發(fā)光)。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，還提供一種半導體發(fā)光元件，包括GaAs襯底(對于波長λ的光不透明)；吸收發(fā)光部，(在所述GaAs襯底上形成，與所述GaAs襯底晶格匹配的半導體構成。交替重疊第一層和第二層而形成。所述第一層的折射率為n1，膜厚為λ/4n1。所述第二層的折射率為n2(n2＜n1)，膜厚為λ/4n2，帶隙比所述第一層寬。)；第一導電型包層(在所述吸收發(fā)光部上形成。由與所述GaAs襯底晶格匹配的半導體構成。)；活性層(在所述第一導電型包層上形成。由與所述GaAs襯底晶格匹配的半導體構成。通過注入電流發(fā)射中心波長為λ的第一光。帶隙比所述吸收發(fā)光部的所述第一層寬、比所述第一導電型包層窄。)；所述吸收發(fā)光部吸收來自所述活性層的所述第一光的一部分，從所述第一層發(fā)射比所述第一光的中心波長長的第二光；所述吸收發(fā)光部反射來自所述活性層的所述第一光的剩余部分；及第二導電型包層(在所述活性層上形成。由與所述GaAs襯底晶格匹配的半導體構成。帶隙比所述活性層大。)。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，又提供一種半導體發(fā)光元件，包括襯底(由藍寶石(sapphire)、GaN、SiC之一構成)；吸收發(fā)光部，(在所述襯底上形成，由氮化硅系化合物半導體構成。交替重疊第一層和第二層而形成。所述第一層的折射率為n1，膜厚為λ/4n1。所述第二層的折射率為n2(n2＜n1)，膜厚為λ/4n2，帶隙比所述第一層寬。)；第一導電型包層(在所述吸收發(fā)光部上形成。由氮化硅系半導體構成。)；活性層(在所述第一導電型包層上形成。由氧化硅系半導體構成。通過注入電流發(fā)射中心波長為λ的第一光。帶隙比所述吸收發(fā)光部的所述第一層大、比所述第一導電型包層小。)；所述吸收發(fā)光部吸收來自所述活性層的所述第一光的一部分，從所述第一層發(fā)射比所述第一光的中心波長長的第二光；所述吸收發(fā)光部反射來自所述活性層的所述第一光的剩余部分；及第二導電型包層(在所述活性層上形成。由氮化硅系半導體構成。帶隙比所述活性層大。)。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，再提供一種半導體發(fā)光元件，包括襯底(由Si、GaAs之一構成，對于波長λ的光不透明)；吸收發(fā)光部，(在所述襯底上形成，由氮化硅系化合物半導體構成。交替重疊第一層和第二層而形成。所述第一層的折射率為n1，膜厚為λ/4n1。所述第二層的折射率為n2(n2＜n1)，膜厚為λ/4n2，帶隙比所述第一層寬。)；第一導電型包層(在所述吸收發(fā)光部上形成。由氮化硅系半導體構成。)；活性層(在所述第一導電型包層上形成。由氮化硅系半導體構成。通過注入電流發(fā)射中心波長為λ的第一光。帶隙比所述吸收發(fā)光部的所述第一層大、比所述第一導電型包層小。)；所述吸收發(fā)光部吸收來自所述活性層的所述第一光的一部分，從所述第一層發(fā)射比所述第一光的中心波長長的第二光；所述吸收發(fā)光部反射來自所述活性層的所述第一光的剩余部分；及第二導電型包層(在所述活性層上形成。由氮化硅系半導體構成。帶隙比所述活性層大。)。
附圖簡要說明圖1(a)和1(b)是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的半導體發(fā)光元件的橫截面簡圖；圖2A～2I是例示出在本發(fā)明的第一實施例的半導體發(fā)光元件中得到的發(fā)光光譜的圖；圖3是例示本發(fā)明的第二實施例的半導體發(fā)光元件的吸收發(fā)光部M的截面結構的概念圖；圖4是表示作為本發(fā)明的第一例的半導體發(fā)光元件的橫截面簡圖；圖5是表示多層膜102對波長625nm的光的反射率特性的曲線圖；圖6是表示作為本發(fā)明的第二例的半導體發(fā)光元件的橫截面簡圖；圖7是表示作為本發(fā)明的第三例的半導體發(fā)光元件的橫截面簡圖；圖8是表示作為本發(fā)明的第四例的半導體發(fā)光元件的橫截面簡圖；圖9是例示已有的InGaAlP系半導體發(fā)光元件的主要結構的截面簡圖；實施發(fā)明的具體方法下面參考


本發(fā)明的實施例的半導體發(fā)光元件。從圖1可知，本實施例的半導體發(fā)光元件的特征之一是，設置吸收來自活性層A的第一發(fā)光L1的光的一部分并再發(fā)出第二發(fā)光L2的吸收發(fā)光部M。以下，首先用實施例說明半導體發(fā)光元件的基本結構，然后說明使用該元件的具體實施例子。
(第一實施例)下面參考圖1(a)～1(b)、圖2A～2I說明本發(fā)明的第一實施例的半導體發(fā)光元件。下面，首先參考圖1(a)～1(b)說明元件的基本結構，接著參考圖2A～2I說明來自活性層A的第一發(fā)光L1的波長和來自吸收發(fā)光部M的第二發(fā)光L2的波長的關系。
首先，說明第一實施例的半導體發(fā)光元件的基本結構。圖1(a)是表示本發(fā)明的實施例的半導體發(fā)光元件的基本結構的概念圖。半導體發(fā)光元件E具有活性層A和吸收發(fā)光部M?；钚詫覣通過電流注入發(fā)射波長λ的第一發(fā)光L1。吸收發(fā)光部M吸收從活性層A發(fā)射的上述第一發(fā)光L1的一部分，激勵載流子，通過載流子的再結合發(fā)射出波長比第一發(fā)光L1長的第二發(fā)光L2。該吸收發(fā)光部M反射上述第一發(fā)光L1的剩余部分，作為反射光L1’向圖中上側反射。之后，從圖中上側取出該反射光L1’和第一發(fā)光L1以及第二發(fā)光L2的混合光。
圖1(b)是表示吸收發(fā)光部M的截面結構的一部分的概念圖。在吸收發(fā)光部M，交互層疊吸收發(fā)光層(第一半導體層)M1和半導體層(第二半導體層)M2。半導體層M2具有比吸收發(fā)光層M1寬的帶隙。通過吸收來自活性層A的第一發(fā)光L1激勵的載流子封閉到帶隙窄的吸收發(fā)光層M1中。之后，在吸收發(fā)光層M1產(chǎn)生載流子的再結合。結果在吸收發(fā)光層M1產(chǎn)生第二發(fā)光L2。這里，若把吸收發(fā)光層M1的載流子濃度設定的高，則提高發(fā)光L2的發(fā)光效率，提高元件的量子效率。吸收發(fā)光層M1的折射率n1和半導體層M2的折射率n2不同。并且，吸收發(fā)光層M1的膜厚為λ/4n1、半導體層M2的膜厚為λ/4n2。設定到這種膜厚，吸收發(fā)光部M用作黑(black)反射鏡。這樣，用吸收發(fā)光部吸收第一發(fā)光L1的一部分，由吸收發(fā)光部M反射第一發(fā)光L1的剩余部分。
接著，參考圖2A～2I說明活性層A和吸收發(fā)光層M1的發(fā)光波長的關系。圖2A～2I是例示本發(fā)明的半導體發(fā)光元件得到的發(fā)光光譜的圖。該圖中活性層A為In0.5(Ga0.9Al0.1)0.5P、吸收發(fā)光層M1為In0.5(Ga1-xAlx)0.5P。此時，來自活性層A的第一發(fā)光L1的中心波長約為625nm，其半值寬約17nm。來自吸收發(fā)光層M1的第二發(fā)光L2的波長根據(jù)Al組成x變化。從下面說明可知，本實施例中，最好使用圖2B～圖2E的光譜。
圖2A表示吸收發(fā)光層M1的Al組成為0.1的情況，即吸收發(fā)光層與活性層A相同的情況。縱軸表示任意發(fā)光強度、橫軸表示發(fā)光波長。2個虛線中峰值強度強、波長長的是來自活性層A的第一發(fā)光L1的光譜，峰值強度弱、波長短的是來自吸收發(fā)光層M1的第二發(fā)光L2的光譜。實線表示該第一發(fā)光L1和第二發(fā)光L2的混合光L的光譜。從圖2A可知，吸收發(fā)光層M1與活性層A組成相同的情況下，這些發(fā)光波長大致相同，光譜重疊。此時，來自吸收發(fā)光層M1的第二發(fā)光L2由活性層A吸收，因此發(fā)光元件的發(fā)光效率降低。即，得到的混合光L的光譜是單峰性，但由于活性層A的光吸收，使得積分強度也小。
圖2B表示吸收發(fā)光層的Al組成x為0.05的情況。此時，來自吸收發(fā)光層M1的Al組成x變得比活性層的Al組成低。來自吸收發(fā)光層M1的第二發(fā)光L2的波長比來自活性層A的第一發(fā)光L1的波長長約10nm。圖2B中，來自吸收發(fā)光層M1的第二發(fā)光L2對于活性層A透明。由此，與圖2A的情況相比，混合光L的積分強度增大。因此對元件外部的取出效率增高，外部量子效率提高。圖2B中，混合光L的光譜維持單峰性。
圖2C表示吸收發(fā)光層的Al組成x為0.04的情況。此時，來自吸收發(fā)光層M1的第二發(fā)光L2的波長比來自活性層A的第一發(fā)光L1的波長長約12nm。圖2C中，與圖2B相比，第一發(fā)光L1的峰和第二發(fā)光L2的峰偏離，但混合光L的光譜維持單峰性。
圖2D表示Al組成x為0.035的情況。此時，來自吸收發(fā)光層M1的第二發(fā)光L2的波長比來自活性層A的第一發(fā)光L1的波長長約13nm。此時混合光L的光譜也維持單峰性。
圖2E表示吸Al組成x為0.030的情況。此時，來自吸收發(fā)光層M1的第二發(fā)光L2的波長比來自活性層A的第一發(fā)光L1的波長長約14nm。圖2E中，混合光L的光譜的一部分與x軸維持水平。本說明書中，直到該圖2E的狀態(tài)，都定義為混合光L的光譜維持單峰性。
圖2F表示Al組成x為0.025的情況。此時，來自吸收發(fā)光層M1的第二發(fā)光L2的波長比來自活性層A的第一發(fā)光L1的波長長約15nm。即第一發(fā)光L1的中心波長和第二發(fā)光L2的中心波長之差為第一發(fā)光L1的光譜的半值寬約17nm的約0.9倍以下。圖2F中，混合光L的光譜的強度從短波長側開始慢慢增加，在約625nm處成為第一個峰值后，單調(diào)減少。之后，該強度再度上升，在約640nm處成為第二個峰值后，再度慢慢減少。本說明書中，該圖2F的狀態(tài)定義為混合光L的光譜具有雙方向性的峰。這種峰的情況下，混合光L的單色性降低。
圖2G表示Al組成x為0.020的情況。此時，來自吸收發(fā)光層M1的第二發(fā)光L2的波長比來自活性層A的第一發(fā)光L1的波長長約16nm。圖2G中，與圖2E相比，第一發(fā)光L1的峰和第二發(fā)光L2的峰偏離，混合光L的峰為雙方向性。
圖2H表示Al組成x為0.010的情況。此時，來自吸收發(fā)光層M1的第二發(fā)光L2的波長比來自活性層A的第一發(fā)光L1的波長長約18nm。這樣，第一發(fā)光L1的中心波長和第二發(fā)光L2的中心波長之差比第一發(fā)光L1的光譜的半值寬約17nm還大時，第一發(fā)光L1的峰值強度和混合光L的峰值強度大致相同。即，即使施加第二發(fā)光L2，第一發(fā)光L1的峰值強度基本不增強。之后，單色性再次降低。
圖2I表示Al組成x為0的情況。此時，來自吸收發(fā)光層M1的第二發(fā)光L2的波長比來自活性層A的第一發(fā)光L1的波長長約20nm。圖2H中，混合光L的峰也為雙方向性。
如上那樣，活性層A和吸收發(fā)光層M1的Al組成x的差為0.07以下時，即，圖2A～圖2E的情況下，混合光L的光譜維持單峰性。但是組成x的差為0.075以上時，即圖2F～圖2I的情況下，混合光L的光譜為雙方向性。這樣，峰為雙峰性時，單色性降低。還有，第一發(fā)光L1的中心波長和第二發(fā)光L2的中心波長之差為第一發(fā)光L1的光譜的半值寬的約0.9倍以上時，單色性降低。如上所述，與吸收發(fā)光層M1的Al組成x和活性層A的Al組成相同時(圖2A)時相比，吸收發(fā)光層M1的Al組成x低于活性層A的Al組成時(圖2B～圖2E)，使混合光L的積分強度增大。即，把第二發(fā)光L2的中心波長設置成比第一發(fā)光L1的中心波長長時，混合光L的積分強度增大。因此，本實施例中，最好使用圖2B～圖2E所示的光譜。這樣，得到光取出效率增高并且單色性優(yōu)越的元件。
以上說明的圖1的半導體發(fā)光元件中，設置吸收發(fā)光部M，該吸收發(fā)光部M吸收來自活性層A的第一發(fā)光L1的一部分，并再次發(fā)出第二發(fā)光L2，因此，可增加從圖中上側取得的光。圖1的半導體發(fā)光元件中，上述的第二發(fā)光L2的中心波長比來自活性層A的第一發(fā)光L1的中心波長長，因此可增加從圖中上側取得的光。圖1的半導體發(fā)光元件中，設置吸收發(fā)光部M，該吸收發(fā)光部M反射來自活性層A的第一發(fā)光L1，因此，通過反射光L1’可再次增加從圖中上側取得的光。由此，圖1的半導體發(fā)光元件中，可提高光取出效率。
圖1的半導體發(fā)光元件中，第一發(fā)光L1的中心波長和第二發(fā)光L2的中心波長之差在其混合光的光譜不喪失單峰性的范圍內(nèi)(圖2B～圖2E)，可得到單色性優(yōu)越的元件?；蛘?，圖1的半導體發(fā)光元件中，第一發(fā)光L1的中心波長和第二發(fā)光L2的中心波長之差在小于第一發(fā)光L1的光譜的半值寬的約0.9倍以下的范圍內(nèi)(圖2B～圖2E)，可得到單色性優(yōu)越的元件。
以上說明的圖1的半導體發(fā)光元件中，吸收發(fā)光部M是層疊多個半導體層形成的，但其也可由一種半導體層構成的單層來構成。
圖1的半導體發(fā)光元件中，以活性層A為In0.5(Ga0.9Al0.1)0.5P、吸收發(fā)光層M1為In0.5(Ga1-xAlx)0.5P、活性層A的發(fā)光波長為625nm的例子說明，但本發(fā)明不限于這樣材料系列、波長帶。
(第二實施例)從圖3可知，第二實施例的半導體發(fā)光元件與第一實施例的不同之處是將吸收發(fā)光部M的吸收發(fā)光層M1分為第一吸收發(fā)光層M1A和第二吸收發(fā)光層M1B。這樣，可在提高吸收發(fā)光部M的發(fā)光效率。吸收發(fā)光部M以外的結構與第一實施例相同，其詳細說明省略。
圖3是例示本發(fā)明的第二實施例的半導體發(fā)光元件的吸收發(fā)光部M的截面結構的概念圖。吸收發(fā)光部M具有交替層疊第一吸收發(fā)光層M1A、第二吸收發(fā)光層M1B和半導體層M2的結構。這里，第一吸收發(fā)光層M1A具有輔助第二吸收發(fā)光層M1B的薄膜化的作用。舉出具體例子如下。
第一吸收發(fā)光層M1A(高折射率層1)In0.5(Ga0.5Al0.5)0.5P第二吸收發(fā)光層M1B(高折射率層2)In0.5(Ga0.95Al0.05)0.5P半導體層M2(低折射率層)In0.5Al0.5P活性層AIn0.5(Ga0.9Al0.1)0.5P這里，半導體層M2用作低折射率層，第一吸收發(fā)光層M1A和第二吸收發(fā)光層M1B用作高折射率層。即，構成黑反射鏡的高折射率層通過層M1A和層M1B的組合來構成。構成高折射率層的層M1A和層M1B的合計膜厚如前所述為λ/4n。例如，可把各個層厚設定到λ/(8n)。
圖3的結構中，可減薄第二吸收發(fā)光層M2的層厚，提高第二吸收發(fā)光層M2載流子密度，來自第二吸收發(fā)光層的第二發(fā)光L2的發(fā)光效率可進一步提高。
下面，以特定例子方式對上述實施例作出詳細說明。下面第一和第二實施例中，對于InGaAlP系半導體發(fā)光元件作說明，在第三和第四實施例中，對于氮化硅系半導體發(fā)光元件作說明。
(第一例)首先作為本發(fā)明的第一實施例，說明采用本發(fā)明的InGaAlP系LED。圖4是表示第一實施例的半導體發(fā)光元件的主要結構的截面簡圖。該圖所示的本發(fā)明的半導體發(fā)光元件具有在n型GaAs襯底101上依次層疊多層膜(吸收發(fā)光部)102、膜厚1μm的n型InAlP包層103、膜厚0.1μm的未摻雜In0.5(Ga0.9Al0.1)0.5P活性層104、膜厚1μm的p型InAlP包層105、膜厚5μm的p型GaAlAs電流擴散層106的結構。之后，在電流擴散層106上形成p側電極107、在襯底101的里面?zhèn)刃纬蒼側電極108。通過從該電極107、108注入的電流，活性層104發(fā)射波長λ的第一發(fā)光L1。本實施例中，該λ約為625nm，為紅色發(fā)光。針對該第一發(fā)光L1，n型GaAs襯底101不透明。因此，來自活性層104的第一發(fā)光L1從圖中上側取出。形成在n型GaAs襯底101上的多層膜102是交替層疊30對n型In0.5(Ga0.95Al0.05)0.5P層(第一層)102A和n型InAlP層(第二層)102B構成的。第一層102A和第二層102B的帶隙不同，第二層102B比第一層102A帶隙寬。第一層102A的折射率n1和第二層102B的折射率n2不同，第二層102B的折射率n2小于第一層102A的折射率n1。第一層102A的膜厚為λ/4n1，即約43nm。第二層102B的膜厚為λ/4n2，即約51nm。這樣設定第一層102A和第二層102B的膜厚時，多層膜102對于來自活性層104的波長λ的第一發(fā)光L1有高的反射率。這里，第一層102A為n型，載流子密度高至1×1018cm-3。該多層膜102上形成的n型InAlP包層103比活性層104帶隙寬，將載流子封閉到活性層104中。n型InAlP包層103上形成的In0.5(Ga0.9Al0.1)0.5P活性層104的帶隙比上述多層膜102的第一層102A寬。因此，來自活性層104的第一發(fā)光L1的一部分由多層膜102吸收。多層膜102吸收該第一發(fā)光L1的一部分后，從第一層102A發(fā)射出波長比第一發(fā)光L1長的第二發(fā)光L2。該多層膜102將來自活性層104的第一發(fā)光L1的剩余部分反射到圖中上側，作為反射光L1’。上述的第一發(fā)光L1的中心波長和第二發(fā)光L2的中心波長之差如圖2B所示在其混合光的發(fā)光光譜不喪失單峰性的范圍內(nèi)。上述的第一發(fā)光L1的中心波長和第二發(fā)光L2的中心波長之差如圖2B所示在第一發(fā)光L1的光譜的半值寬的0.9倍以下的范圍內(nèi)?；钚詫?04上形成的p型InAlP包層105帶隙大于活性層104，將載流子封閉到活性層104中。
接著，說明圖4的半導體發(fā)光元件的制造方法。圖4的半導體發(fā)光元件的InAlP/InGaAlP多層膜102、n型InAlP包層103、InGaP活性層104、p型InAlP包層105和p型GaAlAs電流擴散層106全部晶格匹配GaAs襯底101長大。作為形成本元件的結晶生長法，可使用MOCVD法。此時，作為生長原料，可使用例如三甲基鎵、三乙基鎵作為Ga源、使用例如三甲基銦、三乙基銦作為In源、使用例如三甲基鋁、三乙基鋁作為Al源、使用例如三甲基磷、三乙基磷作為P源等。作為n型或p型的雜質(摻雜物)可使用甲硅烷、二甲基鋅等。其生長順序簡要如下。首先，用有機溶劑和硫酸系蝕刻劑清洗GaAs襯底101，移到MOCVD爐中。接著，加熱襯底到730℃左右，供給P原料和適當?shù)腎II族原料來依次生長出n型InAlP/n型InGaAlP多層膜102、n型InAlP包層103、未摻雜InGaP活性層104、p型InAlP包層105和p型GaAlAs電流擴散層106。這樣，圖4的半導體發(fā)光元件中，在GaAs襯底101上通過1次的結晶生長連續(xù)形成各層。之后，形成電極107、108，形成圖4的元件。
以上說明的圖4的半導體發(fā)光元件中，由于設置多層膜102，可提高光取出效率。即，圖4的半導體發(fā)光元件中，從活性層104向襯底側發(fā)射的第一發(fā)光L1由多層膜102反射吸收。之后，從元件的圖中上側開始出現(xiàn)來自活性層104的第一發(fā)光L1、來自多層膜102的反射光L1’和多層膜102吸收后發(fā)射的第二發(fā)光L2。這樣，圖4的半導體發(fā)光元件中，從圖中上側取出的光增多，因此可提高光取出效率。針對此，圖8所示的已有的半導體發(fā)光元件中，從活性層503向圖中下側發(fā)射的光由GaAs襯底吸收，因此光取出效率降低。
圖4的半導體發(fā)光元件中，如圖2B所示，來自吸收發(fā)光層102A的第二發(fā)光L2的波長比來自活性層104的第一發(fā)光L1的波長長。因此，圖4的元件中，可再提高光取出效率。即，圖4的半導體發(fā)光元件中，吸收發(fā)光層102A的帶隙比活性層104低，來自吸收發(fā)光層102A的第二發(fā)光L2對于活性層204透明。因此，向元件外部的讀出效率提高。即，第一發(fā)光L1和第二發(fā)光L2的混合光的積分強度增大，外部量子效率提高。
圖4的半導體發(fā)光元件中，由于第一層102A的載流子密度高至1×1018cm-3，可再提高來自吸收發(fā)光層102的第二發(fā)光L2的強度。因此，圖4的元件中，進一步提高光取出效率。
圖4的半導體發(fā)光元件中，如圖2B所示，上述第一發(fā)光L1的中心波長和第二發(fā)光L2的中心波長之差在其混合光的光譜不喪失單峰性的范圍內(nèi)，因此可維持單峰性。圖4的半導體發(fā)光元件中，第一發(fā)光L1的中心波長和第二發(fā)光L2的中心波長之差在第一發(fā)光L1的光譜的半值寬的約0.9倍以下的范圍內(nèi)，因此可維持單峰性。
圖4的半導體發(fā)光元件中，如制造方法說明的那樣，外延生長層102～106在襯底101上連續(xù)生長。因此，即使增大多層膜102，制造時間、成品率、生產(chǎn)率基本不降低。
這樣，圖4的半導體發(fā)光元件中，不降低制造時間、成品率、生產(chǎn)率等，可提高光取出效率。
以上說明的圖4的半導體發(fā)光元件的工作電流20mA的發(fā)光強度在安裝在發(fā)射角為10℃的組件的狀態(tài)下為8cd(坎德拉)。這與圖8所示的已有結構的發(fā)光元件的大約3倍的光輸出相當。
接著，討論圖4的半導體發(fā)光元件的多層膜102的層疊數(shù)。即，圖4的元件的多層膜中層疊了30對的第一層102A和第二層102B，但其他數(shù)目也可以，因此對其范圍進行討論。
圖5是表示交互層疊、In0.5(Ga0.9Al0.1)0.5P層和InAlP層的多層膜對波長625nm的光的反射率特性的曲線圖。橫軸表示多層膜的對數(shù)，縱軸表示多層膜的反射率。這里，波長625nm的光如前所述與活性層104的代表性發(fā)光波長對應。從圖5可知，隨著對數(shù)增加反射率增大，從20對開始看到其飽和傾向。從該圖看，為提高多層膜的反射率，可將對數(shù)設置在20對以上。即使將多層膜的對數(shù)設定到40對以上，制造工序變復雜了，但反射率幾乎不增大。因此，多層膜的對數(shù)在20對以上40對以下，更好是30對左右。
以上說明的圖4的半導體發(fā)光元件中，多層膜102是層疊In0.5(Ga0.95Al0.05)0.5P層102A和InAlP層102B的多層膜，但也可以將其他組成的InGaAlP層102A作為In0.5(Ga0.95Al0.05)0.5P層102A?；钚詫?04可采用不同組成的其它InGaAlP層104A，也可替換發(fā)光波長。這樣，通過更替發(fā)光波長，可得到紅色發(fā)光、橙色發(fā)光、黃色發(fā)光、綠色發(fā)光的各色發(fā)光。但是，來自活性層104的第一發(fā)光L1的中心波長和來自InGaAlP層102A的第二發(fā)光L2的中心波長之差如圖2B～2E所示在其混合光的發(fā)光光譜不喪失單峰性的范圍內(nèi)為好?；蛘撸瑏碜曰钚詫?04的第一發(fā)光L1的中心波長和來自InGaAlP層102A的第二發(fā)光L2的中心波長之差在第一發(fā)光L1的光譜的半值寬的0.9倍以下的范圍內(nèi)較好。
圖4的半導體發(fā)光元件中，如圖3所說明的那樣，In0.5(Ga0.95Al0.05)0.5P層102A可采用不同組成的2個InGaAlP層。此時，2個層的膜厚分別為λ/8n。
圖4的半導體發(fā)光元件中，多層膜102可采用其他材料。下面舉出在活性層104的發(fā)光波長為625nm的情況下用作構成多層膜102的半導體層102A、102B的一例。半導體層折射率 層厚λ/4n 層厚λ/8nInAlP 3.063 51.0nm 25.5nmIn0.5(Ga0.5Al0.5)0.5P3.297 47.4 23.7InGaP 3.687 42.4 21.2Al0.4Ga0.6As 3.6542.8 21.4
考慮其折射率，適當選擇并組合上述的各種半導體層，可構成本發(fā)明的多層膜102。
圖4的半導體發(fā)光元件中，說明了InGaAlP系半導體發(fā)光元件，但也可以使用其他材料的半導體發(fā)光元件。例如，作為和GaAs襯底101晶格匹配的材料，可使用InGaP、InGaAlP、InGaP、AlGaAs等。
(第二例)接著說明作為本發(fā)明的第二實施例的具有窗口層的InGaAlP系LED。
圖6是表示本發(fā)明的半導體發(fā)光元件的主要結構的截面簡圖。該圖所示的第二實施例的半導體發(fā)光元件中，與第一實施例(圖4)相同的部件賦于相同標號并省略詳細說明。
本發(fā)明的發(fā)光元件與第一實施例不同之處是在GaAs襯底101和n型InAlP包層102之間設置n型GaAlAs窗口層301。n型GaAlAs窗口層301的層厚例如為10μm左右。
本實施例中，多層膜102的第二發(fā)光L2可從元件側面選擇地取出。即，可僅提高來自吸收發(fā)光層的第二發(fā)光L2的選擇的光取出效率。
在改用與第一實施例相同結構的參數(shù)的試例中，工作電流20mA下的發(fā)光強度在發(fā)射角為10℃的組件中為10cd(坎德拉)，與圖8所示的已有結構的發(fā)光元件的大約4倍的光輸出相當。
以上說明的圖6的半導體發(fā)光元件中，舉出n型GaAlAs窗口層的例子，但此外，可根據(jù)活性層的波長適當?shù)厥褂肐nGaAlP系和GaAsP系等各種材料。
(第三例)接著，說明作為本發(fā)明的第三實施例的采用本發(fā)明的GaN系(氮化鎵)LED。GaN系LED中，可得到純綠色發(fā)光、藍色發(fā)光、紫外發(fā)光等發(fā)光。
圖7是表示本發(fā)明的半導體發(fā)光元件的主要結構的截面簡圖。該圖所示的本發(fā)明的半導體發(fā)光元件在藍寶石襯底401上依次層疊緩沖層402、GaN底層403、InGaN/GaN多層膜(吸收發(fā)光部)404、n型GaN接觸和包層405、InGaN活性層406、p型AlGaN包層407、p型GaN接觸層408。p型接觸層408的上面設置p側電極409。圖7的元件中，該p側電極409作為透明電極。并且，由于向活性層406均勻地注入電流，擴大p側透明電極409的面積。作為另一側的電極的n側電極410設置為部分蝕刻去除層疊結構的一部分，露出n型GaN接觸層405的一部分。藍寶石襯底401是絕緣的，但這樣，n型接觸層405上形成n側電極410，使得可向活性層406注入電流。通過該n側電極410和p側透明電極409注入的電流，活性層406發(fā)射波長λ的第一發(fā)光L1。本實施例中，該λ約為470nm，為藍色發(fā)光。該第一發(fā)光通過p側透明電極409從圖中上側取出。
多層膜404通過交替層疊InGaN層(第一層)和GaN層(第二層)形成。第二層和第一層帶隙不同，第二層比第一層帶隙寬。第二層的折射率n2和第一層的折射率n1不同，第二層的折射率n2小于第一層的折射率n1。第一層膜厚為λ/4n1，約為3nm。第二層102B膜厚為λ/4n2，約為5.5nm。第一層和第二層的膜厚這樣設置時，多層膜404對于來自活性層406的波長λ的第一發(fā)光L1具有高反射率。該多層膜404上形成的n型接觸兼包層405比活性層406帶隙寬，載流子封閉到活性層406中。n型GaN接觸兼包層405上形成的活性層406帶隙比上述多層膜404的第一層寬。因此，來自活性層406的第一發(fā)光L1的一部分由多層膜404吸收。多層膜404吸收該第一發(fā)光L1的一部分后，從第一層發(fā)射波長比第一發(fā)光L1長的第二發(fā)光L2。該多層膜404將來自活性層406的第一發(fā)光L1的剩余部分作為反射光L1’向圖中上側反射。上述的第一發(fā)光L1的中心波長和第二發(fā)光L2的中心波長之差如圖2B～圖2E所示在其混合光的發(fā)光光譜不喪失單峰性的范圍內(nèi)。上述的第一發(fā)光L1的中心波長和第二發(fā)光L2的中心波長之差如圖2B～圖2E所示在第一發(fā)光L1的光譜的半值寬的0.9倍以下的范圍內(nèi)。這些第一發(fā)光L1、第二發(fā)光L2和反射光L’，通過p側透明電極409從圖中上側取出。第一發(fā)光L1、第二發(fā)光L2從圖中端面取出?；钚詫?06上形成的p型AlGaN包層407的帶隙比活性層406大，載流子封閉到活性層406中。
接著，說明圖7的半導體發(fā)光元件的制造方法。本實施例中，半導體發(fā)光元件通過MOCVD法形成。作為長大原料，可使用例如三甲基鎵、三乙基鎵作為Ga源、使用例如三甲基銦、三乙基銦作為In源、使用例如三甲基鋁、三乙基鋁作為Al源、使用例如三甲基氮、三乙基氮作為N(氮)源等。作為n型或p型的雜質(摻雜物)可使用甲硅烷、雙(環(huán)戊二烯基)鎂等。其制造方法簡要如下。
首先，用有機溶劑和硫酸系蝕刻劑清洗藍寶石襯底401，移到MOCVD爐中。接著，將襯底加熱到1100℃左右進行熱清洗，調(diào)整各長大層的溫度并供給N原料和適當?shù)腎II族原料來生長層疊結構。這里，構成活性層406的InGaN層的組成調(diào)整成發(fā)光波長為470nm。這些高層的長大膜厚和長大溫度如下所示。
緩沖層40230nm 500℃GaN底層403 1μm 1050℃InGaN/GaN多層膜404InGaN層 3nm750℃GaN層 5.5nm 750℃n型GaN405 4μm 1050℃InGaN活性層406InGaN層 3nm 750℃GaN層 8nm 750℃p型AlGaN包層407 50nm 1050℃p型GaN接觸層408 150nm 1050℃這樣，圖7的半導體發(fā)光元件中，在藍寶石襯底401上通過1次的結晶生長連續(xù)形成各層。因此，即使增多多層膜404，也不降低制造時間、合格率、生產(chǎn)率。之后，形成電極409、410，形成圖7的元件。
以上圖7的半導體發(fā)光元件中，提高光取出效率。此外，圖7的元件中，制造時間短，生產(chǎn)率高。即，圖7的元件設置多層膜404，因此除來自活性層406的第一發(fā)光L1外，從圖中上側還取出來自多層膜404的第二發(fā)光L2和反射光L1’，提高光取出效率。圖7的元件中，如前所述，多層膜404的形成容易，因此縮短制造時間，提高生產(chǎn)率。
針對此，即使原來的氮化鎵系半導體發(fā)光元件，光取出效率也比較高。這是由于在氮化鎵系半導體發(fā)光元件中，藍寶石401對于來自活性層406的光是透明的。但是，原來的氮化鎵系半導體發(fā)光元件中，為提高光取出效率，需要在襯底里面形成金屬反射層，或向安裝元件的反射板進行特殊加工等復雜工序。因此，原來的氮化鎵系半導體發(fā)光元件中，出現(xiàn)制造時間增長，合格率下降，生產(chǎn)率降低的問題。
這樣，本實施例的多層膜404不僅可用于使用不透明襯底的半導體發(fā)光元件，還可用于使用透明襯底401的半導體發(fā)光元件中。
向本發(fā)明的發(fā)光元件施加偏置時，波長470nm的藍色發(fā)光通過p側透明電極409得到。工作電流20mA的發(fā)光強度為1.0mW。
以上說明的圖7的半導體發(fā)光元件中，發(fā)光波長為470nm，為藍色發(fā)光，但通過改變活性層407的銦組成，可得到純綠色發(fā)光、藍色發(fā)光、紫外發(fā)光等發(fā)光。再增大銦組成，可得到紅色發(fā)光。但是，來自活性層404的第一發(fā)光L1的中心波長和來自多層膜402的第一層的第二發(fā)光L2的中心波長之差如圖2B～2E所示在其混合光的發(fā)光光譜不喪失單峰性的范圍內(nèi)為好?；蛘邅碜曰钚詫?04的第一發(fā)光L1的中心波長和來自多層膜402的第一層的第二發(fā)光L2的中心波長之差在第一發(fā)光L1的光譜的半值寬的0.9倍以下的范圍內(nèi)較好。
以上說明的圖7的半導體發(fā)光元件中，舉出使用藍寶石襯底401的元件，但除此以外，例如在將SiC、GaN作為襯底的GaN系的發(fā)光元件中也得到同樣的效果。各層疊層401～408可替代為其他氮化鎵系化合物半導體。這里，氮化鎵系化合物半導體是包含氮和鎵的化合物半導體。
(第四例)從圖8可知，第四實施例的半導體發(fā)光元件與第三實施例不同之處之一是使用n型Si襯底501。該n型Si襯底對于來自活性層506的發(fā)光不透明，但有大型襯底可廉價地得到的優(yōu)點。
圖8是表示本發(fā)明的半導體發(fā)光元件的圖。圖8的元件是氮化鎵系半導體發(fā)光元件，使用n型Si襯底501。襯底的面方向為(111)。氮化鎵系半導體材料與該n型Si襯底501的晶格常數(shù)的不同為20％，但通過設置適當?shù)木彌_層502可在這些襯底上結晶生長。該n型Si襯底501對于來自活性層506的第一發(fā)光L1不透明。多層膜503～p型GaN接觸層508的結構與第三實施例相同，其說明從略。p型GaN接觸層508的上面設置作為一側的電極的p側電極509。該p側電極509使用導電性良好的金屬。該p側電極509對于來自活性層506的第一發(fā)光L1不透明，因此面積可減小。作為另一側的電極的n側電極510設置在部n型Si襯底501的圖中下側的整個面上。圖8的元件中，n側電極510面積大，在圖中上下不設置電極509、510，因此，即使p側電極509的面積有一定的減小，可向活性層506均勻地注入電流而得到均勻的發(fā)光。
以上說明的圖8的半導體發(fā)光元件中，光取出效率高并且成本大大降低。即，n型Si襯底501可廣泛用于半導體產(chǎn)業(yè)，可得到廉價的大型襯底，加工也容易。該襯底501是導電性的，因此在圖中上下形成電極509、510，容易形成電極509、510。因比，圖8的半導體發(fā)光元件中，成本可大大降低。圖8的元件中，由于設置多層膜504，除來自活性層506的第一發(fā)光L1外，從圖中上側還取出來自多層膜504的第二發(fā)光L2和反射光L1’，提高光取出效率。
針對此，即使不設置多層膜504的原來的氮化鎵系半導體發(fā)光元件，使用n型Si襯底501時，由于n型Si襯底501對于來自活性層506的第一發(fā)光L1不透明，降低光取出效率。
本實施例的發(fā)光元件上施加偏置時，波長470nm的藍色發(fā)光通過p側透明電極509得到。工作電流20mA的發(fā)光強度為1.0mW，比沒有設置多層膜504的原有元件相比得到大約2倍的光輸出。
以上說明的圖8的半導體發(fā)光元件中，舉出使用n型Si襯底501的元件，但除此以外，在使用GaAs襯底的氮化鎵系半導體發(fā)光元件中也得到同樣的效果。
圖8的半導體發(fā)光元件中，舉出使用不透明的p側電極509的例子，但將其作為與第三實施例(圖7)相同的透明電極也可以。
以上舉出具體例子說明了本發(fā)明的實施例。但是，本發(fā)明不限于這些具體例子。
例如，關于第一到第四實施例，舉出了幾個多層膜(吸收發(fā)光部)，但除此以外，根據(jù)來自活性層的發(fā)光波長和其他結構的參數(shù)適當使用各種組合也得到同樣的效果。另外，本發(fā)明的吸收發(fā)光部未必是多層膜，具有吸收發(fā)光作用的單一的半導體層也可以。
任一實施例中，元件材料和發(fā)光波長不被記載所限定，通過材料特性可對波長調(diào)整來使用。具體說，例如，本發(fā)明不限于使用III-V族的化合物半導體的發(fā)光元件，同樣適用于使用II-IV族和IV-VI族、其他各種半導體材料的發(fā)光元件。
本發(fā)明不限于LED，可適用于半導體激光器等的各種發(fā)光元件，另外，可適用于組合其他的受光元件、光調(diào)制元件、電子元件的集成型元件。
在不背離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可作各種變形。
權利要求
1.一種半導體發(fā)光元件，包括通過注入電流產(chǎn)生第一發(fā)光的活性層；以及吸收所述第一發(fā)光的一部分、產(chǎn)生中心波長比所述第一發(fā)光的長的第二發(fā)光的吸收發(fā)光部。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述第一發(fā)光的中心波長和所述第二發(fā)光的中心波長之差，在其混合光的發(fā)光光譜不喪失單峰性的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求1所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述第一發(fā)光的中心波長和所述第二發(fā)光的中心波長之差，在所述第一發(fā)光光譜的半值寬度的0.9倍以下的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求2所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述吸收發(fā)光部通過交替層疊第一半導體層和其帶隙比所述第一半導體層寬的第二半導體層而構成。在所述第一半導體層中產(chǎn)生所述第二發(fā)光。
5.根據(jù)權利要求4所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述吸收發(fā)光部的所述第一半導體層的折射率n1和所述第二半導體層的折射率n2不同，所述吸收發(fā)光部反射所述第一發(fā)光的剩余部分。
6.根據(jù)權利要求5所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述第一發(fā)光的中心波長為λ，所述吸收發(fā)光部的所述第一半導體層的膜厚為λ/4n1，所述第二半導體層的膜厚為λ/4n2。
7.根據(jù)權利要求6所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述吸收發(fā)光部的所述第一半導體層的折射率n1比所述第二半導體層的折射率n2大。
8.根據(jù)權利要求7所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述發(fā)光部由InGaAlP構成，所述吸收發(fā)光部中的所述第一半導體層由InGaAlP構成，所述第二半導體層由InAlP構成。
9.根據(jù)權利要求7所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述吸收發(fā)光部的所述第一半導體層由多層構成。
10.一種半導體發(fā)光元件，包括對于波長λ的光不透明的GaAs襯底；吸收發(fā)光部，其在所述GaAs襯底上形成，由與所述GaAs襯底晶格匹配的半導體構成，通過交替重疊第一層和第二層而形成，所述第一層的折射率為n1，膜厚為λ/4n1，所述第二層的折射率為n2(n2＜n1)，膜厚為λ/4n2，帶隙比所述第一層寬；第一導電型包層，其在所述吸收發(fā)光部上形成，由與所述GaAs襯底晶格匹配的半導體構成；活性層，其在所述第一導電型包層上形成，由與所述GaAs襯底晶格匹配的半導體構成，通過注入電流發(fā)射中心波長為λ的第一光，帶隙比所述吸收發(fā)光部的所述第一層寬、比所述第一導電型包層窄；所述吸收發(fā)光部吸收來自所述活性層的所述第一光的一部分，從所述第一層發(fā)射比所述第一光的中心波長長的第二光；所述吸收發(fā)光部反射來自所述活性層的所述第一光的剩余部分；以及第二導電型包層，其在所述活性層上形成，由與所述GaAs襯底晶格匹配的半導體構成，帶隙比所述活性層大。
11.根據(jù)權利要求10所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述第一發(fā)光的中心波長和所述第二發(fā)光的中心波長之差，在其混合光的發(fā)光光譜不喪失單峰性的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權利要求10所述的半導體發(fā)光元件，，其特征在于所述第一發(fā)光的中心波長和所述第二發(fā)光的中心波長之差，在所述第一發(fā)光光譜的半值寬度的0.9倍以下的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權利要求11所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述吸收發(fā)光部由InAlP、InGaAlP、InGaP、AlGaAs中的任一個構成。
14.根據(jù)權利要求13所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述活性層由InGaAlP構成，所述吸收發(fā)光部的所述第一層由InAlP構成，所述吸收發(fā)光部的所述第二層由InGaAlP構成。
15.根據(jù)權利要求14所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述吸收發(fā)光部的所述第一層和所述第二層層疊20對以上
16.根據(jù)權利要求11所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于還包括窗口層，其形成在所述吸收發(fā)光部和所述第一導電型包層之間由與所述GaAs襯底晶格匹配的半導體構成，帶隙比所述活性層大。
17.一種半導體發(fā)光元件，包括襯底，由藍寶石、GaN、SiC中的任一個構成；吸收發(fā)光部，其在所述襯底上形成，由氮化硅系化合物半導體構成，通過交替重疊第一層和第二層而形成，所述第一層的折射率為n1，膜厚為λ/4n1。所述第二層的折射率為n2(n2＜n1)，膜厚為λ/4n2，帶隙比所述第一層寬；第一導電型包層，其在所述吸收發(fā)光部上形成，由氮化硅系半導體構成；活性層，其在所述第一導電型包層上形成，由氮化硅系半導體構成，通過注λ電流發(fā)射中心波長為λ的第一光，帶隙比所述吸收發(fā)光部的所述第一層大、比所述第一導電型包層??；所述吸收發(fā)光部吸收來自所述活性層的所述第一光的一部分，從所述第一層發(fā)射比所述第一光的中心波長長的第二光；所述吸收發(fā)光部反射來自所述活性層的所述第一光的剩余部分；以及第二導電型包層，其在所述活性層上形成，由氮化硅系半導體構成，帶隙比所述活性層大。
18.根據(jù)權利要求17所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述第一光的中心波長和所述第二光的中心波長之差，在其混合光的發(fā)光光譜不喪失單峰性的范圍內(nèi)。
19.根據(jù)權利要求17所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述第一光的中心波長和所述第二光的中心波長之差，在所述第一發(fā)光光譜的半值寬度的0.9倍以下的范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權利要求18所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述活性層由InGaN構成，所述吸收發(fā)光部中的所述第一層由GaN構成，所述吸收發(fā)光部的所述第二層由InGaN構成。
21.一種半導體發(fā)光元件，包括襯底，由Si、GaAs中的任一個構成，對于波長λ的光不透明；吸收發(fā)光部，其在所述襯底上形成，由氮化硅系化合物半導體構成，通過交替重疊第一層和第二層而形成，所述第一層的折射率為n1，膜厚為λ/4n1，所述第二層的折射率為n2(n2＜n1)，膜厚為λ/4n2，帶隙比所述第一層寬；第一導電型包層，其在所述吸收發(fā)光部上形成，由氮化硅系半導體構成；活性層，其在所述第一導電型包層上形成，由氮化硅系半導體構成，通過注入電流發(fā)射中心波長為λ的第一光，帶隙比所述吸收發(fā)光部的所述第一層大、比所述第一導電型包層??；所述吸收發(fā)光部吸收來自所述活性層的所述第一光的一部分，從所述第一層發(fā)射比所述第一光的中心波長長的第二光；所述吸收發(fā)光部反射來自所述活性層的所述第一光的剩余部分；以及第二導電型包層，其在所述活性層上形成，由氮化硅系半導體構成，帶隙比所述活性層大。
22.根據(jù)權利要求21所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述第一光的中心波長和所述第二光的中心波長之差，在其混合光的發(fā)光光譜不喪失單峰性的范圍內(nèi)。
23.根據(jù)權利要求21所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述第一發(fā)光的中心波長和所述第二發(fā)光的中心波長之差，在所述第一發(fā)光光譜的半值寬度的0.9倍以下的范圍內(nèi)。
24.根據(jù)權利要求22所述的半導體發(fā)光元件，其特征在于所述活性層由InGaN構成，所述吸收發(fā)光部中的所述第一層由GaN構成，所述吸收發(fā)光部的所述第二層由InGaN構成。
全文摘要
提供一種半導體發(fā)光元件,不需要復雜的制造工序和制造技術就可大幅度提高光取出效率。該半導體發(fā)光元件,具有:活性層(通過注入電流產(chǎn)生第一發(fā)光);吸收發(fā)光部(吸收所述第一發(fā)光的一部分、產(chǎn)生中心波長比所述第一發(fā)光的長的第二發(fā)光)。所述第一發(fā)光的中心波長和所述第二發(fā)光的中心波長之差,在其混合光的發(fā)光光譜不喪失單峰性的范圍內(nèi)或在第一發(fā)光L1的光譜的半值寬度的0.9倍以下的范圍內(nèi)。
文檔編號H01L27/15GK1367542SQ02105300
公開日2002年9月4日 申請日期2002年1月25日 優(yōu)先權日2001年1月26日
發(fā)明者菅原秀人, 新田康一, 佐伯亮, 近藤且章, 巖本昌伸 申請人:株式會社東芝