氮化物类半导体发光元件及其制造方法

专利名称：氮化物类半导体发光元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及氮化物类半导体发光元件及其制造方法。
背景技术：
具有VA族元素氮(N)的氮化物半导体由于其能带隙(band-gap)的大小，作为短波发光元件的材料被看好。其中，氮化镓类化合物半导体(GaN类半导体)的研究在积极进行，以蓝色发光二极管(LED)、绿色LED和GaN类半导体为材料的半导体激光器也在被实用化(例如，参照专利文献1、2)。GaN类半导体具有纤锌矿型晶体结构。图1示意性地表示GaN的单位晶格。在AlxGayInzN (O彡x, y, z彡I, x + y + z = I)半导体的晶体中，图1所示Ga的一部分可以由Al及/或In置换。图2表示为了用4指数标记(六方晶系指数)表示纤锌矿型晶体结构的面而一般所使用的四个基本矢量al、a2、a3、c。基本矢量c在
方向上延伸，该方向称为“c轴”。与c轴垂直的面(plane)称为“c面”或者“(0001)面”。此外，“c轴”和“c面”有时分别被记作“C轴”和“C面”。在使用GaN类半导体制作半导体元件的情况下，作为使GaN类半导体结晶生长的基板，使用c面基板、即表面具有(0001)面的基板。但是，因为在c面中Ga的原子层的位置和氮的原子层的位置在c轴方向上有细微的偏差，所以形成极化(ElectricalPolarization)。因此，“c面”被称为“极性面”。极化的结果是，在活性层的InGaN的量子阱沿着c轴方向产生压电电场。此种压电电场在活性层产生时，由于因载流子的量子限制斯塔克效应而活性层的电子和空穴的分布在位置上产生偏差，所以内部量子效率(IQE:1nternal Quantum Efficiency)降低。因此,若为半导体激光器,贝U引起阈值电流的增大。若为LED，则引起消耗电力的增大或发光效率的降低。另外，在注入载流子密度上升并且引起压电电场的屏蔽(screening),还产生发光波长的变化。于是，为解决这些课题，在研究使用在表面具有非极性面，例如与[10-10]方向垂直的被称为m面的(10-10)面的基板。此处，表示密勒指数的括号内的数字左边附加的
为“横杠(bar)”的意思。如图2所示，m面为与c轴(基本矢量c)平行的面，与c面正交。因为在m面上Ga原子与氮原子存在于同一原子面上，所以在与m面垂直的方向上不发生极化。其结果是，如果在与m面垂直的方向上形成半导体层叠结构，则由于活性层上也不产生压电电场，所以能够解决上述课题。m 面为(10-10)面、(-1010)面、(1-100)面、(-1100)面、(01-10)面、(0-110)面的总称。此外，在本说明书中“X面生长”是指在与六方晶类纤锌矿结构的X面(X = C、m)垂直的方向上产生外延生长。在X面生长中，有时将X面称为“生长面”。另外，有时将由X面生长而形成的半导体的层称为“X面半导体层”。专利文献I 5公开了具有m面半导体层的层叠结构的氮化物类半导体元件。现有技术文献专利文献
专利文献1:国际公开第2010/113405号专利文献2:国际公开第2010/113406号专利文献3:国际公开第2010/113399号专利文献4:国际公开第2010/103804号专利文献5:国际公开第2010/052810号

发明内容
发明所要解决的课题

但是希望进一步提高m面的发光效率。本发明的实施方式提供高发光效率的氮化物类半导体发光元件及其制造方法。用于解决课题的手段在本发明的一个发明方式中，氮化物类半导体发光元件，其具有生长面为m面、由GaN类半导体形成的半导体层叠结构，所述半导体层叠结构具有:n型半导体层、P型半导体层、设置在所述P型半导体层上的P侧电极、和位于所述η型半导体层与所述P型半导体层之间的活性层，所述活性层的厚度与所述η型半导体层的厚度之比D为1.8 X I(T4 ^ D ^ 14.1X 10Λ所述ρ侧电极的面积S为I X IO2 μ m2彡S彡9 X IO4 μ m2，外部量子效率成为最大时的88%的最大电流密度为2A/mm2以上。在本发明的一个方式中，光源具有:上述任一个氮化物类半导体发光元件；和波长转换部，其包含对从所述氮化物类半导体发光元件放射的光的波长进行转换的荧光物质。在本发明的一个发明方式中，氮化物类半导体发光元件的制造方法包括:形成生长面为m面的由GaN类半导体形成的半导体层叠结构的工序(a);和在所述半导体层叠结构上形成P侧电极的工序(b)，所述工序(a)包括:形成η型半导体层的工序(al )、在所述工序(al)后形成活性层的活性层形成工序(a2)、和在所述工序(a2)后形成ρ型半导体层的工序(a3)。在所述工序(al)和(a2)中，以外部量子效率成为最大时的88%的最大电流密度为2A/mm2以上的方式形成所述η型半导体层和所述活性层，在所述工序(a2)中，以所述活性层的厚度与所述η型半导体层的最终的厚度之比D为1.8 X 10_4 < D < 14.1 X 10_4的方式形成所述活性层，在所述工序(b)中，以所述ρ侧电极的面积S为1Χ102μπι2μπι2彡S彡9Χ104μπι2的方式形成所述P侧电极。发明效果根据本发明的实施方式能够提高生长面为m面的氮化物类半导体发光元件的发光效率。


图1是示意性地表示GaN的单位晶格的立体图。图2是表示纤锌矿型晶体结构的基本矢量al、a2、a3、c的立体图。图3 Ca)是第一实施方式的氮化物类半导体发光元件100的截面示意图，(b)是表示m面的晶体结构的图，(c)是表示c面的晶体结构的图。图4 (a)和(b)是表示通过SIMS分析得到的现有技术的c面和m面氮化物类半导体发光元件中的氧、Al、In在深度方向上的曲线的图表。图5是表示内部量子效率(IQE)对激励光密度依赖性的图表。图6是表示现有技术的c面和m面LED结构中的外部量子效率(EQE =ExternalQuantum Efficiency)的表格。图7是表示注入电流密度对芯片大小依赖性的图表。图8是表示外部量子效率对η型GaN类半导体区域厚度依赖性的图表。图9是表示光输出对η型GaN类半导体区域厚度依赖性的图表。图10是表示外部量子效率的下降对于活性层的厚度与η型半导体层的厚度之比D的依赖性的图表。图11是表示各种c面和m面氮化物类半导体发光元件中的外部量子效率的图表。图12是表示现有技术和本实施方式的m面氮化物类半导体发光元件中的光输出的图表。图13是表不白色光源的实施方式的截面图。
具体实施例方式—般而言，在c面LED中，为了取得大的输出而增加电流时，因为注入载流子从活性层溢出，所以产生发光效率的降低。为了防止该溢出，可以考虑通过增加活性层的厚度来减小活性层的载流子密度。因为若注入活性层的电流一定，则活性层的体积越增加，活性层内部的单位体积所包含的载流子的数量越减少，溢出被抑制。但是，在c面LED的情况下，即使增加活性层的厚度，因为存在压电电场，所以反而发光效率降低。因此，现有技术的c面LED中，不是通过增加活性层的厚度而是通过增大芯片面积来减小活性层内的载流子密度。因为芯片面积与活性层的面积相对应，所以增加芯片面积时，能够增大活性层的体积。在使用GaN类基板的情况下，芯片面积通常被设定为Imm2或其以上的大小。另一方面，在m面LED中，因为在活性层内不产生压电电场，所以即使增加活性层的厚度发光效率也不降低。因而，在m面LED中，不是通过增加芯片面积而是通过增加活性层的厚度来增大活性层的体积，由此能够减小活性层内的载流子密度。由此，其结果是，即使增加了电流的情况下也能够减少载流子的溢出而抑制发光效率的降低。但是，发明者发现了 m面LED的新课题。即该课题是:m面半导体容易混入氧，在活性层内存在许多非发光中心。注入载流子密度变低时，非发光中心的影响增强。因而知道了，在低电流密度的情况下，注入载流子密度减小，在非发光中心的影响下发光效率降低。特别是在倒装芯片结构那样的P电极和η电极都形成于相同的生长面侧的结构中，该倾向更为显著。此外，通过增加活性层的厚度来增加活性层的体积时，注入载流子密度进一步降低，所以m面LED的发光效率在低电流区域中变得更低。在实用方面，理想的是在从低电流区域到高电流区域的任何电流区域都期望有高发光效率。因此，在低电流区域中发光效率降低成为了重大课题。在这样的情况下，本发明的发明者研究了解决在非极性面即m面上生长的GaN类半导体元件所具有的发光效率降低这个问题，结果发现了从低电流区域到高电流区域的任何电流区域中均能够取得高效率的结构。在本发明的一个发明方式中，氮化物类半导体发光元件，其具有生长面为m面、由GaN类半导体形成的半导体层叠结构，所述半导体层叠结构具有:n型半导体层、P型半导体层、设置在所述P型半导体层上的P侧电极、和位于所述η型半导体层与所述P型半导体层之间的活性层，所述活性层的厚度与所述η型半导体层的厚度之比D为
1.8 X I(T4 ^ D ^ 14.1X 10Λ所述ρ侧电极的面积S为I X IO2 μ m2彡S彡9 X IO4 μ m2，外部量子效率成为最大时的88%的最大电流密度为2A/mm2以上。在某实施方式中，所述活性层的厚度与所述η型半导体层的厚度之比D为
2.62Χ10—4 彡 D 彡 8.49Χ10—4。在某实施方式中，所述P侧电极O面积S为1Χ102μπι2彡S彡4Χ104μπι2。在某实施方式中，所述活性层具有的氧浓度为2X IO17CnT3以上。在某实施方式中，所述活性层的厚度为0.027 μ m以上0.045 μ m以下。在某实施方式中，所述η型半导体层包括由η型半导体形成的基板。

在某实施方式中，所述半导体层叠结构由AlxGayInzN(x + y + z = l,x^0,y^0,z ^ O)半导体形成。在本发明的一个发明方式中，光源具有:上述任意氮化物类半导体发光元件；含有对从所述氮化物类半导体发光元件放射的光的波长进行转换的荧光物质的波长转换部。在本发明的一个发明方式中，氮化物类半导体发光元件的制造方法包括:形成生长面为m面的由GaN类半导体形成的半导体层叠结构的工序(a);和在所述半导体层叠结构上形成P侧电极的工序(b)，所述工序(a)包括:形成η型半导体层的工序(al )、在所述工序(al)后形成活性层的活性层形成工序(a2)、和在所述工序(a2)后形成ρ型半导体层的工序(a3)。在所述工序(al)和(a2)中，以外部量子效率成为最大时的88%的最大电流密度为2A/mm2以上的方式形成所述η型半导体层和所述活性层，在所述工序(a2)中，以所述活性层的厚度与所述η型半导体层的最终的厚度之比D为1.8 X 10_4 < D < 14.1 X 10_4的方式形成所述活性层，在所述工序(b)中，以所述ρ侧电极的面积S为1Χ102μπι2μπι2彡S彡9Χ104μπι2的方式形成所述P侧电极。在某实施方式中，在所述工序(a2)中，以所述活性层的厚度与所述η型半导体层的最终的厚度之比D为2.62 X IO-4 ^ 8.49X10^的方式形成所述活性层。在某实施方式中，在所述工序(b)中，以所述ρ侧电极的面积S为I X IO2 μ m2 μ m2 ^ S ^ 4 X IO4 μ m2的方式形成所述P侧电极。在某实施方式中，所述活性层具有的氧浓度为2X IO17CnT3以上。在某实施方式中，所述活性层的厚度为0.027 μ m以上0.045 μ m以下。在某实施方式中，所述η型半导体层包括由η型半导体形成的基板。在某实施方式中，所述半导体层叠结构由AlxGayInzN(x + y + z = l,x^0,y^0,z ^ O)半导体形成。以下，参照

本发明的实施方式。在以下的附图中，为了说明的简洁，对实质上具有相同功能的构成要素用同一参照标记表示。此外，本发明不限于以下的实施方式。图3 (a)示意性地表示本发明实施方式的氮化物类半导体发光元件100的截面结构。图3 (a)所示的氮化物类半导体发光元件100是具有由氮化镓类化合物半导体(GaN类半导体)形成的半导体层叠结构20的半导体器件。本实施方式的氮化物类半导体发光元件100包括:具有以m面为表面(主面)12的GaN类基板10和层叠于GaN类基板10之上的多个半导体层的半导体层叠结构20 ;和形成于半导体层叠结构20之上的ρ侧电极30和η侧电极40。在此例中，半导体层叠结构20包括:GaN类基板10 ;和层叠于GaN类基板10上的多个半导体层。此外，使用由半导体以外的材料(例如绝缘材料)形成的基板代替GaN类基板10。这种情况下，半导体层叠结构20不包括基板，由层叠于基板上的半导体层构成。GaN类基板10具有η型半导体的性质。例如，GaN类基板10的厚度可以为25 450 μ m。更进一步，GaN类基板10的厚度也可以为50 100 μ m。已知若GaN类基板10的厚度为50 μ m以上，则能够抑制高驱动电流下的效率降低。对于此点在之后记述。此外若GaN类基板10的厚度为100 μ m以下，则在将LED分解为芯片时容易分割，分解成品率提高。半导体层叠结构20由GaN类半导体形成。更具体而言，本实施方式中的半导体层叠结构20中基板10以外的部分由AlxGayInzN (0^x,y, l>x + y + z = I)形成,组成比率X、y、z在基板10的主面12的法线方向以阶梯状或者连续不断地变化。半导体层叠结构20中基板10以外的部分是由m面生长而形成的m面半导体层叠结构，其生长面为m面。此外，由于在r面蓝宝石基板上有a面GaN生长的事例，所以根据生长条件GaN类基板10的表面不需要必须为m面。本实施方式的结构中，至少在半导体层叠结构20中与ρ侧电极接触的P型半导体区域的生长面是m面即可。本实施方式的氮化物类半导体发光元件100具有支承层叠后的半导体层的GaN基板10，但是也可以具有其他的基板代替GaN基板10，还能够在除去了基板的状态下使用。图3 (b)示意性地表示生长面为m面的氮化物类半导体的截面(与基板表面垂直的截面)的晶体结构。因为Ga原子和氮原子存在于与m面平行的同一原子面上，所以在与m面垂直的方向上不产生极化。S卩，m面为非极性面，在与m面垂直的方向上生长的活性层内不产生压电电场。此外，添加了的In和Al位于Ga的晶格点(site),置换Ga。即使Ga的至少一部分被In或Al置换，在与m面垂直的方向上也不产生极化。表面具有m面的GaN类基板在本说明书中被称为“m面GaN类基板”。为取得在与m面垂直的方向上生长 的m面氮化物类半导体的层叠体，典型的是使用m面GaN基板，使半导体在该基板的m面上生长即可。这是因为GaN类基板的表面的面方位反映在半导体层叠结构的面方位。但是，如前所述，基板的表面不需要必须为m面，此外，也没有必要在最终的装置中保留基板。为了参考，图3 (C)示意性地表示生长面为c面的氮化物类半导体的截面(与基板表面垂直的截面)的晶体结构。Ga原子和氮原子不存在于与c面平行的同一原子面上。其结果是在与c面垂直的方向上产生极化。表面具有c面的GaN类基板在本说明书中被称为“c面GaN类基板”。c面GaN类基板是为了使GaN类半导体结晶生长的常见的基板。由于与c面平行的Ga的原子层的位置与氮的原子层的位置在c轴方向上有细微的偏差，所以沿着c轴方向产生极化。再次参照图3 (a)。半导体层叠结构20具有分别由GaN类半导体形成的第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层。例如，第一导电型半导体层为η型半导体层，第二导电型半导体层为P型半导体层。P型半导体层的厚度可以为0.05 2μπι。更进一步，ρ型半导体层的厚度可以为0.1 0.3 μ m。若P型半导体层的厚度为0.1 μ m以上，则能够充分提高对活性层的空穴载流子(hole carrier)的注入效率。若P型半导体层的厚度为0.3 μ m以下,贝Ij能够减小由P型的Mg杂质引起的光吸收的影响。此外,η型半导体层的厚度可以为0.5 5 μ mo更进一步，η型半导体层的厚度也可以为I 3 μ m。若η型半导体层的厚度为I μ m以上，则能够减小在与基板10的界面上产生的缺陷或杂质的影响。若η型半导体层的厚度为3 μ m以下，则能够提高外延生长的吞吐量(生产率)，能够降低制造成本。此外，基板10由η型半导体形成时，半导体层叠结构20中包含的“η型半导体层”，包括由η型半导体形成的基板10。该情况下，半导体层叠结构20中包含的“η型半导体层”的厚度为上述的0.5 5 μ m或者I 3 μ m的厚度与基板10的厚度的合计值。活性层的厚度可以为0.01 0.1 μ m。“活性层的厚度”，在具有活性层的量子阱结构的阱层(例如InGaN层)为一层的情况下为该阱层的厚度，在当阱层为多个的情况下为各个阱层的厚度相加的合计的厚度。活性层24的厚度也可以为0.027 0.045 μ m。若活性层24的厚度在此范围，则能够减少电子载流子的溢出，并且不产生活性层内的载流子的分布不均匀。ρ侧电极的面积为1Χ102μπι2以上9Χ104μπι2以下。P侧电极的面积可以为4X102m2以上4X IO4Um2以下。通过使ρ侧电极的面积在该范围内，能够使高密度电流均匀地注入到活性层。该理由在后 面详细叙述。如图3 (a)所示，半导体层叠结构20包括:例如为η型的GaN类半导体层的n-A IuGav InwN 层(u + v + w= I, u ^ O, v ^ O, w ^ O) 22 ;包括 AlaInbGacN 层(a + b + c=1，a彡0，b彡0，c彡O)的活性层24 ;和为ρ型的GaN类半导体层的p_AldGaeN层(d +e = 1，d彡0，e彡O) 25。活性层24为氮化物类半导体发光元件100中的电子注入区域。活性层24可以具有例如3周期的Gaa9InaiN阱层(例如3周期的合计的厚度15nm)和GaN阻挡层(例如两层的合计的厚度30nm)交替层叠的GalnN/GaN多重量子阱(MQW)结构。在活性层24和P-AldGaeN层25之间可以设置不掺杂(undope)的GaN层。此种不掺杂GaN层的厚度例如为0.005 0.05 μ m。若不掺杂GaN层的厚度为0.005 μ m以上，则能够防止Mg向活性层扩散。若不掺杂GaN层的厚度为0.05μηι以下,则能够防止电子的载流子在不掺杂GaN层与P-AldGaeN层25的界面上蓄积。在活性层24与基板10之间形成有作为η型的GaN类半导体层的n_AluGavInwN层22。半导体层叠结构20可以包括上述以外的层。在p-AldGaeN层25中，Al的组成比率d不必须在厚度方向上一致。在AldGaeN层25中，Al的组成比率d也可以在厚度方向上连续地或阶段性地变化。即，P-AldGaeN层25既可以具有由Al的组成比率d不同的多个层层叠而成的多层结构，掺杂剂的浓度也可以在厚度方向上变化。P-AldGaeN层25在其生长面一侧包括p_AldGaeN接触层26。p_AldGaeN接触层26的厚度为例如IOnm以上500nm以下。p_AldGaeN层25中p_AldGaeN接触层26以外的区域27的厚度为例如IOnm以上500nm以下。该区域27的Mg浓度为例如I X IO18CnT3以上I X IO19CnT3以下。P-AldGaeN接触层26具有比P-AldGaeN层25中P-AldGaeN接触层26以外的区域27高的Mg浓度。P-AldGaeN接触层26的Mg浓度具体而言为4X IO19CnT3以上2X 102°cm_3以下，可以为I X IO20CnT3以下。
本实施方式的ρ侧电极30例如包括Ag层。ρ侧电极30的Ag层与半导体层叠结构20的ρ型半导体层接触，具体而言与P-AldGaeN接触层26接触，作为ρ侧电极30发挥作用。图4 (a)和(b)分别表示c面和m面的氮化物类半导体发光元件中通过SIMS分析得到的氧、Al、In在深度方向上的曲线。包含In的层相当于InGaN活性层的区域。可知在m面的氮化物类半导体发光元件中，InGaN活性层的含氧浓度与c面比较较高。在图4的例中，m面的氮化物类半导体发光元件的活性层的含氧浓度是c面的氮化物类半导体发光元件的活性层的含氧浓度的大约10倍。这表明m面InGaN晶体易混入氧。这是m面的氮化物类半导体发光元件的课题。其理由如下。图5是表示将m面的氮化物类半导体发光元件光激励时的内部量子效率(IQE)与激励功率密度(Excitation Power Density)的关系。该关系通过测定取得。横轴表示激励功率密度。纵轴表示IQE。图5所示的数据点组(a)和数据点组(b)分别表示在室温(RT)和低温(LT:10K)时的IQE和激励功率密度的关系。在低温时，低激励功率密度下也不会发生IQE的降低。这是因为由于注入到被激励活性层的载流子的扩散长在低温时小，所以即使存在非发光中心也不会被捕获(trap)，大部分的载流子都用于发光。在室温下，由于低激励功率密度所以发生IQE的降低。这可以认为是因为在活性层上存在由上述的氧的混入引起的非发光中心，注入载流子被其消耗。即，在m面的氮化物类半导体发光元件中，因为非发光中心比c面的氮化物类半导体发光元件多，所以在注入载流子密度低的情况下(例如激励功率密度为lkW/cm2以下的情况下)IQE降低。另一方面表示，使激励功率密度从0.0lkW/cm2增加到0.lkW/cm2,更进一步增加到lkW/cm2的同时，IQE显示增加。这是由于被输入的载流子覆盖非发光中心，并且被非活性化而导致的。这样，发明人发现了 m面特有的课题:在m面的氮化物类半导体发光元件中，因为混入高浓度的氧，所以低电流密度区域中功率降低。在本实施方式中，例如令活性层的氧浓度为2X IO17CnT3以上8X IO17CnT3以下。进一步可以令活性层的氧浓度为IXlO17cnT3以上5X IO17CnT3以下。图6是表示现有技术的c面及和m面的氮化物类半导体发光元件中的外部量子效率(EQE)的比较图。与上述光激励相同，还调查了向氮化物类半导体发光元件进行电流注入的情况下氧混入的影响。确认了与c面的氮化物类半导体发光元件相比，m面的氮化物类半导体发光元件中低电流区域的外部量子效率降低。这与光激励的情况相同，可认为是以由氧产生的非发光中心为起因的现象。即，在比较300A/cm2的大电流密度下外部量子效率基本同等的c面和m面的氮化物类半导体发光元件的情况下，c面在lOA/cm2的低电流密度下外部量子效率变大，而m面由于非发光中心的氧的原因，在低电流密度下外部量子效率变小。因此，发明者发现了 m面氮化物类半导体发光元件中适当的ρ侧电极的面积(该面积由活性层的生长面的面积或芯片面积决定)和适当的η型GaN类半导体层的厚度与活性层的厚度的比率，解决了本课题。以下，有时将m面氮化物类半导体发光元件的半导体层叠结构的生长面面积称为芯片面积，将一边的长度叫做芯片长度。以下就ρ侧电极是“正方形”的例子进行说明。因此，在以下的说明中，(P侧电极的长度)χ (P侧电极的长度)= (p侧电极的面积)的关系成立。本发明不限于P侧电极为“正方形”的情况。在P侧电极不为“正方形”的情况下，“P侧电极的面积”的平方根相当于本说明书中的“P侧电极的长度”。另外，设置有η侧电极的部分和没有在半导体层叠结构的生长面上设置电极的部分的面积微小，P侧电极面积近似等于芯片面积。例如芯片面积超过P侧电极面积的I倍，在1.1倍以下。η侧电极的接触电阻比P侧电极的接触电阻低，一般在十分之一以下，所以可以令η侧电极的面积为ρ侧电极的面积的十分之一以下。在以下说明中，假设半导体层叠结构的生长面为“正方形”、芯片面积=P侧电极面积、芯片长度=P侧电极长度的关系成立来进行说明。图7表示图3 Ca)所示结构的m面氮化物类半导体发光元件的注入电流密度与P侧的电极面积的关系。该关系可以通过模拟取得。图7中图表的横轴表示ρ侧电极30(正方形)一边的长度La，纵轴表示向活性层的注入电流密度Ja。注入电流密度Ja为在电极间施加2.9V偏置电压时的值。图7的曲线(a)和曲线(b)分别表示将η型电极和ρ侧电极投影于半导体层叠结构的生长面上的情况下的电极间距離Lac为5μπι和10 μ m时的模拟结果。此外，模拟用的结构中，η型GaN类半导体层22的厚度为3 μ m。基板10具有浓度为I X IO18CnT3的η型载流子，厚度为100 μ m。因而，由基板10和η型GaN类半导体层22构成的η型GaN类半导体区域的厚度为103 μ m。另一方面，ρ型半导体区域的厚度，即包括P-AldGaeN接触层26的p_AldGaeN层2526的厚度为lOOnm。活性层由包括3周期的InGaN讲层(合计厚度:15nm = 5nmX3)和两个GaN的阻挡层(合计厚度:30nm = 15nmX2)的多重量子阱，活性层的合计厚度为45nm。由图7可知，P侧电极30的长度La短于300 μ m时，向活性层的注入电流密度开始大幅增加。在混入了 2X1017cnT3以上8X1017cnT3以下的氧的m面氮化物类半导体发光元件中，通过模拟，为了覆盖全部与该氧浓度相当的非发光中心所需的载流子能够通过0.8A/mm2以上的注入电流密度Ja取得。由图7可知，若ρ侧电极30比300 μ m小，则该注入电流密度Ja能够达成。此外，使ρ侧电极30的长度La比200 μ m短时，注入电流密度Ja急剧增加。使P侧电极30的长度La比ΙΟΟμπι短时，增加率开始减小，ρ侧电极30的长度La在50 μ m时，注入电流密度Ja达到峰值，长度La为50 μ m以下时注入电流密度Ja减小。从以上内容可知，通过使m面氮化物类半导体发光元件的ρ侧电极30的长度(芯片长度)为10 μ m以上300 μ m以下，能够得到高的注入电流密度，通过使P侧电极30的长度为10 μ m以上200 μ m以下，能够得到更高的注入电流密度，通过使ρ侧电极30的长度为20 μ m以上100 μ m以下,能够得到进一步高的注入电流密度。通过由此缩小芯片大小而向活性层混入氧的情况下，因氧产生的非发光中心能够被高注入的载流子覆盖，在低电流下也能够实现高效率。此外，通过对ρ侧电极30的长度进行平方运算来求得P侧电极30的面积。即，本实施方式的P侧电极30的面积可以为100 μ HI2以上90000 μ m2以下。进而，本实施方式的P侧电极30的面积可以为100 μ m2以上，40000 μ m2以下。更进一步，本实施方式的ρ侧电极30的面积可以为400 μ m2以上，10000 μ m2以下。考虑到芯片的分離加工的成品率和操作的容易性，P侧电极30的面积可以为2500 μ m2以上90000 μ m2以下。根据本发明的实施方式，通过使P侧电极30的面积为100 μ m2以上90000 μ m2以下，能够提高活性层的注入电流密度，抑制因氧产生的效率降低，实现至少在低电流密度下
的高效率。另外，图7的纵轴Ja为电流密度，是将偏置电压施加了 2.9V偏压时流动的电流值除以P侧电极30的面积的值。若给出远离η侧电极方向的P侧电极的一边的长度La和Lac,图7所示的Ja唯一确定，不取决于图3所示ρ侧电极30的进深长度(与η侧电极的一边平行方向的P侧电极的一边的长度)。通常，P侧电极30的形状多使用正方形，但不限于正方形，例如，也可以为长方形。电流值为由远离η侧电极方向的P侧电极的一边的长度La和Lac决定的电流密度Ja乘以ρ侧电极30的面积(P侧电极30向内去的长度X La)的值。因此，最合适的面积的值不取决于电极形状。以下，对Lac为5μπι的情况进行说明，但若Lac为5μπι以上10 μ m以下也可得到相同的效果。此外，若偏置电压施加2.9V电压时的Ja为0.8A/mm2以上，则ρ侧电极的形状，不论布局(layout)如何，都可取得期望的特性。而且，P电极和η电极的形状、布局不只是如本实施方式中的长方形的η侧电极和正方形的P侧电极两个排列的结构，也可考虑一个或者多个η电极的周围的一部分或者全部被ρ电极包围的结构等多种种类的结构，在此情况下，Ja对于ρ电极的面积的依赖性相同，不取决于电极的形状、布局。图8表示m面氮化物类半导体发光元件的外部量子效率(EQE)的电流密度依赖性与η型GaN类半导体区域的厚度的关系的模拟结果。横轴表示芯片的驱动电流，纵轴表示外部量子效率。图8的曲线(a)、(b)、(c)、(d)和(e)分别表示η型GaN基板的厚度分别为5 μ m、25 μ m、50 μ m、75 μ m和 100 μ m 的情况。在曲线(a)、(b)、(c)、(d)和(e)的例子中，活性层的厚度与η型GaN类半导体区域的厚度之比分别为5.63Χ 10'1.61 X 10_3、8.49X10'
5.77Χ10_4、4.37Χ10_4。在图8的模拟中，ρ侧电极30的面积为90000 μ m2(—边为300 μ m的正方形)。根据这种小面积的P侧电极30，能够用高电流输入来覆盖由氧引起的非发光中心，此外，即使在低电流下也能够实现高效率的发光。ρ型AldGaeN层25和p_AldGaeN接触层26的总膜厚为lOOnm。活性层包括3周期的InGaN阱层15nm和GaN的阻挡层30nm的多重量子阱，总活性层厚度为45nm。η型GaN类半导体区域的厚度为3 μ m。基板的η型载流子浓度为1父1018(^_3，通过使基板的厚度变化，进行模拟得出了图8的曲线(&)、(13)、((3)、((1)和(6)表示的结果。此外，η型GaN类半导体区域还包括由η型半导体形成的基板。S卩，在曲线(a)、(b)、(C)、(d)和(e)的例子中的η型GaN类半导体区域的厚度分别为8 μ m、28 μ m、53 μ m、78μπι和103 μ m。如本实施方式在p侧电极的面积小的情况下，低电流区域中的外部量子效率能够保持高的值。另一方面，可见大电流区域中的外部量子效率降低的倾向。进而，在η型GaN类半导体区域薄的情况下，低电流区域中的外部量子效率的最大值虽然与厚的情况下相同，但随着电流增加功率的降低变大。但是，增加η型GaN类半导体区域的厚度时，外部量子效率开始降低的电流值增大，效率降低受到抑制。η型GaN基板的厚度为50 μ m以上，即η型GaN类半导体区域的厚度为53 μ m以上时，外部量子效率-电流值特性的变化减小。而且，η型GaN基板的 厚度为100 μ m以上，即η型GaN类半导体区域的厚度为103 μ m以上时，外部量子效率-电流值特性的变化进一步减小。如本发明的实施方式，在ρ侧电极的面积小的情况下，虽然低电流区域中的外部量子效率能够维持高的值，但另一方面大电流区域中的外部量子效率呈降低趋势，可以认为是由以下的机理引起的。在具有图3 (a)所示的结构的实施方式中，因为η侧电极40和ρ侧电极30相对基板10位于同一侧，所以电子和空穴(正孔)都从半导体层的同一侧的面注入。使半导体发光元件动作时，从η侧电极40注入的η型半导体层(AluGavInwN层22和基板10)的电子使η型半导体层横向流动，注入到位于P侧电极30下方的活性层24。η型半导体层薄时，用于使该η型半导体层横向流动的截面积变小，电阻增大。因此，在η型半导体层中电压大幅下降，施加于活性层24的有效电压减小。其结果是，向活性层24的电子注入量减少，引起外部量子效率的降低。另一方面，因为P侧电极30的面积减小时，ρ型半导体层25的电阻增力口。因而即使P侧电极30的面积减小，也会造成载流子注入量降低而外部量子效率降低。另外，不仅如此，P侧电极30的面积减小时，施加于活性层24的电压主要施加在位于η电极40与ρ电极30之间的区域，电流也集中在该区域。本发明能够通过将侧电极30的面积和η型半导体层的厚度调整在规定范围内，来实现在电流量为大范围内的高发光效率。图9表示m面氮化物类半导体发光元件的光输出与η型GaN基板的厚度的关系。该关系可以通过模拟求得。P侧电极的面积为90000 μ m2 (—边为300 μ m的正方形)，总活性层的厚度为45nm。与图8相同，曲线(a)、(b)、(C)、(d)和(e)表示η型GaN基板的厚度分别为 5 μ m、25 μ m、50 μ m、75 μ m 和 100 μ m 的情况。反映上述外部量子效率的倾向，可知通过增加η型GaN类基板的厚度能够改善光输出的线性，可得到高的输出。η型GaN类基板的厚度为50 μ m以上时，光输出-电流值特性的变化变得非常小。尚且，虽然在本模拟中活性层的厚度为45nm，但是对η型GaN基板的厚度到!。(^!!!、活性层的厚度到〗 .! (D = 2.62X10_4)的情况都进行了研究。其结果是，确认了能够得到同样的效果的D的下限为27nm (D = 2.62X 10_4)。根据该结果，可以解决由于所述活性层的厚度与η型GaN类半导体区域的厚度之比D为2.62 X 10-4≤D≤8.49 X 10-4且ρ侧电极的面积S为100 μ m2≤S≤90000 μ m2，而m面氮化物类半导体发光元件所特有的课题。进而，通过使D为4.37 X 10_4 ≤ D ≤5.77 X 10_4，能够得到高发光效率。而且，通过使S为2500 μ m2 ≤ S ≤90000 μ m2能够得到更高的发光效率。图10是表示外部量子效率的降低对于活性层的厚度与η型GaN类半导体区域的厚度之比D的依赖性的图表。如图8所示，随着增大LED驱动电流密度，外部量子效率降低。图10表示使D变化地对能够得到最大时的88%以上的外部量子效率的最大电流密度进行了绘图的结果。即，是对对于各D使电流密度持续增加、并且通过LED的降低使外部量子效率减小到88%时的电流密度进行了绘图的结果。说明在图10的曲线上直至高电流密度，电流密度越高越可以抑制外部量子效率的降低，即抑制下降的发生。该结果是通过模拟得到的。若外部量子效率成为最大时的88%的最大电流密度为2A/mm2以上，则能够得到所期望的特性。若D为1.8X 10_4 ≤ D ≤ 14.1X 10_4，则该最大电流密度为2A/mm2以上。图10的线(a)、(b)、(c)、(d)表示P侧电极的面积分别为100、90000、160000、360000 μ m2时的依赖性。可知P侧电极的面积在IOOym2以上90000 μ m2以下的范围时，直至高电流密度，外部量子效率的降低少。换言之，直至高电流密度，下降小。此外，确认了 P侧电极的面积在100 μ HI2以上90000 μ m2以下的范围中时，D在2.62Χ1(Γ4彡D彡8.49Χ1(Γ4的范围内，直至高电流密度，外部量子效率的降低少。实验验证了本实施方式的m面氮化物类半导体发光元件。图11表示了各种c面和m面氮化物类半导体发光元件的外部量子效率的比较。图11的曲线(a)表示以下情况，SP本实施方式的m面氮化物类半导体发光元件具有:活性层，其具有一边为0.3_的正方形的LED大小(ρ侧电极的面积为81000 μ m2)，总厚度为0.045 μ m ;和103 μ m的η型GaN类半导体区域(0 = 4.37父10-4)。曲线(b)表示以下情况，S卩比较例的m面氮化物类半导体发光元件具有:活性层，其具有一边为0.3mm的正方形的LED大小(ρ侧电极的面积为81000 μ m2)，厚度为0.06μπι;和53μπι的η型GaN类半导体区域(D =1.13Χ1(Γ3)。曲线(c)表示以下情况，即比较例的c面氮化物类半导体发光元件具有:活性层，其具有一边为0.3mm的正方形的LED大小(ρ侧电极的面积为81000 μ m2),厚度为0.06 μ m ;8 μ m的η型GaN类半导体区域(D = 7.5 X IO-3);和蓝宝石基板。曲线(d)表示以下情况，即比较例的c面氮化物类半导体发光元件具有:活性层，其具有一边为1_的正方形的LED大小(ρ侧电极的面积为900000 μ m2)，厚度为 0.06μπι;和 8μπι 的 η 型 GaN 类半导体区域(D = 7.5Χ1(Γ3)。已确认，本实施方式的m面的氮化物类半导体发光元件不论在低电流区域还是在高电流区域都显示高功率。由此，实现了在全电流区域中的高外部量子效率。对此，如图11的曲线(b)所示的比较例的m面氮化物类半导体发光元件特别是在低电流密度下功率降低。此外，如曲线(C)、Cd)所示的比较例的c面氮化物类半导体发光元件在高电流密度下功率降低。图12表示比较例的m面氮化物类半导体发光元件的输出与本实施方式的m面氮化物类半导体发光元件的输出的比较。图12的曲线(a)表示了具备具有一边为0.3mm的正方形的LED大小(ρ侧电极的面积为81000 μ m2)、厚度为0.045 μ m的活性层、和103 μ m的η型GaN类半导体区域(D = 4.37Χ10—`4)的m面氮化物类半导体发光元件的输出，曲线(b)表示了比较例的具有具有一边为0.3mm的正方形的LED大小(ρ侧电极的面积为81000 μ m2)、厚度为0.06 μ m的活性层、和53μπι的η型GaN类半导体区域(D =1.13Χ10_3)的m面氮化物类半导体发光元件的输出。反映图11所示的结果，本实施方式的元件即使在高电流密度下线性依然良好，可得到高的光输出。接着，继续参照图3 (a)，说明本实施方式的氮化物类半导体发光元件100的制造方法。首先，准备m面基板10。在本实施方式中，使用GaN基板作为基板10。本实施方式的GaN基板是使用HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy:氢化物气相外延)法获得的。例如，首先在c面蓝宝石基板上生长5 20mm量级(order)的厚膜GaN。之后，厚膜GaN在c面的垂直方向，通过用m面切出的方式得到m面GaN基板。GaN基板的制作方法不限于上述方式，例如使用钠焊剂(Sodium flux)法等液相生长或氨热(Ammonothermal)法等融液生长方法，制成块的GaN结晶块，使用m面将其切出的方法亦可。作为基板10，除了 GaN基板，还能够使用例如氧化镓、SiC基板、Si基板、蓝宝石基板等。为了在基板上外延生长由m面形成的GaN类半导体，SiC或蓝宝石基板的面方位也最好是m面。但是，因为还有在r面蓝宝石基板上a面GaN生长的事例，所以根据生长条件的不同，也可能存在生长用表面不必须为m面的情况。至少半导体层叠结构20的生长面最好为m面。在本实施方式中，在基板10上,通过MOCVD (Metal Organic Chemical VaporDeposition:金属有机化学气相沉积)法依次形成结晶层。具体而言，在m面GaN基板10上形成η型的41#&4111^层22。例如形成厚度3μπι的GaN作为AluGavInwN层22。在形成GaN的情况下，通过在1100°C下向m面GaN基板10上提供 TMG (Ga (CH3) 3)、TMA (Al (CH3)3)和 NH3 来堆积 GaN 层。接着，在η型的AluGavInwN层22上形成活性层24。在本实施方式中，以活性层24的厚度与η型半导体层的最终厚度(GaN基板10的厚度与AluGavInwN层22的厚度的合计)之比D为1.8Χ10_4彡D彡14.1X 10_4的方式形成活性层24。进而，也可以使
2.62Χ 10_4彡D彡8.49X10'在该例中，活性层24具有3周期的厚度为15nm的Gaa9InaiN阱层与厚度为30nm的GaN阻挡层交替层叠的GalnN/GaN多重量子阱(MQW)结构。形成Gaa9InaiN阱层时，因为In的引进，生长温度可降低至800°C。接着，在活性层24上堆积例如厚度30nm的不掺杂的GaN层。接着，在不掺杂的GaN层上形成AldGaeN层25。形成例如厚度0.05 μ m的p_Al0.14Ga0.86N作为AldGaeN层25的情况下，在950°C的生长温度下，供给Cp2Mg (环戊二烯镁)作为TMG、NH3、TMAjP ρ型杂质。接着，在P-AldGaeN层25的上部形成例如厚度为50nm的p_AldGaeN接触层26。此时，通过使Cp2Mg的供给量增加，来使P-AldGaeN接触层26的Mg浓度高于AldGaeN层25其他部分的Mg浓度。作为P-AldGaeN接触层2 6，形成具有4 X IO19CnT3的Mg浓度、厚度50nm的GaN层时，例如保持生长温度为950°C，供给流量8sccm的TMG、流量7.5slm的NH3和流量400sccm的Cp2Mg即可。例如，若Mg的原料气体的流量与原料气体(晶体和杂质的原料气体)的流量的合计之比为5%以上，则能够使P-AldGaeN接触层26的杂质浓度为4X IO19CnT3以上。P-AldGaeN接触层26的生长温度能为900°C以上1000°C以下。若生长温度低于900°C，由于生长比例降低，会有结晶性降低的问题，若生长温度高于1000°C，由于氮的脱離引起表面干裂。之后，通过进行氯类干法蚀刻，除去ρ-GaN接触层、AldGaeN层25、不掺杂的GaN层和活性层24的一部分而形成凹部42，使AlxGayInzN层22的η侧电极形成区域露出。接着，在位于凹部42的底部的η侧电极形成区域上，形成作为η侧电极40的Ti/Pt层。进而，在P-AldGaeN接触层26上形成Ag层。由此，形成P侧电极30。之后，以600°C的温度进行10分钟的热处理。此处，P侧电极30的面积为I X IO2 μ m2彡S彡9 X IO4 μ m2或者 2.5 X IOm2 ( S。此外,之后使用激光剥离(Laser lift-off )、蚀刻、研磨等方法除去基板10,以至于AluGavInwN层22的一部分。在此情况下，可以只除去基板10，也可选择只去掉基板10和AluGavInwN层22的一部分。当然，也可以不除去基板10和AluGavInwN层22将二者留下。形成上述半导体层叠结构的工序在多个半导体发光元件的基板10被分割前形成为I枚晶片的状态下实行。之后，通过分割晶片状的半导体层叠结构，分割为一个个芯片。在本实施方式中，以使分割后的活性层24的生长面面积S为1Χ102μπι2< S彡9.9 X IO4 μ m2的方式分割半导体层叠结构。此外，以S彡2.8 X IOm2的方式分割更容易。通过以上工序，形成本实施方式的氮化物类半导体发光元件100。在本实施方式的氮化物类半导体发光元件100中，在η侧电极40与ρ侧电极30之间施加电压时，从P侧电极30向活性层24注入空穴，从η侧电极40向活性层24注入电子，产生例如450nm波长的发光。(其他的实施方式)本发明实施方式的上述发光元件可以原封不动的作为光源使用。但是，本实施方式的发光元件若与具有用于转换波长的荧光物质的树脂等组合，则也可以作为扩大了波段的光源(例如白色光源)使用。图13是表不了这种白色光源的一个例子的不意图。图13的光源包括具有图3
(a)所示结构的发光元件100和树脂层200，所述树脂层200分散了将从该发光元件100发射的光的波长转换为更长波长的突光体(例如YAG:Yttrium Alumninum Garnet)。发光元件100装载于在表面形成有配线图案的支承部件220上，在支承部件220上以包围发光元件100的方式配置有反射部件240。树脂层200形成为覆盖发光元件100。此外，已说明与电极30接触的ρ型半导体区域由GaN或AlGaN构成的情况，该区域也可以由包含In的层，例如InGaN构成。此种情况下，能够将使In的组成例如为0.2的“Ina2Gaa8N”用作与电极30接触的接触层。通过使GaN中包含In，能够使AlaGabN (a + b=1，a彡0，b > O)的能带隙比GaN的能带隙小，所以能够降低接触电阻。由以上可知，与电极30接触的ρ型半导体区域(P-AldGaeN接触层26)可以由AlxGayInzN (x + y + z = I,X彡O, y彡O, z彡O)半导体形成。此外，实际的m面半导体的生长面或者主面不必须是完全与m面平行的面，也可从m面以规定的角度倾斜。倾斜角度由氮化物半导体层的实际的生长面的法线与m面(不倾斜情况下的m面)的法线形成的角度决定。实际生长面可以从m面(不倾斜情况下的m面)向由c轴方向和a轴方向表示的矢量方向倾斜。倾斜角度Θ的绝对值在c轴方向上为5°以下，优选1°以下的范围。另外，在a轴方向上5°以下，优选1°以下的范围。S卩，在本发明中，“m面”包括在±5°的范围内从m面(不倾斜情况下的m面)在规定的方向上倾斜的面。这样的倾斜角度是指氮化物半导体层的生长面整体从m面倾斜，微观上也包括多个m面区域露出的情况。由此可认为，从m面以绝对值为5°以下的角度倾斜的面与m面具有相同的性质。此外，倾斜角度Θ的绝对值比5°大时，由于压电电场，内部量子效率降低。因而，倾斜角度Θ的绝对值最好设定在5°以下。此外，在第一、第二实施方式中掺杂了 Mg作为AldGaeN层25和p_AldGaeN接触层26的P型杂质。在本发明中，也可掺杂Mg以外的例如Zn、Be等,作为ρ型掺杂剂。根据上述实施方式，在m面基板上晶体生长的GaN类半导体元件或者以m面为主面的GaN类半导体层叠结构体中，可以得到抑制载流子溢出，且在大范围的电流密度下稳定高效的发光效率。即，可得到输出的线性。因此，现有的在低电流区域中因很难得到高功率而难以被积极利用的在m面基板上晶体生长的GaN类半导体元件或以m面为主面的GaN类半导体层叠结构体，能够得到积极的利用。产业上的可利用性本发明的实施方式能够运用于从紫外到蓝色、绿色、橙色和白色等可视区域内全部的波长区域中的发光二极管、激光二极管等GaN类半导体发光元件及其制造方法。符号的説明10基板(GaN类基板)12基板的表面(m面)20半导体层叠结构22AluGavInwN 层24活性层25AldGaeN 层26p_AldGaeN 接触层30p侧电极40η侧电极100、101氮化物类半导体发光元件200树脂层220支承部件240反射部件
权利要求
1.一种氮化物类半导体发光元件，其特征在于:具有生长面为m面、由GaN类半导体形成的半导体层叠结构，所述半导体层叠结构具有:n型半导体层；p型半导体层；设置于所述P型半导体层上的P侧电极；和位于所述η型半导体层与所述P型半导体层之间的活性层，所述活性层的厚度与所述η型半导体层的厚度之比D为1.8 X 10_4≤D≤14.1X10_4，所述P侧电极的面积S为I X IO2 μ m2≤S≤9 X IO4 μ m2，外部量子效率成为最大时的88%时的最大电流密度为2A/mm2以上。
2.如权利要求1所述的氮化物类半导体发光元件，其特征在于:所述活性层的厚度与所述η型半导体层的厚度之比D为2.62X 10_4 ≤D ≤8.49Χ 10_4。
3.如权利要求1或者2所述的氮化物类半导体发光元件，其特征在于:所述P侧电极的面积S为I X IO2 μ m2 ≤S ≤4 X IO4 μ m2。
4.如权利要求1 3中任一项所述的氮化物类半导体元件，其特征在于:所述活性层具有2X IO17CnT3以上的氧浓度。
5.如权利要求1 4中任一项所述的氮化物类半导体元件，其特征在于:所述活性层的厚度为0.027 μ m以上0.045 μ m以下。
6.如权利要求1 5中任一项所述的氮化物类半导体发光兀件,其特征在于:所述η型半导体层包括由η型半导体形成的基板。
7.如权利要求1 6中任一项所述的氮化物类半导体发光元件，其特征在于:所述半导体层叠结构由AlxGayInzN半导体形成,其中x + y + z = l,x≥O, y≥O,z ≥O。
8.一种光源，其特征在于，包括:权利要求1 7中任一项所述的氮化物类半导体发光元件；和包含对从所述氮化物类半导体发光元件发射出的光的波长进行转换的荧光物质的波长转换部。
9.一种氮化物类半导体发光元件的制造方法，其特征在于，包括:形成生长面为m面、由GaN类半导体形成的半导体层叠结构的工序(a);和在所述半导体层叠结构上形成P侧电极的工序(b)，所述工序(a)包括:形成η型半导体层的工序(al)；在所述工序(al)之后，形成活性层的活性层形成工序(a2 );和在所述工序(a2)之后，形成P型半导体层的工序(a3)，在所述工序(al)和(a2)中，以使得外部量子效率成为最大时的88%时的最大电流密度为2A/mm2以上的方式形成所述η型半导体层和所述活性层，在所述工序(a2)中，以使得所述活性层的厚度与所述η型半导体层的最终的厚度之比D为1.8 X IO-4 ≤D ≤14.1XlO-4的方式形成所述活性层，在所述工序(b)中，以使得所述P侧电极的面积S为I X IO2 μ m2 μ m2≤S≤9 X IO4 μ m2的方式形成所述P侧电极。
10.如权利要求9所述的氮化物类半导体发光元件的制造方法，其特征在于:在所述工序(a2)中，以使得所述活性层的厚度与所述η型半导体层的最终的厚度之比D为2.62X 10_4 ≤D ≤8.49X 10_4的方式形成所述活性层。
11.如权利要求9或10所述的氮化物类半导体发光元件的制造方法，其特征在于:在所述工序(b)中，以使得所述P侧电极的面积S为I X IO2 μ Hi2 μ Hi2≤S≤4 X IO4 μ m2的方式形成所述P侧电极。
12.如权利要求9 11中任一项所述的氮化物类半导体发光元件的制造方法，其特征在于:所述活性层具有2Χ IO17Cm-3以上的氧浓度。
13.如权利要求9 12中任一项所述的氮化物类半导体元件的制造方法，其特征在于:所述活性层的厚度为0.027 μ m以上0.045 μ m以下。
14.如权利要求9 13中任一项所述的氮化物类半导体发光元件的制造方法，其特征在于:所述η型半导体层包括由η型半导体形成的基板。
15.如权利要求9 14中任一项所述的氮化物类半导体发光元件的制造方法，其特征在于:所述半导体层叠结构由AlxGayInzN半导体形成,其中x + y + z = l,x≥O, y≥0,z ≥0。
全文摘要
实施方式的氮化物类半导体发光元件具有生长面为m面、由GaN类半导体形成的半导体层叠结构。半导体层叠结构具有n型半导体层；p型半导体层；设置于所述p型半导体层上的p侧电极；和位于所述n型半导体层与所述p型半导体层之间的活性层。活性层的厚度与n型半导体层的厚度比D为1.8×10-4≤D≤14.1×10-4，p侧电极的面积S为1×102μm2≤S≤9×104μm2，外部量子效率成为最大时的88%时的最大电流密度为2A/mm2以上。
文档编号H01L33/32GK103081138SQ201280002630
公开日2013年5月1日 申请日期2012年5月2日 优先权日2011年5月18日
发明者横川俊哉, 岩永顺子, 井上彰 申请人:松下电器产业株式会社