KR20080098693A

Group iii nitride based light emitting diode structures with a quantum well and superlattice

Abstract

A light emitting diode having a Group III nitride-based superlattice and a Group III nitride-based active region on the superlattice is provided. The active region includes at least one quantum well structure. The quantum well structure includes a group-III nitride-based first barrier layer, a group-III nitride-based quantum well layer on the first barrier layer, and a second group-III nitride-based barrier layer. A method of manufacturing a group III nitride based semiconductor device is provided, comprising a group III nitride based semiconductor device and an active region comprising at least one quantum well structure. The quantum well structure includes a well support layer comprising a group-III nitride, a quantum well layer comprising a group-III nitride over the well support layer, and a cap layer comprising a group-III nitride over the quantum well layer. Alternate InXGa1-XLayer N and InYGa1-YThere is also provided a group III nitride-based semiconductor device including a gallium nitride-based superlattice having at least two periods of an N layer (where 0X<1, 0Y<1, and XY). The semiconductor device may be a light emitting diode having a group III nitride-based active region. The active region may be a multi-quantum well active region.

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19 claims: 1 independent, 18 dependent

  1. 1
    교호하는 In X Ga 1-X N층과 In Y Ga 1-Y N층(여기서, 0≤X<1이고 0≤Y<1이며 X≠Y)을 적어도 두 주기 가진 갈륨 나이트라이드계 초격자를 포함하고, 상기 교호하는 층의 첫 번째 층의 두께가 상기 교호하는 층의 두 번째 층의 두께보다 작으며, 상기 교호하는 In X Ga 1-X N층과 In Y Ga 1-Y N층에서의 In X Ga 1-X N층과 In Y Ga 1-Y N층을 합한 두께는 10Å 내지 140Å인 것을 특징으로 하는 Ⅲ족 나이트라이드계 반도체 소자.
  2. 2
    제1항에 있어서, 상기 교호하는 층의 첫 번째 층의 두께는 상기 교호하는 층의 두 번째 층의 두께의 1/2인 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  3. 3
    제1항에 있어서, 상기 갈륨 나이트라이드계 초격자는 5 내지 50 주기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  4. 4
    제1항에 있어서, 상기 갈륨 나이트라이드계 초격자는 25 주기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  5. 5
    제1항에 있어서, 상기 교호하는 In X Ga 1-X N층과 In Y Ga 1-Y N층에서의 In X Ga 1-X N층과 In Y Ga 1-Y N층을 합한 두께는 70Å보다 작은 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  6. 6
    제1항에 있어서, X=0인 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  7. 7
    제6항에 있어서, 상기 교호하는 In X Ga 1-X N층과 In Y Ga 1-Y N층에서의 In Y Ga 1-Y N층들은 5 내지 40Å의 두께를 가지며, 상기 교호하는 In X Ga 1-X N층과 In Y Ga 1-Y N층에서의 In X Ga 1-X N(X=0)층들은 5 내지 100Å의 두께를 가진 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  8. 8
    제7항에 있어서, 상기 교호하는 In X Ga 1-X N층과 In Y Ga 1-Y N층에서의 In Y Ga 1-Y N층들은 15Å의 두께를 가지며, 상기 교호하는 In X Ga 1-X N층과 In Y Ga 1-Y N층에서의 In X Ga 1-X N(X=0)층들은 30Å의 두께를 가진 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  9. 9
    제1항에 있어서, 상기 갈륨 나이트라이드계 초격자는 1×10 17 cm -3 내지 5×10 19 cm -3 의 레벨로 n-형 불순물이 도핑된 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  10. 10
    제9항에 있어서, 상기 갈륨 나이트라이드계 초격자의 도핑 레벨은 상기 교호하는 층들 자체의 도핑 레벨인 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  11. 11
    제9항에 있어서, 상기 갈륨 나이트라이드계 초격자의 도핑 레벨은 상기 교호하는 층들의 평균 도핑 레벨인 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  12. 12
    제1항에 있어서, 상기 초격자 부근에 도핑된 Ⅲ족 나이트라이드층을 더 포함하고, 상기 도핑된 Ⅲ족 나이트라이드층은 상기 도핑된 Ⅲ족 나이트라이드층과 상기 초격자의 평균 도핑이 1×10 17 cm -3 내지 5×10 19 cm -3 이 되도록 n-형 불순물로 도핑된 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  13. 13
    제1항에 있어서, 상기 초격자의 밴드갭은 3.15eV인 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  14. 14
    제1항에 있어서, 상기 초격자의 밴드갭은 2.95 내지 3.15eV인 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  15. 15
    제1항에 있어서, 상기 반도체 소자는 발광 다이오드를 포함하고, 상기 발광 다이오드는 상기 초격자 상에 Ⅲ족 나이트라이드계 활성 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  16. 16
    제15항에 있어서, 상기 활성 영역과 상기 초격자 사이에 Ⅲ족 나이트라이드계 스페이서층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  17. 17
    제16항에 있어서, 상기 스페이서층은 도핑되지 않은 GaN을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  18. 18
    제16항에 있어서, 상기 활성 영역은 적어도 하나의 양자 우물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
  19. 19
    제18항에 있어서, 상기 적어도 하나의 양자 우물의 밴드갭은 상기 초격자의 밴드갭보다 작은 것을 특징으로 하는 반도체 소자.
Independent claims19