(57)【要約】放射を放出する活性層（７）と、ｎ型コンタクト（１０）と、ｐ型コンタクト（９）と、電流拡散層（４）と、を有するＬＥＤ、を提供する。電流拡散層（４）は、活性層（７）とｎ型コンタクト（１０）との間に配置されている。さらには、電流拡散層（４）は、積層体の複数個の繰り返しを備えており、積層体は、少なくとも１つのｎ型ドープ層（４４）と、アンドープ層（４２）と、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）から成る層（４３）と、を備えている。ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層（４３）は、Ａｌ含有量の濃度勾配を有する。【選択図】図３
2011505070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射を放出する活性層（７）と、ｎ型コンタクト（１０）と、ｐ型コンタクト（９）と、電流拡散層（４）と、を有するＬＥＤであって、
−  前記電流拡散層（４）が前記活性層（７）と前記ｎ型コンタクト（１０）との間に配置されており、
−  前記電流拡散層（４）が積層体の複数の繰り返しを有し、
−  前記積層体が、少なくとも１つのｎ型ドープ層（４４）と、アンドープ層（４２）と、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）から成る層（４３）と、を有し、
−  ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る前記層（４３）がＡｌ含有量の濃度勾配を有する、
ＬＥＤ。
【請求項２】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る前記層（４３）が前記アンドープ層（４２）と前記ｎ型ドープ層（４４）との間に配置されている、請求項１に記載のＬＥＤ。
【請求項３】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る前記層（４３）が、前記活性層（７）への方向に減少するＡｌ含有量の濃度勾配、を有する、請求項１または請求項２のいずれかに記載のＬＥＤ。
【請求項４】
前記Ａｌ含有量の前記濃度勾配が線形的に減少する、請求項３に記載のＬＥＤ。
【請求項５】
前記Ａｌ含有量の前記濃度勾配が段階的に減少する、請求項３に記載のＬＥＤ。
【請求項６】
前記電流拡散層（４）が、前記積層体の１１以上の繰り返しを有する、請求項１から請求項５のいずれかに記載のＬＥＤ。
【請求項７】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る前記層（４３）が、１０ｎｍ〜２０ｎｍの間の厚さを有する、請求項１から請求項６のいずれかに記載のＬＥＤ。
【請求項８】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る前記層（４３）における前記アルミニウム含有量ｘに、０．１≦ｘ≦０．３が当てはまる、請求項１から請求項７のいずれかに記載のＬＥＤ。
【請求項９】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る前記層（４３）が少なくとも部分的にドープされている、請求項１から請求項８のいずれかに記載のＬＥＤ。
【請求項１０】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る前記層（４３）が少なくとも部分的にＳｉドープされている、請求項９に記載のＬＥＤ。
【請求項１１】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る前記層（４３）のうち、前記活性層（７）の側にある部分領域（４３ｂ）、がドープされている、請求項９から請求項１０のいずれかに記載のＬＥＤ。
【請求項１２】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る前記層（４３）のうち、前記活性層（７）とは反対側の部分領域（４３ａ）、がドープされていない、請求項１から請求項１１のいずれかに記載のＬＥＤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１による、電流拡散層を有するＬＥＤに関する。
【関連出願】
【０００２】
本特許出願は、独国特許出願第１０２００７０５７６７４．０号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本出願に組み込まれている。
【背景技術】
【０００３】
従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）においては、電気コンタクト接続が、一般的には２つの電気コンタクト層によって行われており、この場合、コンタクトエリアはチップ表面の比較的小さい領域のみに設けられていることが多い。このタイプのコンタクト接続は、半導体チップにおける不均一なキャリア注入（energization）につながり、これによって順方向電圧が上昇し、活性ゾーンにおける量子効率が低下し、これは不利である。この影響は、特に、半導体材料の横方向伝導度（transverse conductivity）が低い場合、特に窒化物化合物半導体の場合に発生する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), October 18, 1993, 2174 - 2176
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、改良された横方向伝導度と改良された縦方向電流輸送（vertical current transport）とを特徴とする改良された電流拡散構造を有するＬＥＤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、特許請求項１の特徴を備えているＬＥＤによって達成される。従属請求項は、本発明の有利な構造形態および発展形態に関する。
【０００７】
本発明によると、放射を放出する活性層と、ｎ型コンタクトと、ｐ型コンタクトと、電流拡散層と、を有するＬＥＤ、を提供する。電流拡散層は、活性層とｎ型コンタクトとの間に配置されている。さらには、電流拡散層は、積層体の複数個の繰り返し（multiply repeating layer sequence）を有する。積層体は、第１のｎ型ドープ層と、アンドープ層と、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）から成る層と、を有し、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層は、Ａｌ含有量の濃度勾配を有する。
【０００８】
積層体の複数個の繰り返しを有する電流拡散層においては、アンドープ層と、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層との間の界面に、２次元電子ガスが形成される。２次元電子ガスが形成される結果として、電流拡散層の横方向伝導度が上昇し、これは有利である。電流拡散層の横方向伝導度が上昇することは、活性層への均一なキャリア注入につながり、これによってＬＥＤの効率が高まり、これは有利である。
【０００９】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層のアルミニウム含有量の濃度勾配によって、電流拡散層における縦方向電流輸送が向上する。さらには、これによって、個々の層の間の界面における歪みが減少する。このことは、ＬＥＤの劣化の低減につながり、この結果として、ＬＥＤの長期的な安定性および寿命が増大し、これは有利である。
【００１０】
したがって、電流拡散層の組成の結果として、アンドープ層とＡｌｘＧａ１−ｘＮ層との間の界面に２次元電子ガスが形成されることにより、高い横方向伝導度がもたらされる。さらには、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層のアルミニウム含有量の濃度勾配の結果として、電流拡散層における縦方向電流輸送が最適化される。
【００１１】
本発光ダイオード（ＬＥＤ）は、薄膜ＬＥＤとして具体化されていることが好ましい。薄膜ＬＥＤの場合には、ＬＥＤの積層体を上に形成させた（特に、堆積させた）製造基板（production substrate）を、部分的または完全に除去する。製造基板は、積層体を上にエピタキシャル成長させる成長基板であることが好ましい。
【００１２】
薄膜発光ダイオードチップの基本的な原理は、例えば、非特許文献１に記載されており、これに関するこの文書の開示内容は、参照によって本出願に組み込まれている。
【００１３】
本ＬＥＤは、窒化物化合物半導体をベースとしていることが好ましい。これに関して、「窒化物化合物半導体をベースとしている」とは、活性エピタキシャル積層体またはその少なくとも１つの層が、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物化合物半導体材料、好ましくはＡｌｎＧａｍＩｎ１−ｎ−ｍＮ（０≦ｎ≦１、０≦ｍ≦１、ｎ＋ｍ≦１）を備えていることを意味する。この場合、この材料は、上の化学式による数学的に正確な組成を有する必要はない。そうではなく、この材料は、１つまたは複数のドーパントと、ＡｌｎＧａｍＩｎ１−ｎ−ｍＮ材料の特徴的な物理特性を実質的に変化させることのない追加の構成成分とを含んでいることができる。しかしながら、説明を簡潔にする目的で、上の化学式は、結晶格子の本質的な構成成分（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｎ）を含んでいるのみであり、これらの構成成分は、その一部を少量のさらなる物質によって置き換えることができる。
【００１４】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層は、アンドープ層とｎ型ドープ層との間に配置されていることが好ましい。
【００１５】
アンドープ層とＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層との間の界面に、特に高い横方向伝導度を有する領域が形成される。この領域の横方向伝導度が高いことは、各界面において伝導帯および価電子帯のバンド端の曲がりが発生することによりポテンシャル井戸が形成され、これらの井戸の中に、特に高い横方向伝導度を有する２次元電子ガスが発生するというバンドモデルにおいて説明することができる。
【００１６】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層とｎ型ドープ層との間の界面には、負の分極電荷が形成されることがあり、結果として、電子に対する障壁が形成され、この障壁は、電流拡散層における縦方向電流輸送に対して悪影響を及ぼすことがある。このような障壁は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層におけるアルミニウム含有量の濃度勾配によって、２次元電子ガスにおける電荷キャリア密度を大幅に変化させることなく減少させることができる。さらには、アンドープ層とＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層との間の界面と、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層とｎ型ドープ層との間の界面とに発生する歪みも、この濃度勾配によって減少する。
【００１７】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層は、活性層への方向に減少する、アルミニウム含有量の濃度勾配を有することが好ましい。
【００１８】
このようにして構築される電流拡散層を理由として、アンドープ層とＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層との間の界面に２次元電子ガスが形成され、この電子ガスによって電流拡散層の横方向伝導度が増大し、したがって、活性層への均一なキャリア注入が達成される。ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層のアルミニウム含有量の濃度勾配（活性層に向かって減少する）によって、電流拡散層における縦方向電流輸送が良好になり、この結果として活性層へのキャリア注入が改良される。
【００１９】
アルミニウム含有量の濃度勾配は、線形的に減少することが好ましい。これに代えて、アルミニウム含有量の濃度勾配は、段階的に減少することができる。
【００２０】
電流拡散層は、積層体の少なくとも１０個の繰り返しを有することが好ましく、特に好ましくは、電流拡散層は、積層体の少なくとも２０個の繰り返しを有する。
【００２１】
このようにして、電流拡散層には、アンドープ層とＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層との間の界面が多数形成され、これらの界面には、バンドの曲がりに起因してそれぞれのポテンシャル井戸が形成され、これらの井戸の中に、高い横方向伝導度を有する２次元電子ガスが発生する。したがって、電流拡散層全体の横方向伝導度は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層が１つのみ埋め込まれている電流拡散層と比較して、さらに増大する。
【００２２】
さらには、アルミニウム含有量の濃度勾配を有する、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層が複数存在する結果として、電流拡散層全体における縦方向電流輸送が増大し、この結果として、全体としてＬＥＤの効率が高まる。
【００２３】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層は、１０ｎｍ〜２０ｎｍの間の厚さ、例えば１２ｎｍの厚さを有することが好ましい。
【００２４】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層におけるアルミニウム含有量ｘには、０．１≦ｘ≦０．３が当てはまることが好ましい。ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層におけるアルミニウムの割合ｘは、一例として、アンドープ層との界面において０．２である。
【００２５】
このように、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層におけるアルミニウム含有量を、例えばアンドープ層との界面においてｘ＝０．２と選択し、活性層に向かう方向に含有量が減少することによって、２次元電子ガスにおける電荷キャリア密度の望ましい増大と、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層とｎ型ドープ層との間の界面における縦方向電流輸送障壁の望ましくない増大との間で、最適な妥協点となる。全体として、ＬＥＤの効率が高まり、これは有利である。
【００２６】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層は、少なくとも部分的にドープされていることが好ましい。ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層は、少なくとも部分的にＳｉドープされていることが好ましい。
【００２７】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層のうち、活性層の側にある部分領域がドープされており、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層のうち、活性層とは反対側の部分領域がドープされていないことが好ましい。
【００２８】
２次元電子ガスにおける電子の移動度が高いことの主たる理由は、イオン化されたドーピング原子の拡散が低減するためである。２次元電子ガスは、アンドープ層とＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層との間の界面に形成され、この場合、２次元電子ガスは、アンドープ層に集中して存在する。２次元電子ガスにおける電子の移動度は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層のうち活性層とは反対側のアンドープ部分領域によってさらに高まり、なぜなら、イオン化されたドーピング原子の拡散がさらに減少するためである。結果として、横方向伝導度および電流拡散がさらに改良され、その結果としてＬＥＤの効率が高まり、これは有利である。
【００２９】
本ＬＥＤのさらなる特徴、利点、好ましい構造形態、および有用性は、以下に図１〜図３を参照しながら説明する例示的な実施形態から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるＬＥＤの例示的な実施形態の概略的な断面を示している。
【図２】本発明によるＬＥＤの電流拡散層の積層体の例示的な実施形態の概略的な断面を示している。
【図３】本発明によるＬＥＤの電流拡散層の例示的な実施形態の概略的な断面における、アルミニウム含有量のプロファイルを示している。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
同一の構成部分、または機能が同じである構成部分には、いずれの場合も同一の参照数字を付してある。図示した構成部分と、構成部分の互いのサイズの関係は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。
【００３２】
図１は、エピタキシャル積層体１３を有する、本発明によるＬＥＤの概略的な断面を示しており、このＬＥＤは薄膜ＬＥＤとして具体化されていることが好ましい。薄膜ＬＥＤの場合には、ＬＥＤの積層体を上に形成させた（特に、堆積させた）製造基板を、部分的または完全に除去する。製造基板は、積層体を上にエピタキシャル成長させる成長基板であることが好ましい。
【００３３】
ＬＥＤのエピタキシャル積層体１３は、活性層７を有する。ＬＥＤの活性層７は、好ましくは、放射を発生させるためのｐｎ接合、ダブルへテロ構造、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）、または特に好ましくは単一量子井戸構造（ＳＱＷ）を備えている。本出願においては、量子井戸構造という表現は、具体的には、閉じ込めの結果として電荷キャリアにおいてエネルギー状態の量子化が起こりうる任意の構造を含んでいる。特に、量子井戸構造という表現は、量子化の次元について何らかの指定を行うものではない。したがって、量子井戸構造は、特に、量子井戸、量子細線、量子ドットおよびこれらの構造の任意の組合せを包含する。
【００３４】
活性層７は、例えば、ｐ型ドープ半導体層８と、ｎ型ドープ接合層６との間に配置されている。本ＬＥＤのｐ型ドープ半導体層８は、単一の層ではないものと理解されたい。そうではなく、ｐ型ドープ半導体層８は、同様にｐ型にドープされた積層体から構成することができる。
【００３５】
ｎ型ドープ接合層６には、一例として、例えばＧａＮから成るｎ型ドープ層５が隣接している。ＧａＮから成るｎ型ドープ層５の上には電流拡散層４が配置されており、電流拡散層４の上には、一例として、例えばＧａＮから成る第２のｎ型ドープ層３が形成されていることが好ましい。第２のｎ型ドープ層３の上には、ｎ型コンタクト１０が配置されていることが好ましい。
【００３６】
ｎ型コンタクト１０は、良好な電流拡散を得る目的で、ボンディングパッド、もしくは、ボンディングパッドに電気的に接続されている複数のコンタクトウェブ（contact web）、またはその両方を備えていることができる。ボンディングパッドに導電接続されている複数のコンタクトウェブを有する編成構造によって、ＬＥＤにおける比較的均一な電流分布を達成することが可能である。
【００３７】
エピタキシャル積層体１３は、ｎ型コンタクト１０とは反対側の面において、接続層１２（例えばはんだ層）によってキャリア１の上に固定されている。このキャリアの裏側には、例えば電極２を設けることができる。
【００３８】
ｎ型コンタクト１０およびｐ型コンタクト９は、ＬＥＤのエピタキシャル積層体１３との電気的な接触を形成する目的で設けられている。ｐ型コンタクト９は、キャリア１の側のエピタキシャル積層体１３の面に隣接しており、この場合、ｐ型コンタクト９は、隣接しているエピタキシャル積層体１３とのオーミック接触を形成することが好ましい。ｐ型コンタクト９は、好ましくは、活性層７によって放出される放射を反射する層とすることができる。このようにして、例えば、キャリア１の中または接続層１２において生じうる吸収損失が低減する。
【００３９】
ｐ型コンタクト９と接続層１２との間には、バリア層１１が含まれていることが好ましく、このバリア層は、例えばＴｉＷＮを含んでいる。バリア層１１は、特に、接続層１２の材料がｐ型コンタクト９の中に拡散することを防止し、拡散は、特に、ミラー層として機能するｐ型コンタクト９の反射を阻害しうる。
【００４０】
本ＬＥＤは、窒化物化合物半導体をベースとしていることが好ましい。これに関して、「窒化物化合物半導体をベースとしている」とは、活性エピタキシャル積層体またはその少なくとも１つの層が、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物化合物半導体材料、好ましくはＡｌｎＧａｍＩｎ１−ｎ−ｍＮ（０≦ｎ≦１、０≦ｍ≦１、ｎ＋ｍ≦１）を備えていることを意味する。この場合、この材料は、上の化学式による数学的に正確な組成を有する必要はない。そうではなく、この材料は、１つまたは複数のドーパントと、ＡｌｎＧａｍＩｎ１−ｎ−ｍＮ材料の特徴的な物理特性を実質的に変化させることのない追加の構成成分とを含んでいることができる。しかしながら、説明を簡潔にする目的で、上の化学式は、結晶格子の本質的な構成成分（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｎ）を含んでいるのみであり、これらの構成成分は、その一部を少量のさらなる物質によって置き換えることができる。
【００４１】
電流拡散層４は、ＬＥＤのｎ型ドープ側に位置していることが好ましい。電流拡散層４は、２つのｎ型ドープ層３，５の間に配置されていることが好ましく、これらの層３，５は、例えばＧａＮを含んでおり、いずれもＳｉドープされていることが好ましい。
【００４２】
電流拡散層４は、積層体の複数個の繰り返しを有する。電流拡散層４は、積層体の少なくとも１０個の繰り返しを有することが好ましく、特に好ましくは、電流拡散層４は、積層体の少なくとも２０個の繰り返しを有する。
【００４３】
図２は、電流拡散層の積層体の概略的な断面の詳細な構造を示している。
【００４４】
この積層体は、例えばＧａＮから成るｎ型ドープ層４１と、例えばＧａＮから成る、隣接するアンドープ層４２とを有する。ＧａＮから成るアンドープ層４２には、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）から成る層４３が隣接していることが好ましい。ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３は、アンドープ部分領域４３ａとドープされた部分領域４３ｂとから成ることが好ましく、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３のドープされた部分領域４３ｂは、活性層７の側にある。ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３には、例えばＧａＮから成る第２のｎ型ドープ層４４が隣接している。
【００４５】
このようにして構築される電流拡散層４を理由として、ＧａＮから成るアンドープ層４２とＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３との間の界面に２次元電子ガスが形成される。２次元電子ガスが形成される結果として、電流拡散層４の横方向伝導度が上昇し、これは有利である。電流拡散層４の横方向伝導度が上昇することは、活性層７への均一なキャリア注入につながり、これによってＬＥＤの効率が高まり、これは有利である。
【００４６】
横方向伝導度が高いことは、各界面に伝導帯および価電子帯のバンド端の曲がりが発生することによってポテンシャル井戸が形成され、これらの井戸の中に、特に高い横方向伝導度を有する２次元電子ガスが発生するというバンドモデルにおいて説明することができる。
【００４７】
電流拡散層４は、図２に示したような積層体の少なくとも１０個の繰り返しを有することが好ましい。特に好ましくは、電流拡散層４は、積層体の少なくとも２０個の繰り返しを有する。
【００４８】
このようにして、電流拡散層４には、ＧａＮから成るアンドープ層４２とＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３との間の界面が多数形成され、これらの界面には、バンドの曲がりに起因してそれぞれのポテンシャル井戸が形成され、これらの井戸の中に、高い横方向伝導度を有する２次元電子ガスが発生する。したがって、電流拡散層全体の横方向伝導度は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３が１つのみ埋め込まれている電流拡散層と比較して、さらに増大する。
【００４９】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３は、部分領域４３ｂにおいてドープされていることが好ましい。部分領域４３ｂは、Ｓｉドープされていることが好ましい。
【００５０】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３のうち、活性層７とは反対側の部分領域４３ａは、ドープされていないことが好ましい。
【００５１】
２次元電子ガスにおける電子の移動度が高いことの主たる理由は、イオン化されたドーピング原子の拡散が低減するためである。２次元電子ガスは、ＧａＮから成るアンドープ層４２と、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３との間の界面に形成され、この場合、２次元電子ガスは、ＧａＮから成るアンドープ層４２に集中して存在する。２次元電子ガスにおける電子の移動度は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３のうち活性層７とは反対側のアンドープ部分領域４３ａによってさらに高まり、なぜなら、イオン化されたドーピング原子の拡散がさらに減少するためである。結果として、横方向伝導度および電流拡散がさらに改良され、その結果としてＬＥＤの効率が高まり、これは有利である。
【００５２】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３と、ＧａＮから成る第２のｎ型ドープ層４４との間の界面には、負の分極電荷が形成されることがあり、結果として、電子に対する障壁が形成され、この障壁は、電流拡散層４における縦方向電流輸送に対して悪影響を及ぼすことがある。この障壁の形成は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３におけるアルミニウム含有量の濃度勾配によって、２次元電子ガスにおける電荷キャリア密度を大幅に変化させることなく防止することができる。さらには、ＧａＮから成るアンドープ層４２と、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３との間の界面と、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３と、ＧａＮから成る第２のｎ型ドープ層４４との間の界面とに発生する歪みも、この濃度勾配によって減少する。
【００５３】
図３は、電流拡散層４の積層体におけるアルミニウム含有量のプロファイルを示している。図３は、左から右に見たとき、ＧａＮから成るｎ型ドープ層４１、ＧａＮから成るアンドープ層４２、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３、ＧａＮから成る第２のｎ型ドープ層４４、を示している。
【００５４】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３は、活性層７への方向に減少する、アルミニウム含有量の濃度勾配を有する。アルミニウム含有量の濃度勾配は、線形的に減少することが好ましい。これに代えて、アルミニウム含有量の濃度勾配は、段階的に減少することができる。
【００５５】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３のアルミニウム含有量の濃度勾配によって、電流拡散層４における縦方向電流輸送が向上する。さらには、これによって、個々の層の間の界面における歪みが減少する。このことは、ＬＥＤの劣化の低減につながり、この結果として、ＬＥＤの長期的な安定性および寿命が増大し、これは有利である。
【００５６】
全体として、このように形成されている電流拡散層４を理由として、２次元電子ガスが形成される結果として高い横方向伝導度がもたらされ、それと同時に、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３におけるアルミニウム含有量の濃度勾配の結果として、電流拡散層４における縦方向電流輸送が最適化される。
【００５７】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３におけるアルミニウム含有量ｘには、０．１≦ｘ≦０．３が当てはまることが好ましい。特に好ましくは、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３におけるアルミニウムの割合ｘは、ＧａＮから成るアンドープ層４２との界面Ａにおいて０．２である。
【００５８】
このように、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３におけるアルミニウム含有量を、例えば、ＧａＮから成るアンドープ層４２との界面Ａにおいてｘ＝０．２と選択し、活性層７に向かう方向に含有量が減少することによって、２次元電子ガスにおける電荷キャリア密度の望ましい増大と、ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３と、ＧａＮから成る第２のｎ型ドープ層４４との間の界面における縦方向電流輸送障壁の望ましくない増大との間で、最適な妥協点となる。全体として、ＬＥＤの効率が高まり、これは有利である。
【００５９】
電流拡散層４の積層体は、例えば以下に示す層厚さを有する個々の層から構成される。
【００６０】
ＧａＮから成るｎ型ドープ層４１は、約１５ｎｍの厚さｄ４１を有することが好ましい。ＧａＮから成るアンドープ層４２（２次元電子ガスは主としてこの層に形成される）は、約１０ｎｍの厚さｄ４２を有することが好ましい。ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る層４３は、約１２ｎｍの厚さｄ４３を有することが好ましく、この場合、ドープされた部分領域４３ｂは、約８ｎｍの厚さｄ４３ｂを有する。この部分領域には、好ましくは約１３ｎｍの厚さｄ４４を有する、ＧａＮから成る第２のｎ型ドープ層４４が隣接している。したがって、全体として電流拡散層４の積層体の好ましい厚さｄ４は、約５０ｎｍとなる。したがって、好ましくは２０個の積層体から成る電流拡散層４の層厚さは、約１μｍとなる。
【００６１】
上述した層に加えて、本ＬＥＤは、例えば、バッファ層、バリア層、接合層のうちの１つ以上を含んでいることができる。さらには、ＬＥＤの個々の層は異なるドーピング処理を有することができる。
【００６２】
ここまで、本発明によるＬＥＤについて例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に制限されないものと認識されたい。本発明は、任意の新規の特徴と、特徴の任意の組合せ（特に、特許請求項における特徴の任意の組合せを含む）を包含しており、これらの特徴および組合せは、それ自体が特許請求項または例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合でも本発明に含まれる。
【図１】
2011505070.tif 000003
【図２】
2011505070.tif 000004
【図３】
2011505070.tif 000005
【国際調査報告】
2011505070.tif 000006
2011505070.tif 000007
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