JPH0797660B2

JPH0797660B2 - ＳｉＣ青色発光ダイオード

Info

Publication number: JPH0797660B2
Application number: JP26438487A
Authority: JP
Inventors: 純一佐野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1987-10-20
Filing date: 1987-10-20
Publication date: 1995-10-18
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH01106477A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明はSiC（シリコンカーバイド）青色発光ダイオー
ドに関する。

（ロ）従来の技術 SiCはバンドギヤツプが大きく、Pn両伝導形が得られる
ことから青色発光ダイオード用材料として注目を浴びて
きた。

SiC青色発光ダイオードの発光層はL.Hoftmannらの報告
（Journal Applied Physics 53（10）,6962,（1982））
から、カソードルミネツセンスを用いた測定でｎ型エピ
タキシヤル成長層で発光していることが知られている。
また、Giinther Zieglerらの報告（IEEE Trans,Elector
n Devices,ED−30,277（1983））より、アルミニウムド
ープｐ形SiCとアンドープｎ形SiCを比較すると、アルミ
ニウムドープｐ形SiCの方がかなり透過率が低いことが
知られている。更に、古賀らの報告（応用電子物性分科
会研究報告No.420,P1−6,1987）より、SiCの光透過率
はキヤリア濃度の増加とともに下がることが知られてい
る。

これらの点から、SiC青色発光ダイオード装置として
は、第４図に示す如くｎ型6H−SiC基板（１）の一主面
に窒素がドープされたｎ型6H−SiC層（２）とアルミニ
ウムがドープされたｐ型6H−SiC層（３）とを順次形成
してなるSiC青色発光ダイオード（４）の上記ｐ型6H−S
iC層（３）側を銀ペースト（５）等を介して反射器
（６）等に固着し、基板（１）側より光を取出す構成の
ものが考えられる。尚、図中（７）は基板（１）の他主
面の周縁に形成されたオーミツク性の第１電極、（８）
はｐ型6H−SiC層（３）表面に形成されたオーミツク性
の第２電極である。

斯る装置では第５図に示す如くｐ型6H−SiC基板（11）
上にｐ型6H−SiC層（12）とｎ型6H−SiC層（13）とを順
次積層してなるSiC青色発光ダイオード（14）の上記基
板（11）側を銀ペースト（15）等を介して反射器（16）
等に固着し、ｎ型6H−SiC層（13）側より光を取出す構
成とした装置に較べて光透過率が低いｐ型領域を薄くで
きるので光取出効率が向上する。尚、第５図中、（17）
はｐ型6H−SiC層（13）の表面周縁に形成されたオーミ
ツク性の第１電極、（18）は基板（11）裏面に形成され
たオーミツク性の第２電極である。

（ハ）発明が解決しようとする問題点然るに、基板をｎ型6H−SiCで構成してなるSiC青色発光
ダイオード（４）においても実用上充分な光取出効率が
得られなく、光取出効率の更に高いものが望まれてい
る。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は斯る点に鑑みてなされたもので、その構成的特
徴は、ｎ型4H−SiC基板上にｎ型6H−SiC層及びｐ型6H−
SiC層を順次積層したことにある。

（ホ）作用第３図はキヤリア濃度が５×10¹⁷/cm³のｎ型4H−SiCの
光透過率（図中、実線Ａ）とキヤリア濃度が３×10¹⁷/c
m³のｎ型6H−SiCの光透過率（図中、実線Ｂ）とを測定
した結果を示す。

第３図より明らかな如く、ｎ型4H−SiCは斯るSiCより低
濃度のｎ型6H−SiCに較べて波長460nm程度の青色光に対
する透過率が高い。尚、図示していないがキヤリア濃度
が３×10¹⁷/cm³のｐ型4H−SiCの光透過率は上記ｎ型6H
−SiCより低い。

（ヘ）実施例第１図（ａ）〜（ｉ）は本発明のSiC青色発光ダイオー
ドの製造方法を示す工程別断面図である。

第１図（ａ）は第１工程を示し、ｎ型4H−SiC基板（2
1）上に窒素がドープされたｎ型6H−SiC層（22）及びア
ルミニウムがドープされたｐ型6H−SiC層（23）を順次
成長させる。尚、斯る成長は周知のCVD法等により行な
う。

第１図（ｂ）は第２工程を示し、ｐ型6H−SiC層（23）
の表面及び側面と基板（21）及びｎ型6H−SiC層（22）
側面に膜厚2500Åの熱酸化SiO₂膜（24）を形成する。
尚、斯るSiO₂膜（24）の形成は湿潤な酸素が500SCCMの
割合で供給される1100℃の高温雰囲気中に120分間、上
記成長層（22）（23）が形成された基板（21）を保持す
ることにより行なえる。

第１図（ｃ）は第３工程を示し、ｐ型6H−SiC層（23）
表面のSiO₂膜（24）をホトリソグラフイ技術を用いて部
分的に除去し、紙面垂直方向に延在する開口（25）を形
成する。

第１図（ｄ）は第４工程を示し、上記SiO₂膜（24）をエ
ツチングマスクとしてｐ型6H−SiC層（23）表面より基
板（21）に達する溝（26）をエツチングにより形成す
る。斯るエツチングは基板（21）を1000℃に保持した状
態でArガスをISLM、Cl₂ガスを70SCCM、O₂ガスを14SCCM
ずつ基板表面に供給することにより行なえる。

第１図（ｅ）は第５工程を示し、SiO₂膜（24）を除去す
る。

第１図（ｆ）は第６工程を示し、ｐ型6H−SiC層（23）
表面及び側面、ｎ型6H−SiC層（22）及び基板（21）側
面と溝（26）内面に膜厚600Åの熱酸化SiO₂膜（27）を
形成する。尚、斯るSiO₂膜（26）の形成は乾燥酸素が50
0SCCMの割合で供給される1100℃の高温雰囲気中に５時
間、第１図（ｅ）に示す基板を保持することにより行な
える。

第１図（ｇ）は第７工程を示し、溝（26）により分離さ
れたｐ型6H−SiC層（23）の表面に夫々位置するSiO₂膜
（27）をホトリソグラフイ技術を用いて部分的に除去
し、紙面垂直方向に延在する開口（28）を形成する。

第１図（ｈ）は第８工程を示し、上記開口（28）により
露出したｐ型6H−SiC層（23）表面及び基板（21）裏面
に夫々Al−Si及びNi−Cr−Auからなるオーミツク性の第
１、第２電極（29）（30）を形成する。尚、上記第２電
極（30）は開口（28）直下には形成されない。

第１図（ｉ）は最終工程を示し、溝（26）に沿って基板
（21）を分割することによりSiC青色発光ダイオード（3
1）が完成する。

第２図は上記工程により作成されたSiC青色発光ダイオ
ード（31）のｐ型SiC層（23）側を銀ペースト（32）を
介して反射器（33）に固着した構成を示す。

第２図のような装置では、ｎ型6H−SiC層（22）とｐ型6
H−SiC層（23）との接合近傍で生じた青色光の大部分は
基板（21）を介して外部に取出されることとなるが、上
記基板（21）がｎ型4H−SiCで構成されているため、第
４図及び第５図に示した従来装置に較べて光取出効率は
50％以上向上した。また、本実施例の発光ダイオード
（31）のｎ型6H−SiC層（22）とｐ型6H−SiC層（23）と
の側面はSiO₂膜（27）で被われているため、第２図に示
す如く、ｐ型6H−SiC層（23）側をボンデイングした場
合であっても銀ペースト（32）の這い上りにより生じる
上記両層（22）（23）の短絡は生じない。

（ト）発明の効果本発明によれば、従来に比して光取出効率が大なるSiC
青色発光ダイオードを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｉ）は本発明のSiC青色発光ダイオー
ドの製造工程を示す工程別断面図、第２図は第１図に示
した工程により作成されたSiC青色発光ダイオードを反
射器に組込んだ構成を示す断面図、第３図は光透過率を
示す特性図、第４図及び第５図は従来例を示す断面図で
ある。（21）……ｎ型4H−SiC基板、（22）……ｎ型6H−SiC
層、（23）……ｐ型6H−SiC層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｎ型4H−SiC基板上にｎ型6H−SiC層及びｐ
型6H−SiC層を順次積層したことを特徴とするSiC青色発
光ダイオード。