JPH09129925A - ３族窒化物半導体素子 - Google Patents
３族窒化物半導体素子Info
- Publication number
- JPH09129925A JPH09129925A JP30825195A JP30825195A JPH09129925A JP H09129925 A JPH09129925 A JP H09129925A JP 30825195 A JP30825195 A JP 30825195A JP 30825195 A JP30825195 A JP 30825195A JP H09129925 A JPH09129925 A JP H09129925A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- nitride semiconductor
- light emitting
- base layer
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 claims description 12
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 12
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 claims description 5
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical group [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 111
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 12
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 8
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】３族窒化物半導体を用いた素子を高性能化し製
造速度を向上させる。 【解決手段】基板１と基板１上に形成されたバッファ層
２とそのバッファ層２上に形成された３族窒化物半導体
から成る基底層３とその基底層３上に形成された３族窒
化物半導体から成る素子層４，５，６１，６２とを有す
る半導体素子１０において、基底層３を有機金属化合物
気相成長法(MOVPE) により形成し、素子層４，５，６
１，６２を分子線エピタキー法(MBE) により形成した。
造速度を向上させる。 【解決手段】基板１と基板１上に形成されたバッファ層
２とそのバッファ層２上に形成された３族窒化物半導体
から成る基底層３とその基底層３上に形成された３族窒
化物半導体から成る素子層４，５，６１，６２とを有す
る半導体素子１０において、基底層３を有機金属化合物
気相成長法(MOVPE) により形成し、素子層４，５，６
１，６２を分子線エピタキー法(MBE) により形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、結晶性の良い素子
層を高い成長速度で得るようにした半導体素子に関す
る。
層を高い成長速度で得るようにした半導体素子に関す
る。
【０００２】
【従来技術】従来、サファイア基板上にバッファ層を形
成して、そのバッファ層上にGaN から成る基底層を厚さ
２〜３μｍに形成し、その基底層上にAlGaInN から成る
ヘテロ接合の発光層を形成した発光素子が知られてい
る。この発光素子の各層の形成は有機金属化合物気相成
長法(MOVPE) により形成されている。
成して、そのバッファ層上にGaN から成る基底層を厚さ
２〜３μｍに形成し、その基底層上にAlGaInN から成る
ヘテロ接合の発光層を形成した発光素子が知られてい
る。この発光素子の各層の形成は有機金属化合物気相成
長法(MOVPE) により形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、薄膜の成長方法
に膜厚の制御性の良い分子線エピタキー法(MBE) が知ら
れている。本発明者らは、上記構造の発光素子を分子線
エピタキー法(MBE) で形成した。しかし、基底層の厚さ
は２〜３μｍ必要であり、この厚さの基底層をMBE で成
長させるには長時間要した。又、素子の製造速度を向上
させるためには、この厚さの基底層の成長速度を速くす
る必要があるが、その成長速度を速くすると、基底層の
結晶性が低下し、従って、基底層の上に形成される発光
層の結晶性も低下した。その結果、発光輝度の高い素子
は得られなかった。
に膜厚の制御性の良い分子線エピタキー法(MBE) が知ら
れている。本発明者らは、上記構造の発光素子を分子線
エピタキー法(MBE) で形成した。しかし、基底層の厚さ
は２〜３μｍ必要であり、この厚さの基底層をMBE で成
長させるには長時間要した。又、素子の製造速度を向上
させるためには、この厚さの基底層の成長速度を速くす
る必要があるが、その成長速度を速くすると、基底層の
結晶性が低下し、従って、基底層の上に形成される発光
層の結晶性も低下した。その結果、発光輝度の高い素子
は得られなかった。
【０００４】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的は、性能の高い素子を高速で得
られるようにすることである。
たものであり、その目的は、性能の高い素子を高速で得
られるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、基底層を有機
金属化合物気相成長法(MOVPE) により形成し、素子層を
分子線エピタキー法(MBE) により形成したことを特徴と
する。このことにより、基底層を結晶性良く高速度で形
成することができる。その結果、結晶性の高い基底層の
上に形成される素子層の結晶性も高くなり、その成膜が
MBE で行われるために膜厚の制御性も高くなり、高性能
の素子を高速度で得ることができる。
金属化合物気相成長法(MOVPE) により形成し、素子層を
分子線エピタキー法(MBE) により形成したことを特徴と
する。このことにより、基底層を結晶性良く高速度で形
成することができる。その結果、結晶性の高い基底層の
上に形成される素子層の結晶性も高くなり、その成膜が
MBE で行われるために膜厚の制御性も高くなり、高性能
の素子を高速度で得ることができる。
【０００６】又、請求項２の発明は基底層を厚さ２μｍ
以上に形成したものであるので、基底層及びその上に形
成される素子層の結晶性を良くすることができる。さら
に、請求項３、４、５、６の発明により、発光出力の高
い発光ダイオード、レーザを得ることができる。
以上に形成したものであるので、基底層及びその上に形
成される素子層の結晶性を良くすることができる。さら
に、請求項３、４、５、６の発明により、発光出力の高
い発光ダイオード、レーザを得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】第１実施例 図１において、発光ダイオード１０は、サファイア基板
１を有しており、そのサファイア基板１上に500 ÅのAl
N のバッファ層２が形成されている。そのバッファ層２
の上には、順に、膜厚約2.0 μｍ、電子濃度2 ×1018/c
m3のシリコンドープGaN から成る高キャリア濃度ｎ+ 層
３、膜厚0.10μｍ、電子濃度 2×1018/cm3のシリコンド
ープのGaN から成るｎ層４、全膜厚約0.07μｍのInGaN
の多重量子井戸から成る発光層５、膜厚約0.2 μｍ、ホ
ール濃度5 ×1017/cm3、濃度1 ×1020/cm3にマグネシウ
ムがドープされたAl0.08Ga0.92N から成るｐ層６１、膜
厚約0.2 μｍ、ホール濃度 7×1017/cm3、マグネシウム
濃度 2×1020/cm3のマグネシウムドープのGaN から成る
コンタクト層６２が形成されている。そして、コンタク
ト層６２上にはその層６２に接合するNiから成る電極７
が形成されている。さらに、高キャリア濃度ｎ+ 層３の
表面の一部は露出しており、その露出部上にその層３に
接合するNiから成る電極８が形成されている。尚、ｎ+
層３は基底層であり、ｎ層４、発光層５、ｐ層６１、コ
ンタクト層６２が素子として機能する素子層である。
１を有しており、そのサファイア基板１上に500 ÅのAl
N のバッファ層２が形成されている。そのバッファ層２
の上には、順に、膜厚約2.0 μｍ、電子濃度2 ×1018/c
m3のシリコンドープGaN から成る高キャリア濃度ｎ+ 層
３、膜厚0.10μｍ、電子濃度 2×1018/cm3のシリコンド
ープのGaN から成るｎ層４、全膜厚約0.07μｍのInGaN
の多重量子井戸から成る発光層５、膜厚約0.2 μｍ、ホ
ール濃度5 ×1017/cm3、濃度1 ×1020/cm3にマグネシウ
ムがドープされたAl0.08Ga0.92N から成るｐ層６１、膜
厚約0.2 μｍ、ホール濃度 7×1017/cm3、マグネシウム
濃度 2×1020/cm3のマグネシウムドープのGaN から成る
コンタクト層６２が形成されている。そして、コンタク
ト層６２上にはその層６２に接合するNiから成る電極７
が形成されている。さらに、高キャリア濃度ｎ+ 層３の
表面の一部は露出しており、その露出部上にその層３に
接合するNiから成る電極８が形成されている。尚、ｎ+
層３は基底層であり、ｎ層４、発光層５、ｐ層６１、コ
ンタクト層６２が素子として機能する素子層である。
【０００８】次に、この構造の発光ダイオード１０の製
造方法について説明する。上記発光ダイオード１０のバ
ッファ層２と高キャリア濃度ｎ+ 層３とは、有機金属化
合物気相成長法( 以下「M0VPE 」と記す) による気相成
長により製造された。MOVPE で用いられたガスは、NH3
とキャリアガスH2又はＮ2 とトリメチルガリウム(Ga(CH
3)3)（以下「TMG 」と記す) とトリメチルアルミニウム
(Al(CH3)3)（以下「TMA 」と記す) とシラン(SiH4)であ
る。
造方法について説明する。上記発光ダイオード１０のバ
ッファ層２と高キャリア濃度ｎ+ 層３とは、有機金属化
合物気相成長法( 以下「M0VPE 」と記す) による気相成
長により製造された。MOVPE で用いられたガスは、NH3
とキャリアガスH2又はＮ2 とトリメチルガリウム(Ga(CH
3)3)（以下「TMG 」と記す) とトリメチルアルミニウム
(Al(CH3)3)（以下「TMA 」と記す) とシラン(SiH4)であ
る。
【０００９】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
ａ面を主面とする厚さ100 〜400 μｍの単結晶のサファ
イア基板１をM0VPE 装置の反応室に載置されたサセプタ
に装着する。次に、常圧でH2を流速2 liter/分で反応室
に流しながら温度1100℃でサファイア基板１を気相エッ
チングした。
ａ面を主面とする厚さ100 〜400 μｍの単結晶のサファ
イア基板１をM0VPE 装置の反応室に載置されたサセプタ
に装着する。次に、常圧でH2を流速2 liter/分で反応室
に流しながら温度1100℃でサファイア基板１を気相エッ
チングした。
【００１０】次に、温度を 400℃まで低下させて、H2を
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMA を 1.8×10-5
モル／分で供給してAlN のバッファ層２が約 500Åの厚
さに形成された。次に、サファイア基板１の温度を1000
℃に保持し、H2を20 liter／分、NH3 を10 liter／分、
TMG を 1.7×10-4ル／分、H2ガスにより0.86ppm に希釈
されたシランを20×10-8mol/分で30分供給して、膜厚約
2 μｍ、電子濃度 2×1018/cm3のシリコンドープのGaN
から成る高キャリア濃度ｎ+ 層３を形成した。
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMA を 1.8×10-5
モル／分で供給してAlN のバッファ層２が約 500Åの厚
さに形成された。次に、サファイア基板１の温度を1000
℃に保持し、H2を20 liter／分、NH3 を10 liter／分、
TMG を 1.7×10-4ル／分、H2ガスにより0.86ppm に希釈
されたシランを20×10-8mol/分で30分供給して、膜厚約
2 μｍ、電子濃度 2×1018/cm3のシリコンドープのGaN
から成る高キャリア濃度ｎ+ 層３を形成した。
【００１１】次に、上記の層の積層の完了した基板をMB
E 装置内に取り付けた。サファイア基板１の温度を660
℃に保持し、成長速度0.2 μm/h で、膜厚約0.1 μｍ、
濃度2×1018/cm3にシリコンが添加されたGaN から成る
ｎ層４を形成した。
E 装置内に取り付けた。サファイア基板１の温度を660
℃に保持し、成長速度0.2 μm/h で、膜厚約0.1 μｍ、
濃度2×1018/cm3にシリコンが添加されたGaN から成る
ｎ層４を形成した。
【００１２】その後、サファイア基板１の温度を660 ℃
に保持し、成長速度0.1 μm/h で、膜厚約10nmのIn0.08
Ga0.92N から成るバリア層５１を形成した。次に、サフ
ァイア基板１の温度を同一に保持して、成長速度0.1 μ
m/h で、膜厚約10nmのIn0.16Ga0.84N から成るシリコン
が 5×1018/cm3の濃度に添加された井戸層５２を形成し
た。このような手順の繰り返しにより、図２に示すよう
に、バリア層５１と井戸層５２とを交互に、４層と３層
だけ積層した多重量子井戸構造で、全体の厚さ70nmの発
光層５を形成した。
に保持し、成長速度0.1 μm/h で、膜厚約10nmのIn0.08
Ga0.92N から成るバリア層５１を形成した。次に、サフ
ァイア基板１の温度を同一に保持して、成長速度0.1 μ
m/h で、膜厚約10nmのIn0.16Ga0.84N から成るシリコン
が 5×1018/cm3の濃度に添加された井戸層５２を形成し
た。このような手順の繰り返しにより、図２に示すよう
に、バリア層５１と井戸層５２とを交互に、４層と３層
だけ積層した多重量子井戸構造で、全体の厚さ70nmの発
光層５を形成した。
【００１３】続いて、温度を660 ℃に保持し、成長速度
0.2 μm/h で膜厚約0.2 μｍのマグネシウム(Mg)ドープ
のAl0.08Ga0.92N から成るｐ層６１を形成した。ｐ層６
１のマグネシウムの濃度は 5×1020/cm3であり、ホール
濃度は 2×1018/cm3である。
0.2 μm/h で膜厚約0.2 μｍのマグネシウム(Mg)ドープ
のAl0.08Ga0.92N から成るｐ層６１を形成した。ｐ層６
１のマグネシウムの濃度は 5×1020/cm3であり、ホール
濃度は 2×1018/cm3である。
【００１４】続いて、温度を660 ℃に保持し、成長速度
0.2 μm/h 膜厚約0.2 μｍのマグネシウム(Mg)ドープの
GaN から成るコンタクト層６２を形成した。コンタクト
層６２のマグネシウムの濃度は 5×1021/cm3であり、ホ
ール濃度は 3×1018/cm3である。
0.2 μm/h 膜厚約0.2 μｍのマグネシウム(Mg)ドープの
GaN から成るコンタクト層６２を形成した。コンタクト
層６２のマグネシウムの濃度は 5×1021/cm3であり、ホ
ール濃度は 3×1018/cm3である。
【００１５】このようにして、図２に示す断面構造のウ
エハが得られた。次に、図３に示すように、コンタクト
層６２の上に、スパッタリングによりSiO2層９を2000Å
の厚さに形成し、そのSiO2層９上にフォトレジスト１０
を塗布した。そして、フォトリソグラフにより、図３に
示すように、コンタクト層６２上において、高キャリア
濃度ｎ+ 層３に対する電極形成部位Ａ' のフォトレジス
ト１０を除去した。次に、図４に示すように、フォトレ
ジスト１０によって覆われていないSiO2層９をフッ化水
素酸系エッチング液で除去した。
エハが得られた。次に、図３に示すように、コンタクト
層６２の上に、スパッタリングによりSiO2層９を2000Å
の厚さに形成し、そのSiO2層９上にフォトレジスト１０
を塗布した。そして、フォトリソグラフにより、図３に
示すように、コンタクト層６２上において、高キャリア
濃度ｎ+ 層３に対する電極形成部位Ａ' のフォトレジス
ト１０を除去した。次に、図４に示すように、フォトレ
ジスト１０によって覆われていないSiO2層９をフッ化水
素酸系エッチング液で除去した。
【００１６】次に、フォトレジスト１０及びSiO2層９に
よって覆われていない部位のコンタクト層６２、ｐ層６
１、発光層５、ｎ層４を、真空度0.04Torr、高周波電力
0.44W/cm2 、BCl3ガスを10 ml/分の割合で供給しドライ
エッチングした後、Arでドライエッチングした。この工
程で、図５に示すように、高キャリア濃度ｎ+ 層３に対
する電極取出しのための孔Ａが形成された。
よって覆われていない部位のコンタクト層６２、ｐ層６
１、発光層５、ｎ層４を、真空度0.04Torr、高周波電力
0.44W/cm2 、BCl3ガスを10 ml/分の割合で供給しドライ
エッチングした後、Arでドライエッチングした。この工
程で、図５に示すように、高キャリア濃度ｎ+ 層３に対
する電極取出しのための孔Ａが形成された。
【００１７】次に、試料の上全面に、一様にNiを蒸着
し、フォトレジストの塗布、フォトリソグラフィ工程、
エッチング工程を経て、図１に示すように、高キャリア
濃度ｎ+ 層３及びコンタクト層６２に対する電極８，７
を形成した。その後、上記の如く処理されたウエハを各
チップに切断して、発光ダイオードチップを得た。
し、フォトレジストの塗布、フォトリソグラフィ工程、
エッチング工程を経て、図１に示すように、高キャリア
濃度ｎ+ 層３及びコンタクト層６２に対する電極８，７
を形成した。その後、上記の如く処理されたウエハを各
チップに切断して、発光ダイオードチップを得た。
【００１８】このようにして得られた発光素子は、駆動
電流20mAで、発光ピーク波長 405nm、発光強度２ｍＷで
あった。この発光効率は３％であった。上記の構成と同
一構成の発光ダイオードの全ての層をMBE で形成した場
合に比べて発光出力は105 倍に大きくなった。
電流20mAで、発光ピーク波長 405nm、発光強度２ｍＷで
あった。この発光効率は３％であった。上記の構成と同
一構成の発光ダイオードの全ての層をMBE で形成した場
合に比べて発光出力は105 倍に大きくなった。
【００１９】このように本願発明では、結晶性が高く厚
く形成する必要のある基底層をMOVPE 法で高速に形成
し、膜厚の制御が要求される素子層はMBE 法で形成した
ことを特徴とする。よって、結晶性の高い基底層が高速
で得られることから、その上の素子層の結晶性を低下さ
せることなく素子の製造速度を向上させることができ
る。
く形成する必要のある基底層をMOVPE 法で高速に形成
し、膜厚の制御が要求される素子層はMBE 法で形成した
ことを特徴とする。よって、結晶性の高い基底層が高速
で得られることから、その上の素子層の結晶性を低下さ
せることなく素子の製造速度を向上させることができ
る。
【００２０】尚、上記実施例では、ｎ層４にGaN を用い
ているが、ｎ伝導型のAlGaN を用いても良い。さらに、
ｐ層６１はなくても良い。又、発光層５の多重量子井戸
構造の周期は任意であり、又、単量子井戸構造でも良
い。井戸層、バリア層にはInGaN を用いたがInxGayAl
1-x-yN (0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1)等の３族窒化物
半導体を用いても良い。さらに、井戸層にシリコンを添
加したが、他のドナー不純物でも良く、無添加でも良
い。
ているが、ｎ伝導型のAlGaN を用いても良い。さらに、
ｐ層６１はなくても良い。又、発光層５の多重量子井戸
構造の周期は任意であり、又、単量子井戸構造でも良
い。井戸層、バリア層にはInGaN を用いたがInxGayAl
1-x-yN (0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1)等の３族窒化物
半導体を用いても良い。さらに、井戸層にシリコンを添
加したが、他のドナー不純物でも良く、無添加でも良
い。
【００２１】又、図６に示すように、バリア層５１３は
無添加で、井戸層５２３にのみドナー不純物（例えば、
シリコン）とアクセプタ不純物（例えば、亜鉛）を添加
しても良い。又、図７に示すように、バリア層５１０は
無添加で、井戸層５２０について、ドナー不純物（例え
ば、シリコン）とアクセプタ不純物（例えば、亜鉛）を
交互に添加しても良い。さらに、図８に示すように、井
戸層５２１にドナー不純物（例えば、シリコン）を添加
し、バリア層５１１にアクセプタ不純物（例えば、亜
鉛）を添加しても良いし、逆に、井戸層５２１にアクセ
プタ不純物を添加し、バリア層５１１にドナー不純物を
添加しても良い。これらの不純物分布に関する特徴は、
発光波長を変化させることができる。井戸層、バリア層
は、ｎ型でもｐ型でも半絶縁性でも良い。
無添加で、井戸層５２３にのみドナー不純物（例えば、
シリコン）とアクセプタ不純物（例えば、亜鉛）を添加
しても良い。又、図７に示すように、バリア層５１０は
無添加で、井戸層５２０について、ドナー不純物（例え
ば、シリコン）とアクセプタ不純物（例えば、亜鉛）を
交互に添加しても良い。さらに、図８に示すように、井
戸層５２１にドナー不純物（例えば、シリコン）を添加
し、バリア層５１１にアクセプタ不純物（例えば、亜
鉛）を添加しても良いし、逆に、井戸層５２１にアクセ
プタ不純物を添加し、バリア層５１１にドナー不純物を
添加しても良い。これらの不純物分布に関する特徴は、
発光波長を変化させることができる。井戸層、バリア層
は、ｎ型でもｐ型でも半絶縁性でも良い。
【００２２】又、発光層５は、各層を厚くして量子井戸
構造にはならない多重層としても良い。この場合も同様
に、図６〜図７の構造が考えられる。この場合、不純物
の分布のみに注目しているので、層５１３と層５２３、
層５１０と層５２０、層５１１と層５２１を同一組成比
としても良い。上記の不純物分布は、発光波長を変化さ
せることができる。この場合も発光層５の各層は、ｎ
型、ｐ型、半絶縁性であっても良い。
構造にはならない多重層としても良い。この場合も同様
に、図６〜図７の構造が考えられる。この場合、不純物
の分布のみに注目しているので、層５１３と層５２３、
層５１０と層５２０、層５１１と層５２１を同一組成比
としても良い。上記の不純物分布は、発光波長を変化さ
せることができる。この場合も発光層５の各層は、ｎ
型、ｐ型、半絶縁性であっても良い。
【００２３】さらに、発光層５は図９に示すように単層
にしても良い。上記実施例では、サファイア基板を用い
たがSiC 、MgAl2O4 等を用いることができる。又、バッ
ファ層にはAlN を用いたがAlGaN 、GaN 、InAlGaN 等を
用いることができる。さらに、基底層にはGaN を用いて
いるが、InxGayAl1-x-yN等の３族窒化物半導体を用いる
ことができる。同様に、素子層にも任意組成比のInxGay
Al1-x-yN 等の３族窒化物半導体を用いることができ
る。ＭＢＥで成長させるとき熱処理なしにｐ型化できる
が、成長後に熱処理を加えても良い。
にしても良い。上記実施例では、サファイア基板を用い
たがSiC 、MgAl2O4 等を用いることができる。又、バッ
ファ層にはAlN を用いたがAlGaN 、GaN 、InAlGaN 等を
用いることができる。さらに、基底層にはGaN を用いて
いるが、InxGayAl1-x-yN等の３族窒化物半導体を用いる
ことができる。同様に、素子層にも任意組成比のInxGay
Al1-x-yN 等の３族窒化物半導体を用いることができ
る。ＭＢＥで成長させるとき熱処理なしにｐ型化できる
が、成長後に熱処理を加えても良い。
【００２４】又、本発明は発光ダイオードの他、青色や
紫外領域のレーザダイオード、光検出素子、その他の機
能素子に応用することができる。
紫外領域のレーザダイオード、光検出素子、その他の機
能素子に応用することができる。
【図１】本発明の具体的な第１実施例に係る発光ダイオ
ードの構成を示した構成図。
ードの構成を示した構成図。
【図２】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。
断面図。
【図３】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。
断面図。
【図４】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。
断面図。
【図５】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。
断面図。
【図６】発光層の他の構造を示した断面図。
【図７】発光層の他の構造を示した断面図。
【図８】発光層の他の構造を示した断面図。
【図９】他の実施例の発光ダイオードの構成を示した構
成図。
成図。
１０…発光ダイオード １…サファイア基板 ２…バッファ層 ３…高キャリア濃度ｎ+ 層 ４…ｎ層 ５…発光層 ６１…ｐ層 ６２…コンタトク層 ７，８…電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 史郎 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 永井 誠二 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 小池 正好 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 赤崎 勇 愛知県名古屋市西区浄心１丁目１番38− 805 (72)発明者 天野 浩 愛知県名古屋市名東区山の手２丁目104 宝マンション山の手508号
Claims (6)
- 【請求項１】基板と基板上に形成されたバッファ層とそ
のバッファ層上に形成された３族窒化物半導体から成る
基底層とその基底層上に形成された３族窒化物半導体か
ら成る素子層とを有する半導体素子において、 前記基底層は有機金属化合物気相成長法(MOVPE) により
形成された層であり、 前記素子層は分子線エピタキー法(MBE) により形成され
た層であることを特徴とする３族窒化物半導体素子。 - 【請求項２】前記基底層は２μｍ以上の厚さに形成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の３族窒化物半
導体素子。 - 【請求項３】前記基底層はGaN から成り前記素子層は３
族窒化物半導体から成る少なくともｐ層とｎ層とを有し
た発光素子を形成していることを特徴とする請求項２に
記載の３族窒化物半導体素子。 - 【請求項４】前記素子層はｐ層とｎ層とその間に介在す
る量子井戸構造の発光層とから成ることを特徴とする請
求項２に記載の３族窒化物半導体素子。 - 【請求項５】前記基板はサファイア基板であることを特
徴とする請求項３に記載の３族窒化物半導体素子。 - 【請求項６】前記バッファ層はAlN であるあることを特
徴とする請求項３に記載の３族窒化物半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30825195A JP3727091B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | ３族窒化物半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30825195A JP3727091B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | ３族窒化物半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129925A true JPH09129925A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3727091B2 JP3727091B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=17978766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30825195A Expired - Fee Related JP3727091B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | ３族窒化物半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3727091B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004017431A1 (en) * | 2002-08-19 | 2004-02-26 | Lg Innotek Co., Ltd | Nitride semiconductor led and fabrication method thereof |
| US7166869B2 (en) | 1995-11-06 | 2007-01-23 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor with active layer of quantum well structure with indium-containing nitride semiconductor |
| US9285123B2 (en) | 2006-03-31 | 2016-03-15 | Alstom Technology Ltd | Burner system with staged fuel injection |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP30825195A patent/JP3727091B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7166869B2 (en) | 1995-11-06 | 2007-01-23 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor with active layer of quantum well structure with indium-containing nitride semiconductor |
| US7166874B2 (en) | 1995-11-06 | 2007-01-23 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor with active layer of quantum well structure with indium-containing nitride semiconductor |
| US8304790B2 (en) | 1995-11-06 | 2012-11-06 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor with active layer of quantum well structure with indium-containing nitride semiconductor |
| WO2004017431A1 (en) * | 2002-08-19 | 2004-02-26 | Lg Innotek Co., Ltd | Nitride semiconductor led and fabrication method thereof |
| CN100350639C (zh) * | 2002-08-19 | 2007-11-21 | Lg伊诺特有限公司 | 氮化物半导体led和其制造方法 |
| US7615772B2 (en) | 2002-08-19 | 2009-11-10 | Lg Innotek Co., Ltd. | Nitride semiconductor LED and fabrication method thereof |
| US8492779B2 (en) | 2002-08-19 | 2013-07-23 | Lg Innotek Co., Ltd. | Nitride semiconductor LED and fabrication method thereof |
| US9285123B2 (en) | 2006-03-31 | 2016-03-15 | Alstom Technology Ltd | Burner system with staged fuel injection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3727091B2 (ja) | 2005-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2681733B2 (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JP3795624B2 (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JPH07202265A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法 | |
| JP3712770B2 (ja) | ３族窒化物半導体の製造方法及び半導体素子 | |
| JP2626431B2 (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JPH07263748A (ja) | ３族窒化物半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JP3753793B2 (ja) | ３族窒化物化合物半導体発光素子 | |
| JPH09312416A (ja) | ３族窒化物化合物半導体発光素子 | |
| JPH07297446A (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JPH1027924A (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JP3772707B2 (ja) | ３族窒化物化合物半導体発光素子の製造方法 | |
| JP2658009B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JP3312715B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
| JPH0936423A (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JPH07131068A (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JPH0992880A (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JP3637662B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JP3727091B2 (ja) | ３族窒化物半導体素子 | |
| JPH08125222A (ja) | ３族窒化物半導体の製造方法 | |
| JPH06151962A (ja) | 窒素−３属元素化合物半導体発光素子及び製造方法 | |
| JP3564811B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JP2663814B2 (ja) | 窒素−３属元素化合物半導体発光素子 | |
| JP3557742B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JPH09153643A (ja) | ３族窒化物半導体素子 | |
| JPH07297447A (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031031 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20031215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040302 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040427 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050927 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050927 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081007 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091007 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091007 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101007 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101007 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111007 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |