CN1220278C - 发光器件及其制造方法 - Google Patents

发光器件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1220278C
CN1220278C CNB971108064A CN97110806A CN1220278C CN 1220278 C CN1220278 C CN 1220278C CN B971108064 A CNB971108064 A CN B971108064A CN 97110806 A CN97110806 A CN 97110806A CN 1220278 C CN1220278 C CN 1220278C
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
formation
covering
active layer
luminescent 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.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB971108064A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1169036A (zh
Inventor
国里竜也
狩野隆司
上田康博
松下保彦
八木克己
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26396092&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN1220278(C) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of CN1169036A publication Critical patent/CN1169036A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1220278C publication Critical patent/CN1220278C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/321—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures having intermediate bandgap layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2202—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure by making a groove in the upper laser structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
    • H01S2301/173—The laser chip comprising special buffer layers, e.g. dislocation prevention or reduction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
    • H01S2304/04—MOCVD or MOVPE
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0213—Sapphire, quartz or diamond based substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2205—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
    • H01S5/2206—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on III-V materials
    • H01S5/221—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on III-V materials containing aluminium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223—Buried stripe structure
    • H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
    • H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

一种发光器件包括由第一导电类型的III-V族氮化物系列半导体构成的包层，在第一导电类型的包层上形成并由含In的III-V族氮化物系列半导体构成的有源层，在有源层上形成并由III-V族氮化物系列半导体构成的覆盖层，以及在覆盖层上形成并由第二导电类型的III-V族氮化物系列半导体构成的包层。所述覆盖层是抑制铟从所述有源层失去的层。

Description

发光器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及发光器件及其制造方法。
背景技术
由III-V族氮化物系列半导体诸如GaN、AlGaN、InGaN和InAlGaN形成的发光器件，诸如发光二极管和半导体激光器件受到大量关注，因为它们能通过直接跃迁，在黄光到紫外光范围内，尤其是在蓝光范围内以很大的发光强度发光。
图8是III-V族氮化物系列半导体构成的常规发光二极管的示意剖面图。
在图8中，在蓝宝石衬底101上依次形成GaN缓冲层102、也可用作n型包层的n型GaN接触层103、InGaN有源层104、p型AlGaN包层105，以及p型GaN接触层106。在p型GaN接触层106上形成p电极107，在n型GaN接触层103上形成n电极108。
例如，这种发光二极管的每一层用金属有机化学气相淀积法(MOCVD)生长每一层的生长温度如表1所示。
              表1
    层的名称     生长温度(℃)
    缓冲层102     600
    N型接触层103     1150
    有源层104     860
    P型包层105     1150
    P型接触层106     1150
当制造这种发光二极管时，为了实现高的结晶度，在InGaN有源层104上形成p型AlGaN包层105的生长温度比InGaN有源层104生长温度高。在如此高的温度下生长p型AlGaN包层105会使来自InGaN有源层104的组成元素，如In的失去。于是在生长p型AlGaN包层105晶体时破坏了InGaN有源层104的结晶度。这使得发光二极管很难实现较大的发光强度。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有高的发光强度的发光器件及其制造方法。
依据本发明的发光器件依次包括：由第一导电类型的化合物半导体构成的第一包层、由包含铟的化合物半导体构成的有源层、由化合物半导体构成的覆盖层，以及由第二导电类型的化合物半导体构成的第二包层。
在本发明的发光器件中，在有源层上形成覆盖层可抑止有源层的组成元素诸如铟的失去。从而导致发光强度的增加。
第一包层由第一导电类型的氮化物系列半导体构成，有源层由氮化物系列半导体构成，覆盖层由氮化物系列半导体构成，第二包层由第二导电类型的氮化物系列半导体构成。
第一包层可以用第一导电类型的III-V族氮化物系列半导体构成，有源层由III-V族氮化物系列半导体构成，覆盖层由III-V族氮化物系列半导体构成，第二包层由第二导电类型的III-V族氮化物系列半导体构成。最好使整个有源层表面与覆盖层形成紧密接触。
可由InGaN层构成有源层。对这种有源层，本发明提供了明显的效果，因为铟容易失去。可由AlGaN层最好是GaN层来构成覆盖层。
由AluGa1-uN构成覆盖层，并由第二导电类型的AlzGa1-zN构成第二包层，其中覆盖层Al的组分比u最好小与第二包层Al的组分比z。从生产效益的观点，最好由GaN形成第一包层。
尤其是，覆盖层Al的组分比u最好为大约0.1或更小。最好由GaN形成覆盖层。在此情况下，GaN层形成的覆盖层可抑止有源层的组成元素诸如铟的失去。这使发光强度明显增大。
覆盖层最好具有比有源层大的带隙。这防止了覆盖层被用作发光区域。
覆盖层最好具有介于有源层和第二包层之间的带隙。这可减少工作电压。
覆盖层的杂质浓度最好低于第二包层的杂质浓度。这减少了不想要的杂质从覆盖层一侧扩散到有源层的几率，于是抑制了不想要的杂质扩散所引起的发光强度降低。
尤其是，最好覆盖层是不掺杂层。这使得几乎没有不想要的杂质从覆盖层一侧扩散到有源层。这可充分抑制由于不想要的杂质扩散引起的发光强度降低。
覆盖层的厚度最好是不小于大约200，且不超过大约400。这明显地增加了发光强度。
可以在半导体或绝缘体构成的衬底上形成第一包层，其间插入了AlxGa1-xN构成的缓冲层，缓冲层Al的组分比x最好大于0但不超过1。这提高了生产效益。
尤其是，缓冲层Al的组分比x最好为0.4或更大，但小于1。这进一步提高了生产效益。缓冲层Al的组分比x最好为不小于0.4，但不超过0.6。这进一步提高了生产效益。
发光器件还包括位于缓冲层和第一包层之间由AlyGa1-yN构成的下层，其中下层Al的组分比y最好为0或更大，但小于1。这提高了生产效益。
依据本发明另一个方面的制造发光器件的方法包括以下步骤：用气相生长方法形成由包含铟的化合物半导体构成的有源层，以及在近似等于或低于有源层生长温度的温度下，用气相生长方法在有源层上形成由化合物半导体构成的覆盖层。
依据本发明的制造方法，在近似等于或低于有源层生长温度的温度下在有源层上形成覆盖层可抑止有源层的组成元素，如铟的失去。这提供了更大的发光强度。
本发明的制造方法还包括以下步骤：在比允许有源层晶体生长的生长温度高的生长温度下，用气相生长方法在覆盖层上形成由化合物半导体构成的包层。
有源层和覆盖层可由氮化物系列半导体构成。包层可由一种导电类型的氮化物系列半导体形成。
可由III-V族氮化物系列半导体构成有源层和覆盖层。可由一种导电类型的III-V族氮化物系列半导体构成包层。尤其是，可由InGaN层形成有源层。在此情况下，可获得显著效果，因为铟容易失去。
覆盖层最好由AluGa1-uN构成，包层最好由一种导电类型的AlzGa1-zN构成，覆盖层Al的组分比u最好小于包层Al的组分比z。
尤其是，覆盖层Al的组分比u最好近似于0.1或更小。覆盖层最好由GaN构成。在此情况下，因为由GaN层构成覆盖层，所以抑止了有源层的组成元素诸如铟的失去，于是使发光强度明显变大。
尤其是，覆盖层最好是不掺杂层。在此情况下，不想要的杂质几乎不可能从覆盖层一侧扩散到有源层一侧。这有效地抑止了不想要的杂质扩散引起的发光强度降低。
覆盖层的厚度最好不小于200并不大于400。这可显著地提高发光强度。
最好在与有源层的生长温度近似相等的生长温度下形成覆盖层。这使得可连续形成覆盖层，从而在有源层形成后没有时间间隔，这样有效地防止有源层组成元素的失去。
最好把用于覆盖层的生长温度设定为允许有源层晶体生长的温度。最好在不低于700℃且不高于950℃的生长温度下形成有源层。覆盖层也最好在不低于700℃且不高于950℃的生长温度下形成。在低的生长温度下于有源层上形成覆盖层可抑止有源层的组成元素诸如铟的失去。
有源层最好具有量子阱结构，此结构包括InGaN量子阱层和GaN量子势垒层，用气相生长方法在不低于700℃且不高于950℃的生长温度下形成GaN量子势垒层。在此情况下，抑止了InGaN量子阱层中的组成元素诸如铟的失去，于是使发光强度变得更大。可把In组分比低于量子阱层中In组分比的InGaN用作量子势垒层。
依据本发明另一个方面的制造发光器件的方法包括以下步骤：用气相生长方法形成由第一导电类型的化合物半导体构成的第一包层，用气相生长方法在第一包层上形成由包含铟的化合物半导体构成的有源层，在近似等于或低于允许有源层气相生长的温度的生长温度下用气相生长方法在有源层上形成化合物半导体构成的覆盖层，以及在高于允许有源层气相生长的温度的温度下用气相生长方法在覆盖层上形成第二导电类型的化合物半导体构成的第二包层。
第一包层可由第一导电类型的氮化物系列半导体来构成，有源层可由氮化物系列半导体来构成，覆盖层可由氮化物系列半导体来构成，第二包层可由第二导电类型的氮化物系列半导体来构成。
第一包层可以用第一导电类型的III-V族氮化物系列半导体构成，有源层由III-V族氮化物系列半导体构成，覆盖层由III-V族氮化物系列半导体构成，第二包层由第二导电类型的III-V族氮化物系列半导体构成。
最好依次在衬底上形成用非单晶III-V族氮化物系列半导体构成的缓冲层以及用未掺杂III-V族氮化物系列半导体构成的下层，然后对第一包层、有源层、覆盖层和第二包层进行晶体生长。最好用AlGaN形成缓冲层。缓冲层也可以用AlN来形成。下层最好用GaN来形成，它也可以用AlGaN来形成。
从以下对本发明的详细描述并结合附图，将使本发明的这些和其它目的、特征、方面和优点变得明显起来。
附图说明
图1是依据本发明第一实施例的发光二极管的示意剖面图。
图2是依据本发明第三实施例的发光二极管的示意剖面图。
图3是依据本发明第四实施例的半导体激光器的示意剖面图。
图4是依据本发明第五实施例的半导体激光器的示意剖面图。
图5是依据本发明第六实施例的半导体激光器的示意剖面图。
图6是示出本发明可适用的一个结构例子的示意剖面图。
图7是示出本发明可适用的另一个结构例子的示意剖面图。
图8是常规发光二极管的示意剖面图。
具体实施方式
现在将参考图1详细描述依据本发明第一实施例的III-V族氮化物系列半导体构成的发光二极管。
在图1中，在蓝宝石绝缘衬底1上依次形成110厚的未掺杂AlxGa1-xN(x＝0.5)缓冲层2，0.2μm厚的未掺杂GaN下层3，也可用作n型包层的4μm厚掺Si的n型GaN接触层4，以及0.2μm厚掺Zn和Si的InqGa1-qN(q＝0.05)有源层5。在InGaN有源层5上依次形成用于防止有源层5中晶体缺陷的200厚的未掺杂GaN覆盖层6，0.15μm厚掺镁的p型AlzGa1-zN(z＝0.2)包层7，以及0.3μm厚掺镁的p型GaN接触层8。
除去从p型GaN接触层8到n型GaN接触层4中特定位置的部分，从而暴露出n型GaN接触层4。在p型GaN接触层8的上表面形成Au构成的p电极9，在暴露出n型GaN接触层4的n电极形成区域上形成Al构成的n电极10。
将说明制造上述发光二极管的方法。在此实施例中，用金属有机化学气相淀积法(MOCVD)形成每一层。
首先，把衬底1置于金属有机化学气相淀积设备中。然后，将衬底1保持在非晶生长温度下，例如600℃的生长温度(衬底温度)，通过把H2和N2用作载气并把三甲基镓(TMG)和三甲基铝(TMA)用作原料气体在衬底1上生长非晶未掺杂的AlGaN缓冲层2。
接着，把衬底1保持在单晶生长温度或最好是1000-1200℃的生长温度下，例如1150℃，通过把H2和N2用作载气并把氨水和三甲基镓(TMG)用作原料气体在缓冲层2上形成单晶未掺杂的GaN下层3。
然后把衬底1保持在单晶生长温度或最好是1000-1200℃的生长温度下，例如1150℃，通过把H2和N2用作载气并把氨水和三甲基镓(TMG)用作原料气体以及把SiH4用作掺杂气体在下层3上生长掺Si的单晶n型GaN接触层4。
接着，把衬底1保持在单晶生长温度或最好是700-950℃的生长温度下，例如860℃，通过把H2和N2用作载气并把氨水、三甲基镓(TMG)和三甲基铟(TMI)用作原料气体以及把SiH4和二乙基锌(DEZ)用作掺杂气体在n型接触层4上生长单晶掺Si和Zn的InGaN有源层5。
接着，把衬底1保持在等于或低于有源层5生长温度的温度下，或者此实施例中位于860℃的温度下，通过把H2和N2用作载气并把氨水和三甲基镓(TMG)用作原料气体继生长有源层5后在InGaN有源层5上连续生长未掺杂的单晶GaN覆盖层6。可用三乙基镓(TEG)来替代(TMG)。
然后把衬底1保持在单晶生长温度，即最好为1000-1200℃的生长温度下，例如1150℃，通过把H2和N2用作载气并把氨水、三甲基镓(TMG)和三甲基铝(TMA)用作原料气体以及把Cp2Mg(环戊二乙基镁)用作掺杂气体在GaN覆盖层6上生长掺Mg的p型单晶AlGaN包层7。
接着，把衬底1保持在单晶生长温度，即最好为1000-1200℃的生长温度下，例如1150℃，通过把H2和N2用作载气并把氨水和三甲基镓(TMG)用作原料气体以及把Cp2Mg(环戊二乙基镁)用作杂质气体在p型包层7上生长掺Mg的p型单晶GaN接触层8。
在晶体生长后，把衬底1从设备中取出，并用反应离子束刻蚀(RIE)除去从p型接触层8到n型接触层4中间的一部分，以形成暴露出n型接触层4的n电极形成区域。
然后在750-800℃的温度下在氮气中进行30-60分钟的热处理，以激发p型接触层8和p型包层7中的杂质，以获得高的载流子浓度并校正n型接触层4中由刻蚀引起的晶体缺陷。
然后通过蒸发或类似方法在p型接触层8上形成Au构成的p电极9，并用蒸发或类似方法在n型接触层4的n电极形成区域上形成Al构成的n电极10。然后进行500℃的热处理，以引起p电极9和n电极10分别与p型接触层8和n型接触层4形成欧姆接触，以形成图1所示的发光二极管。
此发光二极管的未掺杂GaN覆盖层6与InGaN有源层5紧密接触，从而防止了在有源层5形成中或形成后，InGaN有源层5的组成元素诸如铟的失去，抑制了晶格缺陷。
此外，认为由于有源层5中晶格缺陷的数目较少，所以抑制了不想要的杂质扩散入有源层5。
此外，由于此实施例的GaN覆盖层6是不试图使用杂质而形成的所谓未掺杂层，所以有效地抑止了不想要的杂质扩散入InGaN有源层5。
如上所述，在此实施例中，因为通过抑止从有源层5中组成元素的失去来减少有源层5中晶体缺陷的数目，所以产生了抑止杂质扩散入有源层5中的效果。因为覆盖层6是一未掺杂层，它显著地抑止不想要的杂质扩散入有源层5，所以也产生了抑止杂质扩散入有源层5中的效果。
相应地，除了没有覆盖层以外，具有类似于此实施例的结构的发光二极管会经受发光波长的很大变化(没有发光或发光很低)，但此实施例的发光二极管可实现发光波长的较小变化，且可明显地增加发光强度。
尤其是，当制造此实施例的发光二极管时，在不高于InGaN有源层5的生长温度的温度下，直接在InGaN有源层5的整个表面上生长未掺杂的GaN覆盖层6。这不仅可防止在形成覆盖层6时，InGaN有源层5中组成元素的失去，也可防止在覆盖层6形成后InGaN有源层5中组成元素的失去。因此，此实施例的制造方法是吸引人的。
尤其是，在此实施例中，在近似相等的生长温度下连续生长InGaN有源层5和GaN覆盖层6有效地抑止了从InGaN有源层5中组成元素的失去，并提高了规模生产能力。
具有200厚的GaN覆盖层6的上述结构，发光强度为340(任意单位)。1000厚的GaN覆盖层6的上述结构发光强度为36(任意单位)。这大于没有覆盖层6的结构的发光强度，但它是有200厚的覆盖层6结构的发光强度的大约十分之一。300厚的GaN覆盖层6的上述结构，发光强度是有200厚的覆盖层结构的发光强度的1.4倍，400厚的GaN覆盖层6的上述结构，其发光强度是有200厚的覆盖层结构的发光强度的0.8倍。
这暗示了当GaN覆盖层6的厚度在200-400之间时获得最好的效果，或最好GaN覆盖层6有足够大的厚度以导致几乎没有量子效果。
在此实施例中，在衬底1上形成非晶AlGaN缓冲层2，然后在单晶生长条件下形成未掺杂GaN单晶下层3。这容易给下层3提供显著提高的表面状态，这样抑止了器件的漏电流并增加了器件的生产效益。
当把GaN层用作非晶缓冲层2时，它容易遭受可导致贯穿缺陷的表面坑。因此，从生产效益的观点看，把GaN层用作缓冲层2不太合适。作为与未掺杂单晶下层3结合的非晶缓冲层2，从生产效益的观点最好使用AlN层，使用AlGaN层是最理想的。
对具有各种Al组分比的AlGaN层测量表面状态和X射线衍射光谱的FWHM(全宽度半最大值)。表2示出测量值。
                    表2
  Al的组分   表面状态   X射线FWHM(arcsec)
  1.0   良好   550
  0.8   良好   504
  0.6   良好   451
  0.4   良好   390
  0.2   许多凹坑   428
  0   许多凹坑   未知
表2的结果示出AlGaN层的Al组分比为0.4或更大并小于1是合适的，而更理想的是不小于0.4也不大于0.6。
作为未掺杂的单晶下层3，可用AlGaN层来替代GaN层，但AlN不是最好的，因为它易于遭受表面开裂。
接着，将描述依据本发明第二实施例由III-V族氮化物系列半导体形成的发光二极管。
此实施例与第一实施例的不同之处在于，使用200厚的未掺杂AluGa1-uN层作为覆盖层6，而不是用未掺杂的GaN层。u的值近似于0.1和0.2。在此实施例中，也通过MOCVD法在与有源层5的生长温度相同的温度下形成此AluGa1-uN层，在此实施例中温度为860℃。把H2和N2用作载气，并把氨水、三甲基镓(TMG)和三甲基铝(TMA)用作原料气体。也可用三乙基镓(TEG)来替代三甲基镓(TMG)。
可看出此实施例的发光二极管提供的发光强度也可明显大于没有覆盖层6的发光二极管的发光强度。
然而，与第一实施例中可提供450(任意单位)发光强度的有200厚的未掺杂GaN覆盖层6相比，第二实施例中有Al的组分比u为大约0.1的未掺杂AluGa1-uN覆盖层提供的发光强度小于它的一半为190(任意单位)。
有Al的组分比u为大约0.2的AluGa1-uN覆盖层，得到的发光强度是有Al的组分比u为0.1的覆盖层的发光强度的三分之一。
这表明最好使用GaN层作为覆盖层6，而在使用AluGa1-uN层时，诸如0.1的较小Al组分比u是最好的。Al的组分比越大，则AlGaN的带隙越大。如第一实施例中所述p型包层7的Al组分比为0.2。当覆盖层6中Al的组分比为0.1时，覆盖层6的带隙小于p型包层7的带隙。由此，可理解覆盖层6的带隙最好在有源层5的带隙和p型包层7的带隙之间。
接着，将参考图2描述本发明第三实施例中由III-V族氮化物系列半导体构成的发光二极管。
此实施例与第一实施例的不同之处在于它不使用GaN下层3，除了不包括形成GaN下层3的工艺步骤以外，其制造方法与第一实施例的方法一样。
虽然此实施例的发光二极管所提供的生产效益低于第一实施例的发光二极管，但与没有覆盖层6的发光二极管相比，它可实现较大的发光强度。
虽然上述实施例的发光二极管的n型接触层4上具有有源层5，但也可在n型接触层4和有源层5之间生长上n型AlGaN包层。可在n型接触层4和有源层5之间生长上n型AlGaN包层和n型InGaN层。
上述实施例使用具有非量子阱结构而不是量子阱结构的有源层，作为有源层5。然而，不用说也可使用具有单量子阱结构或多量子阱结构的有源层。例如，有源层5可具有InsGa1-sN(1＞s＞0)量子阱层形成的单量子阱结构，或具有InsGa1-sN(1＞s＞0)量子阱层和InrGa1-rN(1＞s＞r≥0)量子势垒层形成的多量子阱的结构。
当使用InsGa1-sN(1＞s＞0)量子阱层和GaN量子势垒层形成的多量子阱结构时，最好在不低于700℃且不高于950℃的生长温度下形成GaN量子势垒层，且最好在近似相等的生长温度下生长量子阱层和量子势垒层。
虽然此实施例的发光二极管使用掺Si和掺Zn的有源层5，但也可使用未掺杂的有源层。
接着，将参考图3描述本发明第四实施例中的标准型(index guided)半导体激光器件。此半导体激光器件是自对准半导体激光器件。
在图3中，在蓝宝石绝缘衬底11上依次形成厚度为大约100-200的未掺杂AlGaN缓冲层12、厚度为0.4μm的未掺杂GaN下层13、厚度为4μm的n型GaN接触层14，以及厚度为0.1-0.5μm的n型AlGaN包层15。在n型AlGaN包层15上依次形成InGaN有源层16、厚度为200-400的未掺杂GaN覆盖层17，以及厚度为0.1-0.5μm的p型AlGaN包层18。
在p型AlGaN包层18上形成n型GaN或n型AlGaN电流阻挡层19，其厚度为0.2-0.3μm，在其中央部分有一带状开口。在n型电流阻挡层19的上表面和带状开口中形成厚度为0.1-0.5μm的p型GaN接触层20。
在P型GaN接触层20上形成p电极21，在n型GaN接触层14上形成n电极22。
作为有源层16，可使用非量子阱结构层，或可使用单量子阱结构层或多量子阱层。在非量子阱结构层的情况下，其厚度设定为大约0.1到0.3μm。在单量子阱结构层的情况下，量子阱层的厚度设定为10-50，在多量子阱结构层的情况下，量子阱层的厚度设定为10-50，量子势垒层的厚度设定为大约10-100。
可通过使用化学气相淀积法诸如MOCVD进行一次晶体生长来制造此半导体激光器件。在制造时，以600℃的生长温度形成未掺杂AlGaN缓冲层12，在1150℃的生长温度下形成未掺杂GaN下层13、n型GaN接触层14和n型AlGaN包层15，在700-950℃的生长温度下形成InGaN有源层16和GaN覆盖层17，在1150℃的生长温度下形成p型AlGaN包层18、n型电流阻挡层19和p型GaN接触层20。
此实施例的半导体激光器件与没有覆盖层17的半导体激光器件相比，也可提供较大的发光强度。
接着，将参考图4描述依据本发明第五实施例的标准型半导体激光器件。此半导体激光器件是脊状掩埋型半导体激光器件。
在图4中，在蓝宝石绝缘衬底31上依次形成厚度为大约100-200的未掺杂AlGaN缓冲层32、厚度为0.4μm的未掺杂GaN下层33、厚度为4μm的n型GaN接触层34，以及厚度为0.1-0.5μm的n型AlGaN包层35。在n型AlGaN包层35上依次形成InGaN有源层36、厚度为200-400的未掺杂GaN覆盖层37，以及厚度为0.1-0.5μm的p型AlGaN包层38。InGaN有源层36具有与第四实施例中InGaN有源层16相同的结构和厚度。
p型AlGaN包层38具有一平面区和在平面区中央形成的脊状区。在p型AlGaN包层38的脊状区上形成厚度为0.1μm的p型GaN覆盖层39。在p型AlGaN包层38中平面区的上表面和脊状的侧面以及在p型覆盖层39的侧面上形成厚度为0.2-0.3μm的n型GaN或n型AlGaN电流阻挡层40。在p型覆盖层39和n型电流阻挡层40上形成厚度为0.1-0.5μm的p型接触层41。
在p型GaN接触层41上形成p电极42，在n型GaN接触层34上形成n电极43。
可通过使用化学气相淀积法诸如MOCVD进行三次晶体生长来制造此半导体激光器件。在制造时，以600℃的生长温度形成未掺杂AlGaN缓冲层32，在1150℃的生长温度下形成未掺杂GaN下层33、n型GaN接触层34和n型AlGaN包层35，在700-950℃的生长温度下形成InGaN有源层36和未掺杂GaN覆盖层37，在1150℃的生长温度下形成p型AlGaN包层38、p型覆盖层39、n型电流阻挡层40和p型GaN接触层41。
此实施例的半导体激光器件与没有覆盖层37的半导体激光器件相比，也提供了较大的发光强度。
接着，将参考图5描述依据本发明第六实施例的增益型半导体激光器件。
在图5中，在蓝宝石绝缘衬底51上依次形成厚度为大约100-200的未掺杂AlGaN缓冲层52、厚度为0.4μm的未掺杂GaN下层53、厚度为4μm的n型GaN接触层54，以及厚度为0.1-0.5μm的n型AlGaN包层55。
在n型AlGaN包层55上依次形成InGaN有源层56、厚度为200-400的未掺杂GaN覆盖层57，以及厚度为0.1-0.5μm的p型AlGaN包层58和厚度为0.1-0.5μm的p型GaN接触层。InGaN有源层56具有与第四实施例中InGaN有源层16相同的结构和厚度。
在p型GaN接触层59上形成其中央有带状开口的SiO2、SiN或n型GaN电流阻挡层60。在p型GaN接触层59上形成p电极61，在n型GaN接触层54上形成n电极62。
此实施例的半导体激光器件通过使用化学气相淀积法诸如MOCVD进行一次晶体生长来制造。在制造时，以600℃的生长温度形成未掺杂AlGaN缓冲层52，在1150℃的生长温度下形成未掺杂GaN下层53、n型GaN接触层54和n型AlGaN包层55，在700-950℃的生长温度下形成InGaN有源层56和未掺杂GaN覆盖层57，在1150℃的生长温度下形成p型AlGaN包层58和p型GaN接触层59。
此实施例的半导体激光器件与没有覆盖层57的半导体激光器件相比，也提供了较大的发光强度。
虽然第一到第六实施例已表明在绝缘衬底上生长半导体层的发光器件，但本发明可同样适用于在导电衬底诸如SiC衬底上生长半导体层，且在半导体层最上层的上表面和衬底下表面有电极的发光器件。
虽以如以上说明的结构在n型包层上依次形成有源层、覆盖层和p型包层，但也可在p型包层上依次形成有源层、覆盖层和n型包层。即，第一到第六实施例中的每一层可具有相反的导电类型。
第一到第六实施例已描述了本发明对发光器件诸如发光二极管和半导体激光器件的应用，但本发明也可应用于有包含In的化合物半导体激光器的半导体器件，诸如场效应晶体管。
例如，由图6所示的结构，在n型GaN层71上依次形成n型AlGaN层72和InGaN层73，在带有未掺杂GaN覆盖层74的InGaN层73上面形成p型SiC层75。在此情况下，在700-950℃的生长温度下形成InGaN层73和GaN覆盖层74，并在1300-1500℃的生长温度下形成p型SiC层75。在此例中，InGaN层73上形成的未掺杂GaN覆盖层74抑止了从InGaN层73中的组成元素诸如In的失去。
在图7的结构中，在n型SiC层81上形成InGaN层82，在有未掺杂GaN覆盖层83的InGaN层82上方形成p型SiC层84。在此情况下，在700-950℃的生长温度下形成InGaN层82和未掺杂GaN覆盖层83，并在1300-1500℃的生长温度下形成p型SiC层84。在此例中，InGaN层82上形成的未掺杂GaN覆盖层83抑止了从InGaN层82中的组成元素诸如In的失去。
第一到第三实施例的发光二极管可作为光源用于光纤通信系统也可用作光耦合器、单色或多色导航灯中使用的光源，显示装置诸如数字显示器、水平仪和显示器中使用的光源，传真装置、打印机头、信号灯、用于汽车中的灯诸如高光束灯、液晶电视、用于液晶显示器中的背光源、娱乐系统中使用的光源等。
第四到第六实施例的半导体激光器件可应用于激光手术刀、光通信系统中使用的光源、用于DVD(数字视频磁盘)或类似的磁盘系统中光拾取装置使用的光源、彩色激光打印机中使用的光源，激光处理装置中使用的光源、用于激光全息摄影术的光源、用于激光显示器的光源、用于娱乐系统的光源等。
虽然已详细描述了本发明，但以上描述在所有方面都是示意而不是限制。应理解可提出各种其它的改变和变化而不背离本发明的范围。

Claims (48)

1.一种发光器件，其特征在于依次包括：
由氮化物化合物半导体组成的缓冲层；
由氮化物化合物半导体组成的下层；
第一导电类型的接触层；
由第一导电类型的氮化物化合物半导体组成的第一包层；
由含铟的氮化物化合物半导体组成的有源层；
由氮化物化合物半导体组成的覆盖层；
由第二导电类型的氮化物化合物半导体组成的第二包层；
具有量子阱结构的所述有源层包括量子阱层和量子势垒层；
所述覆盖层是抑制铟从所述有源层失去的层。
2.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，进一步包括位于所述第二包层上的第二导电类型的接触层。
3.如权利要求2所述的发光器件，其特征在于，所述第二导电类型的接触层由GaN构成。
4.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述下层是未掺杂层。
5.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述量子阱层是由InsGa1-sN构成，其中1＞s＞0。
6.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述量子阱层是由InsGa1-sN构成，其中1＞s＞0，并且所述量子势垒层由InrGa1-rN构成，其中1＞s＞r≥0。
7.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述覆盖层由AlGaN或GaN构成。
8.如权利要求7所述的发光器件，其特征在于，所述覆盖层的Al组分比至多为0.1。
9.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述覆盖层具有比所述有源层带隙更长的带隙。
10.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述覆盖层的带隙大小在所述有源层的带隙和所述第二包层的带隙之间。
11.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述覆盖层杂质浓度低于所述第二包层的杂质浓度。
12.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述覆盖层是未掺杂层。
13.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述覆盖层的厚度不小于200，且不大于400。
14.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述第二包层由AlGaN组成。
15.如权利要求14所述的发光器件，其特征在于，所述覆盖层的Al组分比小于所述第二包层中Al的组分比。
16.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述下层由AlyGa1-yN组成的，并且所述下层的Al组分比y至少为0，且小于1。
17.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述缓冲层由AlxGa1-xN组成，并且所述缓冲层的Al组分比x大于0，且至多为1。
18.如权利要求17所述的发光器件，其特征在于，所述缓冲层的Al组分比x不小于0.4，也不大于0.6。
19.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述有源层由InGaN组成。
20.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述缓冲层是非单晶层。
21.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述下层是单晶层。
22.如权利要求1所述的发光器件，其特征在于，所述第一包层由AlGaN组成。
23.一种制造发光器件的方法，其特征在于，包括依次如下的步骤：
形成由氮化物化合物半导体组成的缓冲层；
形成由氮化物化合物半导体组成的下层；
形成第一导电类型的接触层；
形成由第一导电类型的氮化物化合物半导体组成的第一包层；
形成由含铟的氮化物化合物半导体组成的有源层，所述有源层具有量子阱结构，包括量子阱层和量子势垒层；
形成由氮化物化合物半导体组成的覆盖层；
在高于所述有源层形成的生长温度下，形成由第二导电类型的氮化物化合物半导体组成的第二包层；
所述形成覆盖层的步骤包括将形成抑制铟从所述有源层失去的层作为所述覆盖层；
所述形成覆盖层的步骤包括在等于或低于所述有源层形成的生长温度下，形成所述覆盖层。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成第一导电类型接触层的步骤包括在不低于1000℃，也不高于1200℃的生长温度下，形成所述第一导电类型接触层。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述第二包层上形成第二导电类型接触层的步骤。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述形成第二导电类型接触层的步骤包括形成由GaN组成的第二导电类型的接触层。
27.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成有源层的步骤包括形成InsGa1-sN组成的量子阱，其中1＞s＞0。
28.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成有源层的步骤包括形成InsGa1-sN组成的量子阱，其中1＞s＞0，以及形成InrGa1-rN组成的量子势垒层，其中1＞s＞r≥0。
29.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成覆盖层的步骤包括形成具有Al组分比至多为0.1的覆盖层。
30.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成覆盖层的步骤包括形成具有带隙大小在所述有源层的带隙和所述第二包层的带隙之间的覆盖层。
31.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成覆盖层的步骤包括形成具有掺杂浓度低于所述第二包层的掺杂浓度的覆盖层。
32.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成覆盖层的步骤包括形成未掺杂层。
33.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成覆盖层的步骤包括形成具有厚度不小于200，且不大于400的覆盖层。
34.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成第二包层的步骤包括形成由AlGaN组成的第二包层。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，所述形成覆盖层的步骤包括形成具有Al组分比小于所述第二包层Al组分比的覆盖层。
36.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成下层的步骤包括形成由AlyGa1-yN组成的下层，以及
所述下层的Al组分比y至少为0，且小于1。
37.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成缓冲层的步骤包括形成由AlxGa1-xN组成的缓冲层，并且所述缓冲层的Al组分比x大于0，且至多为1。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述形成缓冲层的步骤包括形成具有Al组分比x不小于0.4，也不大于0.6的缓冲层。
39.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成有源层的步骤包括形成由InGaN组成的有源层。
40.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成有源层的步骤包括在温度不低于700℃，也不高于950℃的生长温度下，形成所述有源层。
41.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成第二包层的步骤包括在温度不低于1000℃，也不高于1200℃的生长温度下，形成所述第二包层。
42.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成第一包层的步骤包括形成由AlGaN组成的第一包层。
43.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成覆盖层的步骤包括在温度不低于700℃，也不高于950℃的生长温度下，形成所述覆盖层。
44.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成下层的步骤包括形成未掺杂下层。
45.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成缓冲层的步骤包括形成非单晶缓冲层。
46.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成下层的步骤包括形成单晶下层。
47.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成覆盖层的步骤包括形成由AlGaN或GaN组成的覆盖层。
48.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述形成覆盖层的步骤包括形成具有带隙大于所述有源层带隙的覆盖层。
CNB971108064A 1996-04-26 1997-04-25 发光器件及其制造方法 Expired - Lifetime CN1220278C (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10783396 1996-04-26
JP107833/96 1996-04-26
JP107833/1996 1996-04-26
JP055221/1997 1997-03-10
JP055221/97 1997-03-10
JP05522197A JP3448450B2 (ja) 1996-04-26 1997-03-10 発光素子およびその製造方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100434632A Division CN100353573C (zh) 1996-04-26 1997-04-25 发光器件的制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1169036A CN1169036A (zh) 1997-12-31
CN1220278C true CN1220278C (zh) 2005-09-21

Family

ID=26396092

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB971108064A Expired - Lifetime CN1220278C (zh) 1996-04-26 1997-04-25 发光器件及其制造方法
CNB2004100434632A Expired - Lifetime CN100353573C (zh) 1996-04-26 1997-04-25 发光器件的制造方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100434632A Expired - Lifetime CN100353573C (zh) 1996-04-26 1997-04-25 发光器件的制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (3) US5990496A (zh)
EP (3) EP2383846B1 (zh)
JP (1) JP3448450B2 (zh)
KR (1) KR100500331B1 (zh)
CN (2) CN1220278C (zh)
DE (1) DE69735078T2 (zh)

Families Citing this family (64)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3448450B2 (ja) * 1996-04-26 2003-09-22 三洋電機株式会社 発光素子およびその製造方法
US5987048A (en) * 1996-07-26 1999-11-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Gallium nitride-based compound semiconductor laser and method of manufacturing the same
KR100542870B1 (ko) * 1998-01-21 2006-01-20 로무 가부시키가이샤 반도체 발광소자 및 그 제조방법
TW413972B (en) * 1998-04-22 2000-12-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor laser device
JP4214585B2 (ja) * 1998-04-24 2009-01-28 富士ゼロックス株式会社 半導体デバイス、半導体デバイスの製造方法及び製造装置
JP2000031533A (ja) 1998-07-14 2000-01-28 Toshiba Corp 半導体発光素子
US6459100B1 (en) * 1998-09-16 2002-10-01 Cree, Inc. Vertical geometry ingan LED
JP3804335B2 (ja) * 1998-11-26 2006-08-02 ソニー株式会社 半導体レーザ
US6316332B1 (en) 1998-11-30 2001-11-13 Lo Yu-Hwa Method for joining wafers at a low temperature and low stress
KR100486699B1 (ko) * 1999-02-12 2005-05-03 삼성전자주식회사 ｐ형 ＧａＮ 단결정 성장 방법
WO2000054342A1 (en) * 1999-03-10 2000-09-14 Nova Crystals, Inc. HIGH BRIGHTNESS NITRIDE-BASED LEDs
JP3459588B2 (ja) * 1999-03-24 2003-10-20 三洋電機株式会社 半導体レーザ素子の製造方法
JP3786544B2 (ja) * 1999-06-10 2006-06-14 パイオニア株式会社 窒化物半導体素子の製造方法及びかかる方法により製造された素子
JP4032636B2 (ja) * 1999-12-13 2008-01-16 日亜化学工業株式会社 発光素子
JP2001244551A (ja) * 2000-02-28 2001-09-07 Sony Corp パルセーションレーザ
US6731663B1 (en) * 2000-03-28 2004-05-04 The Furukawa Electric Co., Ltd. Ridge waveguide type semiconductor laser device
KR100506077B1 (ko) * 2000-04-15 2005-08-04 삼성전기주식회사 유기금속기상화학증착법에 의한 고품위 ⅲ-족 질화물 박막성장 방법
JP5145617B2 (ja) * 2000-07-03 2013-02-20 日亜化学工業株式会社 ｎ型窒化物半導体積層体およびそれを用いる半導体素子
US6586762B2 (en) 2000-07-07 2003-07-01 Nichia Corporation Nitride semiconductor device with improved lifetime and high output power
KR100550158B1 (ko) * 2000-09-21 2006-02-08 샤프 가부시키가이샤 질화물 반도체 발광소자 및 그것을 포함한 광학장치
US6653662B2 (en) 2000-11-01 2003-11-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device, method for fabricating the same, and method for driving the same
JP4963763B2 (ja) * 2000-12-21 2012-06-27 日本碍子株式会社 半導体素子
JP3864735B2 (ja) 2000-12-28 2007-01-10 ソニー株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
USRE46589E1 (en) 2001-01-16 2017-10-24 Cree, Inc. Group III nitride LED with undoped cladding layer and multiple quantum well
US6800876B2 (en) 2001-01-16 2004-10-05 Cree, Inc. Group III nitride LED with undoped cladding layer (5000.137)
CA2444273C (en) * 2001-04-12 2012-05-22 Nichia Corporation Gallium nitride semiconductor device
JP3819730B2 (ja) * 2001-05-11 2006-09-13 三洋電機株式会社 窒化物系半導体素子および窒化物半導体の形成方法
US6958497B2 (en) 2001-05-30 2005-10-25 Cree, Inc. Group III nitride based light emitting diode structures with a quantum well and superlattice, group III nitride based quantum well structures and group III nitride based superlattice structures
US6977953B2 (en) * 2001-07-27 2005-12-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Nitride-based semiconductor light-emitting device and method of fabricating the same
JP2003140100A (ja) * 2001-11-01 2003-05-14 Oki Electric Ind Co Ltd 導波路型光素子、これを用いた集積化光導波路素子、及びその製造方法
TWI275220B (en) 2001-11-05 2007-03-01 Nichia Corp Nitride semiconductor device
US6683327B2 (en) * 2001-11-13 2004-01-27 Lumileds Lighting U.S., Llc Nucleation layer for improved light extraction from light emitting devices
US6665329B1 (en) * 2002-06-06 2003-12-16 Sandia Corporation Broadband visible light source based on AllnGaN light emitting diodes
US6900067B2 (en) * 2002-12-11 2005-05-31 Lumileds Lighting U.S., Llc Growth of III-nitride films on mismatched substrates without conventional low temperature nucleation layers
US6952024B2 (en) * 2003-02-13 2005-10-04 Cree, Inc. Group III nitride LED with silicon carbide cladding layer
JP3767863B2 (ja) * 2003-12-18 2006-04-19 ローム株式会社 半導体発光素子およびその製法
CN100478986C (zh) 2004-03-04 2009-04-15 株式会社半导体能源研究所 Id芯片和ic卡
US9524869B2 (en) * 2004-03-11 2016-12-20 Epistar Corporation Nitride-based semiconductor light-emitting device
JP2005268581A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
WO2005104236A2 (en) * 2004-04-15 2005-11-03 Trustees Of Boston University Optical devices featuring textured semiconductor layers
US8035113B2 (en) * 2004-04-15 2011-10-11 The Trustees Of Boston University Optical devices featuring textured semiconductor layers
US7504274B2 (en) 2004-05-10 2009-03-17 The Regents Of The University Of California Fabrication of nonpolar indium gallium nitride thin films, heterostructures and devices by metalorganic chemical vapor deposition
EP1787330A4 (en) * 2004-05-10 2011-04-13 Univ California MANUFACTURE OF ULTRA-THIN FILMS OF INDIUM AND GALLIUM NITRIDE, HETEROSTRUCTURES AND OTHER PARTS BY ORGANOMETALLIC VAPOR DEPOSITION
KR100611491B1 (ko) 2004-08-26 2006-08-10 엘지이노텍 주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법
US20070069225A1 (en) * 2005-09-27 2007-03-29 Lumileds Lighting U.S., Llc III-V light emitting device
JP5068020B2 (ja) * 2006-02-20 2012-11-07 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子の製造方法
JP5047508B2 (ja) 2006-02-27 2012-10-10 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子の製造方法
JP2009152552A (ja) * 2007-12-18 2009-07-09 Seoul Opto Devices Co Ltd 多重量子井戸構造の活性領域を有する発光ダイオード
WO2009111790A1 (en) * 2008-03-07 2009-09-11 Trustees Of Boston University Optical devices featuring nonpolar textured semiconductor layers
JP2010123920A (ja) * 2008-10-20 2010-06-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化物系半導体発光素子を作製する方法、及びエピタキシャルウエハを作製する方法
US8604461B2 (en) 2009-12-16 2013-12-10 Cree, Inc. Semiconductor device structures with modulated doping and related methods
US8536615B1 (en) 2009-12-16 2013-09-17 Cree, Inc. Semiconductor device structures with modulated and delta doping and related methods
CN102034912B (zh) * 2009-12-29 2015-03-25 比亚迪股份有限公司 发光二极管外延片、其制作方法及芯片的制作方法
US8575592B2 (en) * 2010-02-03 2013-11-05 Cree, Inc. Group III nitride based light emitting diode structures with multiple quantum well structures having varying well thicknesses
JP5372045B2 (ja) 2011-02-25 2013-12-18 株式会社東芝 半導体発光素子
US9781783B2 (en) 2011-04-15 2017-10-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device, display device, light-emitting system, and display system
US11966810B2 (en) 2012-02-06 2024-04-23 Cognex Corporation System and method for expansion of field of view in a vision system
US9892298B2 (en) 2012-02-06 2018-02-13 Cognex Corporation System and method for expansion of field of view in a vision system
US8646690B2 (en) 2012-02-06 2014-02-11 Cognex Corporation System and method for expansion of field of view in a vision system
JP5651758B2 (ja) * 2013-10-08 2015-01-14 株式会社東芝 半導体発光素子
KR102223037B1 (ko) 2014-10-01 2021-03-05 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 제조방법
WO2018003335A1 (ja) * 2016-06-30 2018-01-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュール及び溶接用レーザ光源システム
WO2018168430A1 (ja) 2017-03-16 2018-09-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュール及び溶接用レーザ光源システム
CN108538978A (zh) * 2018-04-13 2018-09-14 厦门乾照光电股份有限公司 一种可提高发光效率的led外延结构及其生长方法

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH088390B2 (ja) 1984-11-30 1996-01-29 三洋電機株式会社 半導体レーザ
JP3160914B2 (ja) 1990-12-26 2001-04-25 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体レーザダイオード
JPH088217B2 (ja) 1991-01-31 1996-01-29 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法
US5290393A (en) * 1991-01-31 1994-03-01 Nichia Kagaku Kogyo K.K. Crystal growth method for gallium nitride-based compound semiconductor
JP2791448B2 (ja) 1991-04-19 1998-08-27 日亜化学工業 株式会社 発光ダイオード
US5495155A (en) 1991-06-28 1996-02-27 United Technologies Corporation Device in a power delivery circuit
JPH05291686A (ja) * 1992-04-14 1993-11-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ
JP3243768B2 (ja) 1992-07-06 2002-01-07 日本電信電話株式会社 半導体発光素子
JP2875437B2 (ja) 1992-07-30 1999-03-31 シャープ株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
JP2999638B2 (ja) * 1992-10-28 2000-01-17 日本電信電話株式会社 仮想体験システム
US5578839A (en) * 1992-11-20 1996-11-26 Nichia Chemical Industries, Ltd. Light-emitting gallium nitride-based compound semiconductor device
JPH06164055A (ja) * 1992-11-25 1994-06-10 Asahi Chem Ind Co Ltd 量子井戸型半導体レーザ
JP3091593B2 (ja) 1993-01-14 2000-09-25 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光デバイス用積層体
KR100286699B1 (ko) * 1993-01-28 2001-04-16 오가와 에이지 질화갈륨계 3-5족 화합물 반도체 발광디바이스 및 그 제조방법
JP3761589B2 (ja) * 1993-03-26 2006-03-29 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US5583878A (en) * 1993-06-23 1996-12-10 The Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor optical device
JPH0774431A (ja) * 1993-06-23 1995-03-17 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体光素子
JP2785254B2 (ja) 1993-06-28 1998-08-13 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JPH0750410A (ja) * 1993-08-06 1995-02-21 Hitachi Ltd 半導体結晶積層体及びその形成方法並びに半導体装置
JPH07106698A (ja) * 1993-09-29 1995-04-21 Sony Corp 半導体発光素子
EP0647730B1 (en) 1993-10-08 2002-09-11 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. GaN single crystal
JPH07267796A (ja) 1994-03-31 1995-10-17 Mitsubishi Cable Ind Ltd ＧａＮ単結晶の製造方法
JP3297220B2 (ja) 1993-10-29 2002-07-02 株式会社東芝 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP2932468B2 (ja) 1993-12-10 1999-08-09 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
US5393993A (en) 1993-12-13 1995-02-28 Cree Research, Inc. Buffer structure between silicon carbide and gallium nitride and resulting semiconductor devices
JPH07235723A (ja) 1994-02-23 1995-09-05 Hitachi Ltd 半導体レーザ素子
JP3509260B2 (ja) 1994-03-08 2004-03-22 住友化学工業株式会社 ３−５族化合物半導体と発光素子
JP3325380B2 (ja) * 1994-03-09 2002-09-17 株式会社東芝 半導体発光素子およびその製造方法
US5656832A (en) * 1994-03-09 1997-08-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor heterojunction device with ALN buffer layer of 3nm-10nm average film thickness
JPH0818159A (ja) * 1994-04-25 1996-01-19 Hitachi Ltd 半導体レーザ素子及びその作製方法
JP2956489B2 (ja) * 1994-06-24 1999-10-04 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法
US5592501A (en) * 1994-09-20 1997-01-07 Cree Research, Inc. Low-strain laser structures with group III nitride active layers
US5777350A (en) * 1994-12-02 1998-07-07 Nichia Chemical Industries, Ltd. Nitride semiconductor light-emitting device
US5679965A (en) * 1995-03-29 1997-10-21 North Carolina State University Integrated heterostructures of Group III-V nitride semiconductor materials including epitaxial ohmic contact, non-nitride buffer layer and methods of fabricating same
JP3728332B2 (ja) * 1995-04-24 2005-12-21 シャープ株式会社 化合物半導体発光素子
JPH0997921A (ja) 1995-07-21 1997-04-08 Sumitomo Chem Co Ltd ３−５族化合物半導体の製造方法
JPH0955221A (ja) 1995-08-10 1997-02-25 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 燃料電池用プレート、燃料電池ユニット及び積層型燃料電池
DE69602141T2 (de) * 1995-08-28 1999-10-21 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Lichtemittierende Vorrichtung auf Basis einer Nitridverbindung der Gruppe III
JPH0964419A (ja) 1995-08-28 1997-03-07 Sumitomo Chem Co Ltd ３−５族化合物半導体及び発光素子
KR100267839B1 (ko) 1995-11-06 2000-10-16 오가와 에이지 질화물 반도체 장치
JP3235440B2 (ja) 1995-11-24 2001-12-04 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体レーザ素子とその製造方法
JP3658112B2 (ja) 1995-11-06 2005-06-08 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体レーザダイオード
JP2900990B2 (ja) 1995-11-24 1999-06-02 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
JPH09186363A (ja) 1995-12-27 1997-07-15 Toshiba Corp 半導体発光素子及びその製造方法
JPH09199798A (ja) 1996-01-18 1997-07-31 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体レーザ素子
US6165812A (en) 1996-01-19 2000-12-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Gallium nitride compound semiconductor light emitting device and process for producing gallium nitride compound semiconductor
JPH09232680A (ja) 1996-02-22 1997-09-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光素子及びその製造方法
US5903017A (en) 1996-02-26 1999-05-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Compound semiconductor device formed of nitrogen-containing gallium compound such as GaN, AlGaN or InGaN
JP3441329B2 (ja) 1996-02-26 2003-09-02 株式会社東芝 窒化ガリウム系半導体素子
JP3754120B2 (ja) 1996-02-27 2006-03-08 株式会社東芝 半導体発光装置
JP3399216B2 (ja) 1996-03-14 2003-04-21 ソニー株式会社 半導体発光素子
US6072818A (en) 1996-03-28 2000-06-06 Fuji Photo Film Co., Ltd. Semiconductor light emission device
JPH09266352A (ja) 1996-03-28 1997-10-07 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体発光素子
JP3441883B2 (ja) 1996-04-17 2003-09-02 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体レーザ素子
JP3778609B2 (ja) 1996-04-26 2006-05-24 三洋電機株式会社 半導体素子の製造方法
JP3448450B2 (ja) * 1996-04-26 2003-09-22 三洋電機株式会社 発光素子およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6162656A (en) 2000-12-19
KR100500331B1 (ko) 2005-09-30
CN100353573C (zh) 2007-12-05
DE69735078D1 (de) 2006-04-06
EP1453112B1 (en) 2015-07-08
JPH1012923A (ja) 1998-01-16
EP2383846A2 (en) 2011-11-02
USRE42074E1 (en) 2011-01-25
KR970072575A (ko) 1997-11-07
JP3448450B2 (ja) 2003-09-22
EP0803916A3 (en) 2000-03-08
CN1169036A (zh) 1997-12-31
EP2383846A3 (en) 2014-10-29
DE69735078T2 (de) 2006-08-24
EP2383846B1 (en) 2020-02-19
CN1540775A (zh) 2004-10-27
US5990496A (en) 1999-11-23
EP0803916B1 (en) 2006-01-11
EP1453112A1 (en) 2004-09-01
EP0803916A2 (en) 1997-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1220278C (zh) 发光器件及其制造方法
CN1208849C (zh) 制造半导体发光装置的方法及其制造的半导体发光装置
US6281522B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor and a semiconductor light-emitting device
CN1175533C (zh) 半导体元件及其制造方法
CN1134037A (zh) 外延片及其制造方法
JP5647289B2 (ja) 発光素子の製造方法
JP2000340511A (ja) ＧａＮ系化合物半導体結晶の成長方法及び半導体基材
CN1137690A (zh) 化合物半导体发光器件及其制备方法
JPH08139361A (ja) 化合物半導体発光素子
US20200365761A1 (en) Light-emitting diode and method for manufacturing the same
WO2019015217A1 (zh) 一种深紫外led
KR100714629B1 (ko) 질화물 반도체 단결정 기판, 그 제조방법 및 이를 이용한수직구조 질화물 발광소자 제조방법
JPH11112030A (ja) ３−５族化合物半導体の製造方法
JP2007201099A (ja) 窒化物半導体発光素子を作製する方法
KR100604617B1 (ko) Ⅲ-ⅴ족화합물반도체의제조방법
JP2002134787A5 (zh)
US8685775B2 (en) Group III nitride semiconductor light-emitting device and production method therefor
US9620675B2 (en) Solid state lighting devices with reduced crystal lattice dislocations and associated methods of manufacturing
JP2006128653A (ja) ３−５族化合物半導体、その製造方法及びその用途
JPH10144612A (ja) 半導体の成長方法
CN103872200A (zh) 形成半导体层的方法、半导体发光器件及其制造方法
JP4583523B2 (ja) Ｉｉｉ−ｖ族窒化物半導体発光素子及びその製造方法
JP2000312032A (ja) 化合物半導体エピタキシャルウエハとその製造方法及び、これを用いて製造される発光ダイオード
KR20030065884A (ko) 발광 다이오드 및 그의 제조방법
JP2003298110A (ja) 半導体の成長方法および半導体発光素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20050921