DE112015003919T5 - Semiconductor light emitting device - Google Patents

Semiconductor light emitting device Download PDF

Info

Publication number
DE112015003919T5
DE112015003919T5 DE112015003919.8T DE112015003919T DE112015003919T5 DE 112015003919 T5 DE112015003919 T5 DE 112015003919T5 DE 112015003919 T DE112015003919 T DE 112015003919T DE 112015003919 T5 DE112015003919 T5 DE 112015003919T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
light emitting
emitting device
quantum well
light emission
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.)
Withdrawn
Application number
DE112015003919.8T
Other languages
German (de)
Inventor
Kenji Sakai
Jun Ikeda
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.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai 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
Application filed by Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Publication of DE112015003919T5 publication Critical patent/DE112015003919T5/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L33/04Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L33/26Materials of the light emitting region
    • H01L33/30Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • H01L33/0093Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes
    • H01L33/38Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes with a particular shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes
    • H01L33/38Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes with a particular shape
    • H01L33/387Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes with a particular shape with a plurality of electrode regions in direct contact with the semiconductor body and being electrically interconnected by another electrode layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes
    • H01L33/40Materials therefor
    • H01L33/405Reflective materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Halbleiter-Lichtemissionsbauelement mit einer aktiven Quantentopfschicht (Quantum-Well-Schicht) bereitgestellt, die aus Topfschichten und Barrierenschichten besteht, wobei das Halbleiter-Lichtemissionsbauelement eine Lichtemissionswellenlänge von 585 nm oder mehr und 605 nm oder weniger aufweist, die Topfschicht aus einem Verbindungshalbleiter mit einer Zusammensetzungsformel von (AlxGa1-x)yIn1-yP (0 < x ≤ 0,06, 0 < y < 1) hergestellt ist, und die Barrierenschicht aus einem Verbindungshalbleiter mit einer Zusammensetzungsformel von (AlmGa1-m)nIn1-nP (0 ≤ m ≤ 1, 0 < n < 1) hergestellt ist. Dadurch ist es möglich, ein Halbleiter-Lichtemissionsbauelement bereitzustellen, das in einem Bereich kürzerer Wellenlängen (Gelbemission) eine höhere Lichtemissionseffizienz bieten kann, während eine aktive Schicht mit einer Quantentopfstruktur verwendet wird.According to the present invention, there is provided a semiconductor light emitting device having a quantum well active layer composed of well layers and barrier layers, wherein the semiconductor light emitting device has a light emission wavelength of 585 nm or more and 605 nm or less, the well layer is made of a compound semiconductor having a composition formula of (Alx Ga1-x) y In1-y P (0 <x≤0.06, 0 <y <1), and the barrier layer is made of a compound semiconductor having a composition formula of (AlmGa1-m) nIn1- nP (0 ≦ m ≦ 1, 0 <n <1). Thereby, it is possible to provide a semiconductor light emitting device capable of providing a higher light emitting efficiency in a region of shorter wavelengths (yellow emission) while using an active layer having a quantum well structure.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiter-Lichtemissionsbauelement, bei dem ein Verbindungshalbleitermaterial verwendet wird.The present invention relates to a semiconductor light emitting device using a compound semiconductor material.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Von den III-V-Verbindungshalbleitern, ausgenommen Nitride, weist ein Material auf Basis von AlGaInP die größte Bandlücke vom direkten Übergangstyp auf; dieses Material wird für ein lichtemittierendes Bauelement mit einem Band von 500 bis 600 nm verwendet. Insbesondere kann ein lichtemittierendes Bauelement mit einem lichtemittierenden Teil aus AlGaInP, dessen Gitterkonstante zu einem GaAs-Substrat passt, Emissionen mit einer Helligkeit erreichen, die größer als bei den bisherigen Materialien mit indirektem Bandübergang, wie etwa GaP und GaAsP, ist.Of the III-V compound semiconductors except nitrides, an AlGaInP-based material has the largest direct-transition-band gap; this material is used for a light emitting device having a band of 500 to 600 nm. In particular, a light-emitting device having an AlGaInP light-emitting part whose lattice constant matches a GaAs substrate can achieve emissions with a brightness greater than the previous indirect-band-transition materials such as GaP and GaAsP.

Bei solch einem lichtemittierenden Bauelement mit einem lichtemittierenden Teil aus AlGaInP ist jedoch die Lichtemissionseffizienz in einem Bereich kürzerer Wellenlängen (Gelbemission) nicht notwendigerweise ausreichend.However, in such a light-emitting device having an AlGaInP light-emitting part, the light emission efficiency is not necessarily sufficient in a region of shorter wavelengths (yellow emission).

Es wird die Auffassung vertreten, dass die Gründe für die Abnahme der Lichtemissionseffizienz in einem Bereich kürzerer Wellenlängen darin zu suchen sind, dass (1) der Ladungsträgereinschluss unzureichend wird, da der Bandabstand zwischen der aktiven Schicht und der Überzugsschicht klein wird, (2) nicht-lumineszierende Zentren in der aktiven Schicht zunehmen, da der Al-Anteil an der Zusammensetzung der aktiven Schicht zunimmt, (3) die Struktur des Energiebandes sich vom direkten Übergangstyp in Richtung indirekter Übergangstyp verändert usw.It is considered that the reasons for the decrease of the light emission efficiency in a shorter wavelength region are to be that (1) the carrier confinement becomes insufficient because the band gap between the active layer and the clad layer becomes small, (2) not luminescent centers in the active layer increase as the Al content of the composition of the active layer increases; (3) the structure of the energy band changes from the direct transition type to the indirect transition type, etc.

Zur Lösung dieser Probleme offenbart Patentdokument 1 ein Verfahren, bei dem die aktive Schicht derart eingerichtet wird, dass sie eine Quantentopfstruktur mit 80 bis 200 Schichten ist, und der Al-Anteil an der Zusammensetzung der Barrierenschicht derart eingerichtet wird, dass er mehr als 1/2 beträgt (d. h. dass ein Verbindungshalbleiter mit einer Zusammensetzungsformel von (AlxGa1-x)1-yInyP (0,5 < x ≤ 1) verwendet wird), wodurch ein Ladungsträgerüberlauf unterdrückt wird, um eine hohe Lichtemissionseffizienz zu erhalten.To solve these problems, Patent Document 1 discloses a method in which the active layer is arranged to be a quantum well structure having 80 to 200 layers, and the Al content of the composition of the barrier layer is set to be more than 1 / 2 (that is, a compound semiconductor having a composition formula of (Al x Ga 1-x ) 1-y In y P (0.5 <x ≦ 1) is used), thereby suppressing carrier overflow to obtain a high light-emitting efficiency ,

Patentdokument 2 offenbart ein Verfahren, bei dem die aktive Schicht derart eingerichtet wird, dass sie eine Quantentopfstruktur ist, wobei in die aktive Schicht eine Gitterverzerrung eingebracht wird (d. h. eine Quantentopfstruktur, bestehend aus Topfschichten mit Dehnungsverformung oder Stauchungsverformung und Barrierenschichten mit einer Verzerrung, die zu jener der Topfschichten entgegengesetzt ist, wie etwa eine Verzerrungsrelaxationsschicht), wodurch der Al-Anteil an der Zusammensetzung der aktiven Schicht verringert wird, sodass eine hohe Lichtemissionseffizienz erhalten wird.Patent Document 2 discloses a method in which the active layer is arranged to be a quantum well structure in which a lattice distortion is introduced into the active layer (ie, a quantum well structure consisting of strain-strain or strain-strain well layers and barrier layers having distortion that of the well layers is opposite, such as a distortion relaxation layer), whereby the Al content of the composition of the active layer is reduced, so that a high light emission efficiency is obtained.

ANFÜHRUNGENCITING

PATENTLITERATURPatent Literature

  • Patentdokument 1: Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 2008-192 790 Patent Document 1: Publication of the Unexamined Japanese Patent Application (Kokai) No. 2008-192,790
  • Patentdokument 2: Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. H08-088 404 Patent Document 2: Publication of Unexamined Japanese Patent Application (Kokai) No. H08-088404

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

DER ERFINDUNG ZUGRUNDELIEGENDE TECHNISCHE AUFGABEBACKGROUND OF THE INVENTION TECHNICAL TASK

Wie vorstehend beschrieben, sind zum Unterbinden einer Abnahme der Lichtemissionseffizienz in einem Bereich kürzerer Wellenlängen die im Patentdokument 1 und im Patentdokument 2 offenbarten Verfahren vorgeschlagen worden.As described above, in order to suppress a decrease in light emission efficiency in a region of shorter wavelengths, the methods disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 have been proposed.

Bei dem im Patentdokument 1 offenbarten Verfahren kann zwar der Ladungsträgerüberlauf unterdrückt werden, doch der Al-Anteil an der Zusammensetzung der aktiven Schicht nimmt zu, wodurch die Lichtemissionseffizienz abnimmt. In the method disclosed in Patent Document 1, although the carrier overflow can be suppressed, the Al content of the composition of the active layer increases, whereby the light emission efficiency decreases.

Das im Patentdokument 2 offenbarte Verfahren führt zu einer Zunahme von Gitterfehlern im Kristall infolge der Verzerrung, auch wenn die Verzerrungsrelaxationsschicht verwendet wird, und deshalb kann nicht unbedingt eine höhere Lichtemissionseffizienz erreicht werden.The method disclosed in Patent Document 2 results in an increase in lattice defects in the crystal due to the distortion even when the distortion relaxation layer is used, and therefore a higher light emitting efficiency can not necessarily be achieved.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Halbleiter-Lichtemissionsbauelement bereitzustellen, bei dem in einem Bereich kürzerer Wellenlängen (Gelbemission) eine hohe Lichtemissionseffizienz erreicht werden kann, während eine aktiven Schicht mit einer Quantentopfstruktur verwendet wird.The present invention has been made to solve the problems described above. It is an object of the present invention to provide a semiconductor light emitting device in which a high light emission efficiency can be achieved in a region of shorter wavelengths (yellow emission) while an active layer having a quantum well structure is used.

MTTTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABEMTTTEL TO SOLVE THE TASK

Um die Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Halbleiter-Lichtemissionsbauelement mit einer aktiven Quantentopfschicht (Quantum-Well-Schicht) bereit, die aus Topfschichten und Barrierenschichten besteht, wobei
das Halbleiter-Lichtemissionsbauelement eine Lichtemissionswellenlänge von 585 nm oder mehr und 605 nm oder weniger aufweist,
die Topfschicht aus einem Verbindungshalbleiter mit einer Zusammensetzungsformel von (AlxGa1-x)yIn1-yP (0 < x ≤ 0,06, 0 < y < 1) hergestellt ist, und
die Barrierenschicht aus einem Verbindungshalbleiter mit einer Zusammensetzungsformel von (AlmGa1-m)nIn1-nP (0 ≤ m ≤ 1, 0 < n < 1) hergestellt ist.
To achieve the object, the present invention provides a semiconductor light emitting device having an active quantum well layer (quantum well layer) consisting of well layers and barrier layers, wherein
the semiconductor light emitting device has a light emission wavelength of 585 nm or more and 605 nm or less,
the well layer is made of a compound semiconductor having a composition formula of (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 <x ≦ 0.06, 0 <y <1), and
the barrier layer is made of a compound semiconductor having a composition formula of (Al m Ga 1-m ) n In 1-n P (0 ≦ m ≦ 1, 0 <n <1).

Durch einen Aufbau, der derart ist, dass eine Topfschicht aus einem Verbindungshalbleiter auf Basis von AlGaInP, die die aktive Quantentopfschicht bildet, einen Al-Anteil von 0,06 oder weniger aufweist, kann der durchschnittliche Al-Anteil an der Zusammensetzung der aktiven Quantentopfschicht verringert sein, wodurch die nicht-lumineszierenden Zentren in der aktiven Quantentopfschicht schwinden können, und dadurch kann in einem Bereich kürzerer Wellenlängen (Gelbemission) eine hohe Lichtemissionseffizienz erreicht werden.By a constitution such that a well layer of an AlGaInP-based compound semiconductor constituting the quantum well active layer has an Al content of 0.06 or less, the average Al content of the composition of the quantum well active layer can be reduced whereby the non-luminescent centers in the quantum well active layer can disappear, and thereby high light emission efficiency can be achieved in a region of shorter wavelengths (yellow emission).

Die aktive Quantentopfschicht weist vorzugsweise eine Gesamtfilmdicke von 200 nm oder mehr und 300 nm oder weniger auf.The active quantum well layer preferably has a total film thickness of 200 nm or more and 300 nm or less.

Wenn die Gesamtfilmdicke der aktiven Quantentopfschicht 200 nm oder mehr beträgt, ist es möglich, eine Abnahme der Lichtemissionseffizienz infolge eines Ladungsträgerüberlaufs zu unterdrücken. Wenn die Gesamtfilmdicke der aktiven Quantentopfschicht 300 nm oder weniger beträgt, ist es möglich, eine Steigerung der Kosten infolge einer längeren Fertigungsdauer und höherer Materialkosten zu vermeiden.When the total film thickness of the quantum well active layer is 200 nm or more, it is possible to suppress a decrease in light emission efficiency due to carrier overflow. When the total film thickness of the quantum well active layer is 300 nm or less, it is possible to avoid an increase in cost due to a longer manufacturing time and higher material cost.

WIRKUNGEN DER ERFINDUNGEFFECTS OF THE INVENTION

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Halbleiter-Lichtemissionsbauelement kann, wie vorstehend beschrieben, in einem Bereich kürzerer Wellenlängen (Gelbemission) eine hohe Lichtemissionseffizienz erreicht werden, während eine aktive Schicht mit einer Quantentopfstruktur verwendet wird.According to the semiconductor light emitting device of the present invention, as described above, in a region of shorter wavelengths (yellow emission), high light emission efficiency can be achieved while using an active layer having a quantum well structure.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING

1 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Halbleiter-Lichtemissionsbauelement zeigt; 1 Fig. 12 is a schematic sectional view showing an embodiment of the semiconductor light-emitting device of the present invention;

2 ist eine Darstellung, die anhand von Schnittansichten einen Fertigungsablauf zeigt, der bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Halbleiter-Lichtemissionsbauelements zur Anwendung gelangt; 2 Fig. 11 is a diagram showing, on the basis of sectional views, a manufacturing process used in manufacturing the semiconductor light emitting device of the present invention;

3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Gesamtfilmdicke einer aktiven Quantentopfschicht und der Lichtemissionseffizienz zeigt; und 3 Fig. 15 is a graph showing the relationship between the total film thickness of an active quantum well layer and the light emission efficiency; and

4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Lichtemissionswellenlänge und der Lichtemissionseffizienz für ein Beispiel und ein Vergleichsbeispiel zeigt. 4 Fig. 12 is a graph showing the relationship between the light emission wavelength and the light emission efficiency for an example and a comparative example.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels im Einzelnen beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings by way of an embodiment, but the present invention is not limited thereto.

Wie vorstehend beschrieben, sind bereits mehrere Verfahren vorgeschlagen worden, die eine aktive Schicht mit einer Quantentopfstruktur verwenden, um eine Abnahme der Lichtemissionseffizienz eines Halbleiter-Lichtemissionsbauelements in einem Bereich kürzerer Wellenlängen zu unterdrücken. Jedes dieser Verfahren erfordert jedoch noch Verbesserungen, damit in einem Bereich kürzerer Wellenlängen (Gelbemission) eine hohe Lichtemissionseffizienz erhalten wird.As described above, several methods have been proposed which use an active layer having a quantum well structure to suppress a decrease in the light emitting efficiency of a semiconductor light emitting device in a shorter wavelength region. However, each of these methods requires improvements in order to obtain high light emission efficiency in a region of shorter wavelengths (yellow emission).

Von daher haben die Erfinder engagiert an einem Halbleiter-Lichtemissionsbauelement geforscht, bei dem in einem Bereich kürzerer Wellenlängen (Gelbemission) eine hohe Lichtemissionseffizienz erhalten werden kann, während eine aktiven Schicht mit einer Quantentopfstruktur verwendet wird.Therefore, the inventors have been actively engaged in a semiconductor light emitting device in which a high light emission efficiency can be obtained in a region of shorter wavelengths (yellow emission) while an active layer having a quantum well structure is used.

Als Ergebnis haben die Erfinder festgestellt, dass der Aufbau, bei dem eine Topfschicht aus einem Verbindungshalbleiter auf Basis von AlGaInP, die die aktive Quantentopfschicht bildet, einen Al-Anteil von 0,06 oder weniger aufweist, ermöglicht, den durchschnittlichen Al-Anteil an der Zusammensetzung der aktiven Quantentopfschicht zu verringern, wodurch die nicht-lumineszierenden Zentren in der aktiven Quantentopfschicht schwinden können, und dass dadurch in einem Bereich kürzerer Wellenlängen (Gelbemission) eine hohe Lichtemissionseffizienz erhalten werden kann, wodurch die vorliegende Erfindung zum Abschluss gebracht wurde.As a result, the inventors have found that the structure in which a well layer of an AlGaInP-based compound semiconductor constituting the quantum well active layer has an Al content of 0.06 or less enables the average Al content of the .alpha To reduce the composition of the active quantum well layer, whereby the non-luminescent centers in the active quantum well layer can disappear, and thereby in a range of shorter wavelengths (yellow emission) high light emission efficiency can be obtained, whereby the present invention has been completed.

Zunächst wird ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Halbleiter-Lichtemissionsbauelement unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.First, an embodiment of the semiconductor light emitting device of the present invention will be described with reference to FIG 1 described.

Das in 1 gezeigte erfindungsgemäße Halbleiter-Lichtemissionsbauelement 10 weist einen lichtemittierenden Teil 19 mit einer aktiven Quantentopfschicht 14 auf. In der aktiven Quantentopfschicht 14 sind Topfschichten 16 und Barrierenschichten 15 abwechselnd aufgeschichtet. Die Topfschicht 16 ist aus i-AlGaInP mit einer Zusammensetzungsformel von (AlxGa1-x)yIn1-yP (0 < x ≤ 0,06, 0 < y < 1), und die Barrierenschicht 15 ist aus i-AlGaInP mit einer Zusammensetzungsformel von (AlmGa1-m)nIn1-nP (0 ≤ m ≤ 1, 0 < n < 1). Die Lichtemissionswellenlänge des Halbleiter-Lichtemissionsbauelements 10 ist 585 nm oder mehr und 605 nm oder weniger. Die gewünschte Wellenlänge im vorerwähnten Bereich kann beispielsweise durch Ändern der Filmdicke der Topfschicht 16 der aktiven Quantentopfschicht 14 erzielt werden.This in 1 shown semiconductor light emitting device according to the invention 10 has a light-emitting part 19 with an active quantum well layer 14 on. In the active quantum well layer 14 are pot layers 16 and barrier layers 15 alternately piled up. The pot layer 16 is made of i-AlGaInP having a compositional formula of (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 <x ≦ 0.06, 0 <y <1), and the barrier layer 15 is composed of i-AlGaInP having a compositional formula of (Al m Ga 1-m ) n In 1-n P (0 ≦ m ≦ 1, 0 <n <1). The light emission wavelength of the semiconductor light emitting device 10 is 585 nm or more and 605 nm or less. The desired wavelength in the aforementioned range can be, for example, by changing the film thickness of the well layer 16 the active quantum well layer 14 be achieved.

Bei dem lichtemittierenden Teil 19 handelt es sich um eine Halbleiterschicht, die beispielsweise aus einer Stromaufweitungsschicht 12 eines ersten Leitfähigkeitstyps, einer Überzugsschicht 13 des ersten Leitfähigkeitstyps, einer aktiven Quantentopfschicht 14, einer Überzugsschicht 17 eines zweiten Leitfähigkeitstyps und einer Stromaufweitungsschicht 18 des zweiten Leitfähigkeitstyps besteht. Die Stromaufweitungsschicht 12 des ersten Leitfähigkeitstyps, die Überzugsschicht 13 des ersten Leitfähigkeitstyps, die Überzugsschicht 17 des zweiten Leitfähigkeitstyps und die Stromaufweitungsschicht 18 des zweiten Leitfähigkeitstyps sind beispielsweise eine p-AlGaInP-Schicht mit einer Zusammensetzungsformel von (AlxGa1-x)yIn1-yP (0 ≤ x ≤ 1, 0 < y < 1), eine p-AlGaInP-Schicht mit einer Zusammensetzungsformel von (AlxGa1-x)yIn1-yP (0 ≤ x ≤ 1, 0 < y < 1), eine n-AlGaInP-Schicht mit einer Zusammensetzungsformel von (AlxGa1-x)yIn1-yP (0 ≤ x ≤ 1, 0 < y < 1) bzw. eine n-GaP-Schicht.In the light emitting part 19 it is a semiconductor layer, for example, from a current spreading layer 12 a first conductivity type, a coating layer 13 of the first conductivity type, an active quantum well layer 14 a coating layer 17 a second conductivity type and a current spreading layer 18 of the second conductivity type. The current spreading layer 12 of the first conductivity type, the overcoat layer 13 of the first conductivity type, the overcoat layer 17 of the second conductivity type and the current spreading layer 18 of the second conductivity type are, for example, a p-type AlGaInP layer having a composition formula of (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0≤x≤1, 0 <y <1), a p-type AlGaInP layer a compositional formula of (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 <y <1), an n-AlGaInP layer having a composition formula of (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 <y <1) or an n-GaP layer.

Auf dem lichtemittierenden Teil 19 sind beispielsweise auf einer p-leitenden Seite erste dünne ohmsche Elektroden 11 und Anschlusselektroden (nicht gezeigt) bereitgestellt.On the light emitting part 19 For example, on a p-type side, there are first thin ohmic electrodes 11 and terminal electrodes (not shown).

Ferner weist das Halbleiter-Lichtemissionsbauelement 10 beispielsweise ein leitfähiges Trägersubstrat 24, eine auf dem leitfähigen Trägersubstrat 24 bereitgestellte metallische Haftschicht 23, eine auf der metallischen Haftschicht 23 bereitgestellte metallische Reflexionsschicht 22, eine auf der metallischen Reflexionsschicht 22 bereitgestellte transparente Oxidfilmschicht 21 und auf einer n-leitenden Seite zweite dünne ohmsche Elektroden 20, die in der transparenten Oxidfilmschicht 21 bereitgestellt sind, auf und ist mit einer leitfähigen, ohmschen Elektrode 25 unter dem leitfähigen Trägersubstrat 24 mit dem vorstehend beschriebenen lichtemittierenden Teil 19 auf der transparenten Oxidfilmschicht 21 versehen. Die ersten dünnen ohmschen Elektroden 11 und die zweiten dünnen ohmschen Elektroden 20 sind beispielsweise so angeordnet, dass sie, von oben betrachtet, nicht überlappen.Further, the semiconductor light emitting device has 10 for example, a conductive carrier substrate 24 , one on the conductive support substrate 24 provided metallic adhesive layer 23 , one on the metallic adhesive layer 23 provided metallic reflection layer 22 , one on the metallic reflection layer 22 provided transparent oxide film layer 21 and second thin ohmic electrodes on an n-type side 20 that is in the transparent oxide film layer 21 are provided, and is provided with a conductive, ohmic electrode 25 under the conductive support substrate 24 with the above-described light-emitting part 19 on the transparent oxide film layer 21 Mistake. The first thin ohmic electrodes 11 and the second thin ohmic electrodes 20 For example, they are arranged so that they do not overlap when viewed from above.

Die Gesamtfilmdicke der aktiven Quantentopfschicht 14 ist vorzugsweise 200 nm oder mehr und 300 nm oder weniger. Der Grund dafür ist, dass die Lichtemissionseffizienz des Halbleiter-Lichtemissionsbauelements 10 mit der Lichtemissionswellenlänge 585 nm wie in 3 gezeigt einen Höchstwert in einem Bereich aufweist, in dem die Gesamtfilmdicke der aktiven Quantentopfschicht 14 200 nm oder mehr und 300 nm oder weniger ist. In 3 ist die Lichtemissionseffizienz als Verhältniszahl dargestellt, wobei die Lichtemissionseffizienz einer aktiven Quantentopfschicht 14 mit einer Gesamtfilmdicke von 250 nm gleich „1” gesetzt wurde. The total film thickness of the active quantum well layer 14 is preferably 200 nm or more and 300 nm or less. The reason for this is that the light-emitting efficiency of the semiconductor light-emitting device 10 with the light emission wavelength 585 nm as in 3 has a maximum value in a range in which the total film thickness of the active quantum well layer 14 200 nm or more and 300 nm or less. In 3 For example, the light emission efficiency is represented as a ratio, the light emission efficiency of an active quantum well layer 14 was set equal to "1" with a total film thickness of 250 nm.

Übrigens ergibt sich der in 3 gezeigte Kurvenverlauf, weil die Lichtemissionseffizienz infolge des Ladungsträgerüberlaufs abnimmt, wenn die Gesamtfilmdicke der aktiven Quantentopfschicht 14 weniger als 200 nm beträgt, während die Absorption durch die Topfschicht 16 zunimmt, und die Verbesserung der Lichtemissionseffizienz verloren geht, obwohl der Ladungsträgerüberlauf unterdrückt werden kann, wenn die Gesamtfilmdicke der aktiven Quantentopfschicht 14 mehr als 300 nm beträgt.By the way, the results in 3 shown curve curve because the light emission efficiency due to the carrier overflow decreases as the total film thickness of the active quantum well layer 14 less than 200 nm while absorbing through the well layer 16 increases and the improvement of the light emission efficiency is lost, although the carrier overflow can be suppressed when the total film thickness of the quantum well active layer 14 is more than 300 nm.

Bei einer Gesamtfilmdicke der aktiven Quantentopfschicht 14 von 200 nm oder mehr ist es möglich, eine Abnahme der Lichtemissionseffizienz infolge des Ladungsträgerüberlaufs zu unterdrücken. Bei einer Gesamtfilmdicke der aktiven Quantentopfschicht 14 von 300 nm oder weniger ist es möglich, eine Erhöhung der Herstellkosten infolge einer längeren Fertigungsdauer und höherer Materialkosten zu vermeiden.At a total film thickness of the active quantum well layer 14 of 200 nm or more, it is possible to suppress a decrease in the light emission efficiency due to the carrier overflow. At a total film thickness of the active quantum well layer 14 of 300 nm or less, it is possible to avoid an increase in manufacturing costs due to a longer production time and higher material costs.

In der aktiven Quantentopfschicht 14 kann beispielsweise die Filmdicke der Topfschicht 16 derart festgesetzt werden, dass die Lichtemissionswellenlänge des Halbleiter-Lichtemissionsbauelements 10 einen gewünschten Wert annimmt, und außerdem kann die Paarzahl (wenn es n Topfschichten (n ist eine positive ganze Zahl) und n + 1 Barrierenschichten gibt, ist die Paarzahl n) derart eingestellt werden, dass die Gesamtfilmdicke einen gewünschten Wert in dem vorstehend angegebenen Bereich annimmt.In the active quantum well layer 14 For example, the film thickness of the pot layer 16 be set so that the light emission wavelength of the semiconductor light emitting device 10 and the number of pairs (if there are n well layers (n is a positive integer) and n + 1 barrier layers, the pair number n) can be set so that the total film thickness becomes a desired value in the above-mentioned range accepts.

Die Gesamtfilmdicke der aktiven Quantentopfschicht 14 kann beispielsweise etwa 250 nm betragen.The total film thickness of the active quantum well layer 14 may be about 250 nm, for example.

Bei dem vorstehend anhand von 1 beschriebenen erfindungsgemäßen Halbleiter-Lichtemissionsbauelement weist die Topfschicht 16, welche die aktive Quantentopfschicht 14 bildet und aus einem Verbindungshalbleiter auf Basis von AlGaInP ist, einen Al-Anteil an der Zusammensetzung von 0,06 oder weniger auf. Dementsprechend kann der durchschnittliche Al-Anteil an der Zusammensetzung der aktiven Quantentopfschicht 14 verringert sein, wodurch die nicht-lumineszierenden Zentren in der aktiven Quantentopfschicht 14 schwinden können und in einem Bereich kürzerer Wellenlängen (Gelbemission) eine hohe Lichtemissionseffizienz erhalten werden kann.In the above with reference to 1 described semiconductor light emitting device according to the invention has the well layer 16 containing the active quantum well layer 14 and is composed of a compound semiconductor based on AlGaInP, has an Al content in the composition of 0.06 or less. Accordingly, the average Al content of the composition of the active quantum well layer 14 be reduced, thereby reducing the non-luminescent centers in the active quantum well layer 14 and a high light emission efficiency can be obtained in a range of shorter wavelengths (yellow emission).

Unter Bezugnahme auf 2 wird nun ein Beispiel für ein Herstellungsverfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Halbleiter-Lichtemissionsbauelements beschrieben. Nachstehend wird ein Beispiel für eine Herstellung eines Halbleiter-Lichtemissionsbauelements mit einer Lichtemissionswellenlänge von 585 nm beschrieben.With reference to 2 Now, an example of a manufacturing method for manufacturing the semiconductor light emitting device of the present invention will be described. Next, an example of manufacturing a semiconductor light emitting device having a light emission wavelength of 585 nm will be described.

Zunächst wird, wie in 2(a) gezeigt, auf einem GaAs-Substrat 26 eine Halbleiter-Schichtstruktur aus mehreren AlGaInP-basierten Materialien gebildet. Im Einzelnen werden nacheinander eine Ätzstoppschicht 27 aus p-Ga0.5In0.5P, eine Kontaktschicht 28 aus p-GaAs, die p-leitende Stromaufweitungsschicht 12 aus p-(Al0,4Ga0,6)0.5In0.5P, die p-leitende Überzugsschicht 13 aus p-Al0,5In0,5P, die aktive Quantentopfschicht 14, bestehend aus der Topfschicht 16 (Schichtdicke etwa 2,7 nm) aus undotiertem (Al0,06Ga0,94)0,5In0,5P und der Barrierenschicht 15 (Schichtdicke etwa 7,7 nm) aus undotiertem (Al0,6Ga0,4)0,5In0,5P, die n-leitende Überzugsschicht 17 aus n-Al0,5In0,5P und die n-leitende Stromaufweitungsschicht 18 aus n-GaP beispielsweise mittels eines MOVPE-Verfahrens (metallorganische Gasphasenepitaxie), auf dem n-GaAs-Substrat 26 abgeschieden. Anschauliche Beispiele für den Ausgangsstoff, der bei dem MOVPE-Verfahren verwendet wird, sind u. a. Organometallverbindungen wie etwa Trimethylgallium (TMGa), Triethylgallium (TEGa), Trimethylaluminium (TMAI), Trimethylindium (TMIn) und auch Wasserstoffgase wie etwa Arsenwasserstoff (AsH3) und Phosphorwasserstoff (PH3). Als Ausgangsstoff für einen n-Dotierstoff kann Monosilan (SiH4) verwendet werden, und als Ausgangsstoff für einen p-Dotierstoff kann Bis(cyclopentadienyl)magnesium (Cp2Mg) verwendet werden. Anschauliche Beispiele für den Ausgangsstoff, der als n-Dotierstoff verwendet werden kann, umfassen außerdem Selenwasserstoff (H2Se), Disilan (Si2H6), Diethyltellurium (DETe) und Dimethyltellurium (DMTe). Anschauliche Beispiele für den Ausgangsstoff, der als p-Dotierstoff verwendet werden kann, umfassen außerdem Dimethylzink (DMZn) und Diethylzink (DEZn).First, as in 2 (a) shown on a GaAs substrate 26 a semiconductor layer structure formed of several AlGaInP-based materials. In detail, an etching stopper layer is successively formed 27 p-Ga 0.5 In 0.5 P, a contact layer 28 p-GaAs, the p-type current spreading layer 12 from p- (Al 0.4 Ga 0.6 ) 0.5 In 0.5 P, the p-type overcoat layer 13 from p-Al 0.5 In 0.5 P, the active quantum well layer 14 , consisting of the pot layer 16 (Layer thickness about 2.7 nm) of undoped (Al 0.06 Ga 0.94 ) 0.5 In 0.5 P and the barrier layer 15 (Layer thickness about 7.7 nm) of undoped (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P, the n-type overcoat layer 17 of n-Al 0.5 In 0.5 P and the n-type current spreading layer 18 from n-GaP, for example by means of an MOVPE method (metalorganic vapor phase epitaxy), on the n-GaAs substrate 26 deposited. Illustrative examples of the starting material used in the MOVPE method include organometallic compounds such as trimethylgallium (TMGa), triethylgallium (TEGa), trimethylaluminum (TMAI), trimethylindium (TMIn), and also hydrogen gases such as arsine (AsH 3 ) and Hydrogen phosphide (PH 3 ). Monosilane (SiH 4 ) can be used as the starting material for an n-type impurity, and as a raw material for a p-type impurity, bis (cyclopentadienyl) magnesium (Cp 2 Mg) can be used. Illustrative examples of the starting material that can be used as the n-type dopant include, in addition, hydrogen selenide (H 2 Se), disilane (Si 2 H 6 ), diethyltellurium (DETe) and dimethyltellurium (DMTe). Illustrative examples of the starting material that can be used as the p-type dopant include dimethylzinc (DMZn) and diethylzinc (DEZn).

Dann werden, wie in 2(b) gezeigt, die transparente Oxidfilmschicht 21 und zweite dünne ohmsche Elektroden 20 auf einer n-leitenden Seite auf der Oberfläche der n-leitenden Stromaufweitungsschicht 18 der Halbleiter-Schichtstruktur gebildet. Insbesondere wird, nachdem mit einer Anlage für die Plasma-CVD (chemische Gasabscheidung) ein SiO2-Film als transparente Oxidfilmschicht 21 gebildet worden ist, mittels eines Fotolithografieverfahrens und eines Ätzverfahrens eine Öffnung gebildet. Genauer gesagt wird die Öffnung in einer Region, in der kein Resistmuster gebildet wird, durch Entfernen der transparenten Oxidfilmschicht 21 mit einem Ätzmittel auf Basis von Fluorwasserstoffsäure als Ätzlösung gebildet. Dann wird auf einer n-leitenden Seite in der Öffnung mittels eines Vakuumabscheideverfahrens eine AuSi-Legierung gebildet, die das Material darstellt, aus dem die zweiten dünnen ohmschen Elektroden 20 bestehen.Then, as in 2 B) shown, the transparent oxide film layer 21 and second thin ohmic electrodes 20 on an n-type side on the surface of the n-type current spreading layer 18 the semiconductor layer structure formed. In particular, after using a plasma CVD ( chemical vapor deposition) a SiO 2 film as a transparent oxide film layer 21 has been formed, formed by means of a photolithography process and an etching process, an opening. More specifically, the opening in a region where no resist pattern is formed is removed by removing the transparent oxide film layer 21 formed with an etchant based on hydrofluoric acid as an etching solution. Then, on an n-type side in the opening by means of a vacuum deposition method, an AuSi alloy is formed, which is the material from which the second thin ohmic electrodes 20 consist.

Als Nächstes werden, wie in 2(c) gezeigt, nacheinander eine Al-Schicht als Reflexionsschicht, eine Ti-Schicht als Barrierenschicht und eine Au-Schicht als Haftschicht mittels eines Vakuumabscheideverfahrens oder eines Sputterverfahrens auf der transparenten Oxidfilmschicht 21 und den zweiten dünnen ohmschen Elektroden 20 gebildet. Diese Schichten bilden die metallische Reflexionsschicht 22. übrigens wird das Material der metallischen Reflexionsschicht 22 in Abhängigkeit von der Wellenlänge des von der aktiven Quantentopfschicht 14 emittierten Lichts derart ausgewählt, dass das Material ein hohes Reflexionsvermögen bezüglich dieser Lichtwellenlänge hat.Next, as in 2 (c) shown successively an Al layer as a reflection layer, a Ti layer as a barrier layer, and an Au layer as an adhesion layer by means of a vacuum deposition method or a sputtering method on the transparent oxide film layer 21 and the second thin ohmic electrodes 20 educated. These layers form the metallic reflection layer 22 , Incidentally, the material of the metallic reflection layer 22 depending on the wavelength of the active quantum well layer 14 emitted light selected so that the material has a high reflectivity with respect to this wavelength of light.

Die Schichtung 29 kann wie vorstehend beschrieben hergestellt werden.The stratification 29 can be prepared as described above.

Dann wird, wie in 2(d) gezeigt, ein Trägersubstrat 30 derart vorbereitet, dass als leitfähige, ohmsche, metallische Haftschicht 23 auf dem leitfähigen Trägersubstrat (z. B. einem Si-Substrat) 24 durch ein Vakuumabscheideverfahren Ti als Kontaktelektrode, Ni als Barrierenschicht und Au als Haftschicht gebildet werden.Then, as in 2 (d) shown a carrier substrate 30 prepared so that as a conductive, resistive, metallic adhesive layer 23 on the conductive support substrate (eg, an Si substrate) 24 are formed by a vacuum deposition method Ti as a contact electrode, Ni as a barrier layer, and Au as an adhesion layer.

Dieses Trägersubstrat 30 wird mit der Schichtung 29 verbunden, und dadurch wird eine Verbindungsstruktur 31 geschaffen, bei der das Trägersubstrat 30 und die Schichtung 29 mechanisch und elektrisch verbunden sind. Dieses Bonden der Wafer erfolgt derart, dass nach einem Einstellen des Drucks im Innern einer Bondanlage auf einen vorgeschriebenen Druck der Schichtstapel 29 und das Trägersubstrat 30 mittels einer Vorrichtung zusammengepresst und auf eine vorgeschriebene Temperatur erwärmt werden. Die spezifischen Bondbedingungen umfassen einen Druck von 7000 N/m2 bei einer Temperatur von 350°C über einen Zeitraum von 30 Minuten.This carrier substrate 30 is with the layering 29 and thereby becomes a connection structure 31 created in which the carrier substrate 30 and the stratification 29 mechanically and electrically connected. This bonding of the wafers takes place in such a way that after setting the pressure in the interior of a bonding system to a prescribed pressure of the layer stack 29 and the carrier substrate 30 be compressed by means of a device and heated to a prescribed temperature. The specific bonding conditions include a pressure of 7000 N / m 2 at a temperature of 350 ° C over a period of 30 minutes.

Anschließend wird, wie in 2(e) gezeigt, das n-GaAs-Substrat 26 mit einem Ätzmittel zum Ätzen von GaAs ganz gezielt von der Verbindungsstruktur 31 entfernt, sodass die Ätzstoppschicht 27 aus p-Ga0,5In0,5P freigelegt wird. Als Ätzmittel zum Ätzen von GaAs wird beispielsweise eine Mischlösung aus wässrigem Ammoniak und wässrigem Wasserstoffperoxid verwendet. Als Nächstes wird von der Verbindungsstruktur 31, von der das n-GaAs-Substrat 26 entfernt worden ist, die Ätzstoppschicht 27 durch Ätzen mit einem bestimmten Ätzmittel entfernt (dadurch wird eine Kontaktschicht 28 freigelegt). Wenn die Ätzstoppschicht 27 aus einem Verbindungshalbleiter auf Basis von AlGaInP gebildet ist, kann als das vorgeschriebene Ätzmittel ein salzsäurehaltiges Ätzmittel verwendet werden.Subsequently, as in 2 (e) shown the n-GaAs substrate 26 with an etchant for etching GaAs quite specifically from the connection structure 31 removed so that the etch stop layer 27 of p-Ga 0.5 is exposed in 0.5 p. As the etchant for etching GaAs, for example, a mixed solution of aqueous ammonia and aqueous hydrogen peroxide is used. Next is the connection structure 31 of which the n-GaAs substrate 26 has been removed, the etch stop layer 27 removed by etching with a specific etchant (thereby forming a contact layer 28 exposed). When the etch stop layer 27 is formed of a compound semiconductor based on AlGaInP, as the prescribed etchant, a hydrochloric acid-containing etchant may be used.

Dann wird, wie in 2(f) gezeigt, mittels eines Fotolithografieverfahrens und eines Vakuumabscheideverfahrens auf der p-leitenden Seite, an einer vorgeschriebenen Position eine dünne ohmsche Elektrode gebildet. Die dünne ohmsche Elektrode der p-leitenden Seite besteht aus einer kreisförmigen Elektrode (nicht gezeigt) und den ersten dünnen ohmschen Elektroden 11 und wird beispielsweise durch Abscheiden von Ti, AuBe und Au in dieser Reihenfolge gebildet. Die ersten dünnen ohmschen Elektroden 11 und die zweiten dünnen ohmschen Elektroden 20 sind beispielsweise so angeordnet, dass sie nicht überlappen. Anschließend wird die Kontaktschicht 28 aus p-GaAs durch Ätzen unter Verwendung der dünnen ohmschen Elektrode auf der p-leitenden Seite als Maske entfernt. Die p-leitende Stromaufweitungsschicht 12 kann unter Verwendung der Kontaktschicht 28 als Maske einem Anrauen unterzogen werden. Auch ist es möglich, die p-leitende Stromaufweitungsschicht 12 nach einem Entfernen der Kontaktschicht 28 einem Anrauen unter Verwendung eines vorgeschriebenen Ätzmittels zu unterziehen.Then, as in 2 (f) 4, a thin ohmic electrode is formed at a prescribed position by a photolithography method and a vacuum deposition method on the p-type side. The thin ohmic electrode of the p-type side consists of a circular electrode (not shown) and the first thin ohmic electrodes 11 and is formed, for example, by depositing Ti, AuBe and Au in this order. The first thin ohmic electrodes 11 and the second thin ohmic electrodes 20 For example, they are arranged so that they do not overlap. Subsequently, the contact layer 28 is removed from p-GaAs by etching using the thin ohmic electrode on the p-type side as a mask. The p-type current spreading layer 12 can be done using the contact layer 28 as a mask to be subjected to a roughening. It is also possible to use the p-type current spreading layer 12 after removing the contact layer 28 to roughen using a prescribed etchant.

Als Nächstes wird, wie in 2(g) gezeigt, mittels eines Vakuumabscheideverfahrens die leitfähige, ohmsche Elektrode 25 auf im Wesentlichen der gesamten Rückfläche des leitfähigen Trägersubstrats 24 gebildet. Die leitfähige, ohmsche Elektrode 25 auf der Rückfläche kann beispielsweise durch Abscheiden von Ti und Au in dieser Reihenfolge an der Unterseite des leitfähigen Trägersubstrats 24 gebildet werden. Dann wird jede ohmsche Elektrode einem Legierungsprozess unterzogen, wobei es sich um einen Legierungsprozess zur Bildung elektrischer Anschlüsse handelt. Es ist möglich, als ein Beispiel für den Legierungsprozess, eine Wärmebehandlung bei 400°C unter einer inerten Atmosphäre oder einer Stickstoffatmosphäre über einen Zeitraum von 5 Minuten durchzuführen. Dadurch kann eine Verbindungsstruktur 32 erzeugt werden.Next, as in 2 (g) shown, by means of a vacuum deposition method, the conductive, ohmic electrode 25 on substantially the entire back surface of the conductive support substrate 24 educated. The conductive, ohmic electrode 25 on the back surface, for example, by depositing Ti and Au in this order on the underside of the conductive support substrate 24 be formed. Then, each ohmic electrode is subjected to an alloying process, which is an alloying process for forming electrical terminals. It is possible, as an example of the alloying process, to conduct a heat treatment at 400 ° C under an inert atmosphere or a nitrogen atmosphere over a period of 5 minutes. This can be a connection structure 32 be generated.

Anschließend wird die Verbindungsstruktur 32 unter Verwendung einer Trennvorrichtung mit Klinge in einzelne Bauelemente zertrennt. Dadurch können mehrere Halbleiter-Lichtemissionsbauelemente 10, wie in 1 gezeigt, hergestellt werden. Subsequently, the connection structure 32 using a cutting device with blade divided into individual components. This allows multiple semiconductor light emitting devices 10 , as in 1 shown to be produced.

BEISPIELEEXAMPLES

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ein Beispiel und ein Vergleichsbeispiel im Einzelnen beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfidung nicht darauf beschränkt.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to an example and a comparative example, but the present invention is not limited thereto.

(Beispiel)(Example)

Das Halbleiter-Lichtemissionsbauelement 10 von 1 wurde nach dem in 2 dargestellten Herstellungsverfahren hergestellt.The semiconductor light emitting device 10 from 1 was after the in 2 produced manufacturing method produced.

Hierbei war jede Schicht des Halbleiter-Lichtemissionsbauelements 10 wie folgt zusammengesetzt:
die p-leitende Stromaufweitungsschicht 12: p-(Al0,4Ga0,6)0,5In0,5P,
die p-leitende Überzugsschicht 13: p-Al0,5In0,5P,
die Barrierenschicht 15: i-(Al0,6Ga0,4)0,5In0,5P,
die Topfschicht 16: i-(Al0,06Ga0,94)0,5In0,5P,
die n-leitende Überzugsschicht 17: n-Al0,5In0,5P,
die n-leitende Stromaufweitungsschicht 18: n-GaP,
das GaAs-Substrat 26: n-GaAs,
die Ätzstoppschicht 27: p-Ga0,5In0,5P,
die Kontaktschicht 28: p-GaAs.
Here, each layer of the semiconductor light emitting device was 10 composed as follows:
the p-type current spreading layer 12 : p- (Al 0.4 Ga 0.6 ) 0.5 In 0.5 P,
the p-type overcoat layer 13 : p-Al 0.5 In 0.5 P,
the barrier layer 15 : i- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P,
the pot layer 16 : i- (Al 0.06 Ga 0.94 ) 0.5 In 0.5 P,
the n-type overcoat layer 17 : n-Al 0.5 In 0.5 P,
the n-type current spreading layer 18 : n-GaP,
the GaAs substrate 26 : n-GaAs,
the etch stop layer 27 : p-Ga 0.5 In 0.5 P,
the contact layer 28 : p-GaAs.

Überdies wurden die Lichtemissionswellenlängen des Halbleiter-Lichtemissionsbauelements 10 im Bereich von 585 bis 605 nm variiert, indem die Filmdicke der Topfschicht 16 verändert wurde, während der Al-Anteil an der Zusammensetzung der Topfschicht 16 auf 0,06 festgesetzt war und die Paarzahl der Topfschichten 16 und der Barrierenschichten 15 so eingestellt wurde, dass die Gesamtfilmdicke der aktiven Quantentopfschicht 14 wie in Tabelle 1 gezeigt etwa 250 nm betrug.Moreover, the light emission wavelengths of the semiconductor light emitting device became 10 ranging from 585 to 605 nm varies by the film thickness of the well layer 16 was changed while the Al portion of the composition of the well layer 16 was set to 0.06 and the number of pairs of pot layers 16 and the barrier layers 15 was adjusted so that the total film thickness of the active quantum well layer 14 as shown in Table 1 was about 250 nm.

Bei den wie vorstehend beschrieben hergestellten Halbleiter-Lichtemissionsbauelementen wurden die Lichtemissionseffizienzen gemessen.In the semiconductor light emitting devices manufactured as described above, the light emission efficiencies were measured.

Tabelle 1 gibt die Struktur der aktiven Quantentopfschicht und die Lichtemissionseffizienz jeder Lichtemissionswellenlänge an. Außerdem gibt Tabelle 1 als Referenz die Lichtemissionseffizienz bei der Lichtemissionswellenlänge 615 nm an. Die Lichtemissionseffizienzen wurden nach Lichtemissionseffizienz (%) = Lichtleistung (mW)/zugeführte elektrische Leistung (mW), berechnet und als Verhältniszahlen dargestellt, wobei die Lichtemissionseffizienz bei der Lichtemissionswellenlänge 615 nm gleich „1” gesetzt wurde.Table 1 indicates the structure of the quantum well active layer and the light emission efficiency of each light emission wavelength. In addition, Table 1 gives the light emission efficiency at the light emission wavelength of 615 nm as a reference. The light emission efficiencies diminished Light emission efficiency (%) = light output (mW) / supplied electric power (mW), calculated and represented as ratios, the light emission efficiency at the light emission wavelength 615 nm being set equal to "1".

4 zeigt die Beziehung zwischen der Lichtemissionswellenlänge und der Lichtemissionseffizienz. [Tabelle 1] Wellenlänge (nm) Topfschicht Barrierenschicht Gesamtfilmdicke der aktiven Quantentopf schicht (nm) Lichtemission seffizienz Al-Anteil Filmdicke (nm) Al-Anteil Filmdicke (nm) 585 0,06 2,7 0,6 7,7 252 0,14 590 0,06 3,5 250 0,33 595 0,06 4 250 0,47 600 0,06 4,5 249 0,72 605 0,06 5,3 252 0,88 615 (Referenz) 0 4 250 1,00 4 Fig. 15 shows the relationship between the light emission wavelength and the light emission efficiency. [Table 1] Wavelength (nm) well layer barrier layer Total film thickness of the active quantum well layer (nm) Light emission efficiency Al proportion Film thickness (nm) Al proportion Film thickness (nm) 585 0.06 2.7 0.6 7.7 252 0.14 590 0.06 3.5 250 0.33 595 0.06 4 250 0.47 600 0.06 4.5 249 0.72 605 0.06 5.3 252 0.88 615 (reference) 0 4 250 1.00

(Vergleichsbeispiel)(Comparative Example)

Halbleiter-Lichtemissionsbauelemente wurden bei gleicher Vorgehensweise wie bei dem Beispiel hergestellt, nur dass der Al-Anteil und die Filmdicke der Topfschicht 16 wie in Tabelle 2 verändert wurden, um die Lichtemissionswellenlängen im Bereich von 585 bis 605 nm zu variieren.Semiconductor light emitting devices were fabricated using the same procedure as in the example, except that the Al content and the film thickness of the well layer 16 as changed in Table 2 to vary the light emission wavelengths in the range of 585 to 605 nm.

Bei den wie vorstehend beschrieben hergestellten Halbleiter-Lichtemissionsbauelementen wurden die Lichtemissionseffizienzen auf die gleiche Weise wie bei dem Beispiel gemessen.In the semiconductor light emitting devices manufactured as described above, the light emission efficiencies were measured in the same manner as in the example.

Tabelle 2 gibt die Struktur der aktiven Quantentopfschicht und die Lichtemissionseffizienz jeder Lichtemissionswellenlänge an. Außerdem gibt Tabelle 2 als Referenz die Lichtemissionseffizienz bei der Lichtemissionswellenlänge 615 nm an.Table 2 indicates the structure of the quantum well active layer and the light emission efficiency of each light emission wavelength. In addition, Table 2 gives as a reference the light emission efficiency at the light emission wavelength of 615 nm.

4 zeigt die Beziehung zwischen der Lichtemissionswellenlänge und der Lichtemissionseffizienz. [Tabelle 2] Wellenlänge (nm) Topfschicht Barrierenschicht Gesamtfilmdicke der aktiven Quantentopf schicht (nm) Lichtemission seffizienz Al-Anteil Filmdicke (nm) Al-Anteil Filmdicke (nm) 585 0,18 5,3 0,6 7,7 252 0,06 590 0,15 0,18 595 0,12 0,34 600 0,09 0,58 605 0 2,7 0,85 615 (Referenz) 0 4 250 1,00 4 Fig. 15 shows the relationship between the light emission wavelength and the light emission efficiency. [Table 2] Wavelength (nm) well layer barrier layer Total film thickness of the active quantum well layer (nm) Light emission efficiency Al proportion Film thickness (nm) Al proportion Film thickness (nm) 585 0.18 5.3 0.6 7.7 252 0.06 590 0.15 0.18 595 0.12 0.34 600 0.09 0.58 605 0 2.7 0.85 615 (reference) 0 4 250 1.00

Wie in 4 dargestellt, zeigen die Beispiele im Lichtemissionswellenlängenbereich von 585 nm oder mehr und 605 nm oder weniger höhere Lichtemissionseffizienzen als die Vergleichsbeispiele.As in 4 As shown, the examples in the light emission wavelength region of 585 nm or more and 605 nm or less show higher light emission efficiencies than the comparative examples.

Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorhergehende Ausführungsform beschränkt ist. Bei der Ausführungsform handelt es sich lediglich um eine Veranschaulichung, und alle Beispiele, die im Wesentlichen die gleichen Merkmale aufweisen und die gleichen Funktionen und Wirkungen wie in dem in den Ansprüchen beschriebenen technischen Konzept haben, sind in den technischen Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.It should be noted that the present invention is not limited to the foregoing embodiment. The embodiment is merely an illustration and all examples having substantially the same features and the same functions and effects as in the technical concept described in the claims are included in the technical possibilities of the present invention.

Claims (2)

Halbleiter-Lichtemissionsbauelement, das eine aktive Quantentopfschicht (Quantum-Well-Schicht) umfasst, die aus Topfschichten und Barrierenschichten besteht, wobei das Halbleiter-Lichtemissionsbauelement eine Lichtemissionswellenlänge von 585 nm oder mehr und 605 nm oder weniger aufweist, die Topfschicht aus einem Verbindungshalbleiter mit einer Zusammensetzungsformel von (AlxGa1-x)yIn1-yP (0 < x ≤ 0,06, 0 < y < 1) hergestellt ist, und die Barrierenschicht aus einem Verbindungshalbleiter mit einer Zusammensetzungsformel von (AlmGa1-m)nIn1-nP (0 ≤ m ≤ 1, 0 < n < 1) hergestellt ist.A semiconductor light emitting device comprising an active quantum well layer consisting of well layers and barrier layers, wherein the semiconductor light emitting device has a light emission wavelength of 585 nm or more and 605 nm or less, the well semiconductor compound layer A composition formula of (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 <x ≦ 0.06, 0 <y <1), and the barrier layer is made of a compound semiconductor having a composition formula of (Al m Ga 1). m ) n In 1-n P (0 ≦ m ≦ 1, 0 <n <1). Halbleiter-Lichtemissionsbauelement nach Anspruch 1, wobei die aktive Quantentopfschicht (Quantum-Well-Schicht) eine Gesamtfilmdicke von 200 nm oder mehr und 300 nm oder weniger aufweist. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said quantum well active layer has a total film thickness of 200 nm or more and 300 nm or less.
DE112015003919.8T 2014-10-06 2015-09-10 Semiconductor light emitting device Withdrawn DE112015003919T5 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-205667 2014-10-06
JP2014205667A JP2016076583A (en) 2014-10-06 2014-10-06 Semiconductor light emitting element
PCT/JP2015/004598 WO2016056171A1 (en) 2014-10-06 2015-09-10 Semiconductor light-emitting element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112015003919T5 true DE112015003919T5 (en) 2017-05-18

Family

ID=55652812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112015003919.8T Withdrawn DE112015003919T5 (en) 2014-10-06 2015-09-10 Semiconductor light emitting device

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP2016076583A (en)
KR (1) KR20170066365A (en)
CN (1) CN107078189A (en)
DE (1) DE112015003919T5 (en)
TW (1) TW201614863A (en)
WO (1) WO2016056171A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114497300B (en) * 2022-01-25 2024-02-27 泉州三安半导体科技有限公司 Light emitting diode and light emitting device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6066862A (en) * 1998-08-31 2000-05-23 United Epitaxy Company, Ltd. High brightness light emitting diode
JP2002151734A (en) * 2000-09-04 2002-05-24 Sharp Corp Light emitting diode
JP4901453B2 (en) * 2006-12-20 2012-03-21 東芝ディスクリートテクノロジー株式会社 Semiconductor light emitting device
JP2010067903A (en) * 2008-09-12 2010-03-25 Toshiba Corp Light emitting element
CN101540359B (en) * 2009-04-29 2010-12-29 山东华光光电子有限公司 Epitaxial wafer of AlGaInP light emitting diode with sapphire underlay and preparation method thereof
JP2010267813A (en) * 2009-05-14 2010-11-25 Toshiba Corp Light emitting device, and method for manufacturing the same
JP2012222082A (en) * 2011-04-06 2012-11-12 Showa Denko Kk Light-emitting diode, light-emitting diode lamp, and luminaire

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170066365A (en) 2017-06-14
JP2016076583A (en) 2016-05-12
CN107078189A (en) 2017-08-18
TW201614863A (en) 2016-04-16
WO2016056171A1 (en) 2016-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19680872B4 (en) Method for producing a light-emitting element
DE112016004375T5 (en) LIGHT-EMITTING NITRID SEMICONDUCTOR ELEMENT
DE10250445B4 (en) Light emitting devices with separate confinement indium gallium nitride heterostructure
DE69637304T2 (en) A semiconductor light-emitting device consisting of a III-V nitride compound
DE102006000150B4 (en) A method of forming a buffer layer grown at a low temperature
DE19830838B4 (en) Semiconductor light emitting device
DE112005002133T5 (en) Layer stack structure with N-type Group III nitride semiconductors
DE102015112153A1 (en) UV light emitting diode and method of making the same
DE112005002319T5 (en) Group III-V compound semiconductor and method of making the same
DE112018006528T5 (en) LIGHT EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING IT
DE112014001423T5 (en) Semiconductor structures with InGaN comprehensive active areas, methods for forming such semiconductor structures and light emitting devices formed from such semiconductor structures
DE112014004968T5 (en) Light-emitting nanostructure semiconductor device
DE102016117477A1 (en) Semiconductor layer sequence
DE112019001735T5 (en) A method of manufacturing an optical semiconductor device and an intermediate article of an optical semiconductor device
DE19882202B4 (en) Semiconductor light-emitting device and method for its production
DE102012215135A1 (en) A nitride semiconductor light emitting device and method of making the same
EP1883119B1 (en) Semiconductor layer structure with overlay grid
JP2019204951A (en) Infrared light emitting diode and manufacturing method of the same
DE112014002691B4 (en) Excitation region comprising nanodots (also referred to as &#34;quantum dots&#34;) in a matrix crystal grown on Si substrate and made of AlyInxGa1-y-xN crystal (y ≧ 0, x&gt; 0) with zincblende structure (also called &#34;cubic&#34;). and light-emitting device (LED and LD) obtained by using the same
EP1258064A2 (en) Semiconductor component for the emission of electromagnetic radiation and method for production thereof
DE10134181B4 (en) Process for producing a p-type nitride semiconductor
DE112015003919T5 (en) Semiconductor light emitting device
DE102006001842A1 (en) Optical semiconductor element
DE102019126506A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR CHIPS AND OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR CHIP
EP3345224B1 (en) Optoelectronic semiconductor chip and method for producing same

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee