JP2000269145A - Crystal growing method of compound semiconductor and semiconductor light emitting element - Google Patents

Crystal growing method of compound semiconductor and semiconductor light emitting element

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JP2000269145A JP7278599A JP7278599A JP2000269145A JP 2000269145 A JP2000269145 A JP 2000269145A JP 7278599 A JP7278599 A JP 7278599A JP 7278599 A JP7278599 A JP 7278599A JP 2000269145 A JP2000269145 A JP 2000269145A
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和明 佐々木
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淳一 中村
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弘志 中津
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孝尚 倉橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a III-V compound semiconductor with few crystal defects. SOLUTION: This method for forming a layer 7 with III-V compound in a semiconductor, having a plurality of layers of different compositions including the layer 7 with III-V compound includes a process for performing crystal growth for a III-V compound semiconductor. In the method, molar flow rate of group V element in the initial stage of the crystal growth is larger than the molar flow rate of group V element in normal growth.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、III−V族化合
物半導体の結晶成長方法、特に有機金属化学気相成長法
および半導体発光素子(発光ダイオード)に関する。
The present invention relates to a method for growing a group III-V compound semiconductor crystal, and more particularly to a metal organic chemical vapor deposition method and a semiconductor light emitting device (light emitting diode).

【0002】[0002]

【従来の技術】化合物半導体の結晶成長方法について
は、MOCVD(有機金属化学気相成長法)法がよく知
られており、半導体素子、特に発光素子において、発光
特性を向上するため良好な結晶性を得るための研究が進
められている。
2. Description of the Related Art As a method for growing a compound semiconductor crystal, MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) is well known, and in a semiconductor device, especially a light emitting device, good crystallinity is required to improve light emitting characteristics. Research is underway to obtain

【0003】従来、発光素子の製造のための、基板上の
活性層およびクラッド層などの発光部の成長条件につい
ては多くの研究がされていたが、発光部の上部に積層さ
れる、電流拡散層などの比較的厚膜の半導体層の結晶性
についてはあまり研究されていなかった。
Conventionally, much research has been conducted on the growth conditions of a light emitting portion such as an active layer and a cladding layer on a substrate for manufacturing a light emitting device. The crystallinity of relatively thick semiconductor layers, such as layers, has not been well studied.

【0004】しかし、電流拡散層などの比較的厚膜の半
導体層の結晶性が原因で素子特性が低下する問題が発生
する。
[0004] However, there is a problem that the device characteristics deteriorate due to the crystallinity of a relatively thick semiconductor layer such as a current diffusion layer.

【0005】具体例として、AlGaInP系半導体材
料を用いた面発光型素子の例について説明する。このよ
うな発光素子では、発光効率を増加させるために、発光
部の上に電流拡散層を設けて、電極から注入された電流
を活性層全体に広げる必要がある。例えば、図8に示す
ような面発光型AlGaInP系半導体発光素子が提案
されている。図8を参照すると、このような半導体発光
素子は、n型GaAs基板81、n型バッファ層82、
n型AlGaInPクラッド層83、AlGaInP活
性層84、p型AlGaInPクラッド層85、および
p型GaP電流拡散層87の各層ならびにn型電極81
0およびp型電極811により構成されている。発光部
であるAlGaInP活性層84で発光した光は、p型
電極811側から取り出される。ここで、p型電極81
1から注入された電流をAlGInP活性層84全体に
拡げる必要がある。このため、GaP電流拡散層87と
して、約2μm以上、一般的には約5μmという厚い層
を採用して電流を拡大し、AlGaInP活性層84全
体で発光させることにより、上面方向への光取りだし効
率を大きくしている。
As a specific example, an example of a surface-emitting type device using an AlGaInP-based semiconductor material will be described. In such a light emitting device, in order to increase the luminous efficiency, it is necessary to provide a current diffusion layer on the light emitting portion and spread the current injected from the electrode to the entire active layer. For example, a surface emitting AlGaInP-based semiconductor light emitting device as shown in FIG. 8 has been proposed. Referring to FIG. 8, such a semiconductor light emitting device includes an n-type GaAs substrate 81, an n-type buffer layer 82,
Each layer of the n-type AlGaInP cladding layer 83, the AlGaInP active layer 84, the p-type AlGaInP cladding layer 85, and the p-type GaP current diffusion layer 87, and the n-type electrode 81
0 and a p-type electrode 811. Light emitted from the AlGaInP active layer 84 as a light emitting portion is extracted from the p-type electrode 811 side. Here, the p-type electrode 81
It is necessary to spread the current injected from No. 1 to the whole AlGInP active layer 84. For this reason, a thick layer of about 2 μm or more, generally about 5 μm is adopted as the GaP current diffusion layer 87 to expand the current and emit light in the entire AlGaInP active layer 84, thereby improving the light extraction efficiency in the upper surface direction. Is increasing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような半導体発光
素子では、電流拡散層の層厚を厚くしていることに起因
する、ヒロックとよばれる結晶欠陥が多数発生する問題
点がある。
In such a semiconductor light emitting device, there is a problem that a large number of crystal defects called hillocks occur due to an increase in the thickness of the current diffusion layer.

【0007】この結晶欠陥は、特にIII−V族化合物
半導体、例えばGaP、InGaP、AlGaInP、
AlGaAs、AlGaInAsおよびAlGaInN
系の材料で多く発生する。
This crystal defect is particularly caused by a group III-V compound semiconductor such as GaP, InGaP, AlGaInP,
AlGaAs, AlGaInAs and AlGaInN
Occurs frequently in system materials.

【0008】このヒロックとよばれる結晶欠陥が増加す
ることにより、電流拡散層の結晶性が低下する。このた
め、発光効率の低下という問題点が生じる。また結晶性
の低下により成長表面に凹凸が発生し、さらには、電極
形成時に電極がはがれ易くなり、歩留りが低下するとい
う問題点が生じる。
[0008] By increasing the number of crystal defects called hillocks, the crystallinity of the current diffusion layer is reduced. For this reason, there is a problem that the luminous efficiency is reduced. In addition, unevenness is generated on the growth surface due to a decrease in crystallinity, and furthermore, the electrode is easily peeled off at the time of forming the electrode, which causes a problem that the yield is reduced.

【0009】発明者らはヒロックとよばれる結晶欠陥の
発生原因を特定するため、結晶欠陥が多く発生したこれ
らの半導体発光素子の断面を観察した。その結果、層厚
の厚い層の界面付近から結晶欠陥の発生密度が大きくな
っていた。
The present inventors have observed cross sections of these semiconductor light emitting devices where many crystal defects have occurred in order to identify the cause of the generation of crystal defects called hillocks. As a result, the density of occurrence of crystal defects increased near the interface of the thick layer.

【0010】結晶欠陥の発生原因については、GaP層
などのIII−V族化合物半導体が厚膜成長すると、結
晶成長中にIII族原子とV族原子との間の結合が切
れ、V族原子が解離し、この空孔がヒロックとよばれる
結晶欠陥を発生させると考えられる。
Regarding the cause of the generation of crystal defects, when a group III-V compound semiconductor such as a GaP layer grows in a thick film, the bond between the group III atom and the group V atom breaks during the crystal growth, and the group V atom becomes It is considered that the vacancies are dissociated, and the vacancies generate crystal defects called hillocks.

【0011】したがって、組成の異なる複数の層を有す
る半導体では、各層間の界面付近および電流拡散層と発
光部との界面近傍などでキャリア濃度および組成が急激
に変化し、このため、特に結晶欠陥が発生しやすいと考
えられる。
Therefore, in a semiconductor having a plurality of layers having different compositions, the carrier concentration and the composition rapidly change near the interface between the layers and near the interface between the current diffusion layer and the light emitting portion. Is likely to occur.

【0012】本発明はこの問題点を解決する化合物半導
体の結晶成長方法を提供し、また、結晶欠陥がなく、発
光効率および歩留りが大幅に改善された半導体発光素子
を提供する。
The present invention provides a method for growing a compound semiconductor crystal which solves this problem, and also provides a semiconductor light emitting device having no crystal defects and having significantly improved luminous efficiency and yield.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】第1の局面において、本
発明の方法は、III−V族化合物を有する層を含む、
組成が異なる複数の層を有する半導体中の、該III−
V族化合物を有する層を形成する方法であって、有機金
属化学気相成長法によりIII−V族化合物半導体を結
晶成長させる工程を包含し、ここで、結晶成長初期にお
けるV族元素のモル流量が、通常成長時のV族元素のモ
ル流量よりも大きい。
SUMMARY OF THE INVENTION In a first aspect, a method of the present invention comprises a layer having a III-V compound,
In the semiconductor having a plurality of layers having different compositions, the III-
A method for forming a layer having a group V compound, comprising the step of growing a group III-V compound semiconductor by a metalorganic chemical vapor deposition method, wherein a molar flow rate of a group V element in an early stage of crystal growth is included. Is larger than the molar flow rate of the group V element during normal growth.

【0014】1つの実施態様では、前記結晶成長初期に
おけるV族元素のモル流量が、通常成長時の元素のモル
流量よりも1.2倍以上大きい。
In one embodiment, the molar flow rate of the group V element in the initial stage of the crystal growth is 1.2 times or more larger than the molar flow rate of the element during the normal growth.

【0015】第2の局面において、本発明の方法は、I
II−V族化合物を有する層を含む、組成が異なる複数
の層を有する半導体中の、該III−V族化合物を有す
る層を形成する方法であって、有機金属化学気相成長法
によりIII−V族化合物半導体を結晶成長させる工程
を包含し、ここで、結晶成長初期におけるIII族元素
のモル流量に対するV族元素のモル流量の比が、通常成
長時におけるIII族元素のモル流量に対するV族元素
のモル流量の比よりも大きい。
[0015] In a second aspect, the method of the present invention comprises:
A method for forming a layer having a group III-V compound in a semiconductor having a plurality of layers having different compositions, including a layer having a group II-V compound, comprising the steps of: A step of crystal-growing a group V compound semiconductor, wherein the ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element in the initial stage of crystal growth is such that It is larger than the molar flow ratio of the elements.

【0016】1つの実施態様では、前記結晶成長初期に
おけるIII族元素のモル流量に対するV族元素のモル
流量の比が、通常成長時におけるIII族元素のモル流
量に対するV族元素のモル流量の比よりも1.2倍以上
大きい。
In one embodiment, the ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element in the initial stage of crystal growth is the ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element during normal growth. 1.2 times greater than

【0017】第3の局面において、本発明の方法は、I
II−V族化合物を有する層を含む、組成が異なる複数
の層を有する半導体中の、該III−V族化合物を有す
る層を形成する方法であって、有機金属化学気相成長法
によりIII−V族化合物半導体を結晶成長させる工程
を包含し、ここで、結晶成長初期の成長温度が、通常成
長時の成長温度よりも高い。
In a third aspect, the method of the present invention comprises:
A method for forming a layer having a group III-V compound in a semiconductor having a plurality of layers having different compositions, including a layer having a group II-V compound, comprising the steps of: The method includes a step of crystal-growing a group V compound semiconductor, wherein the growth temperature in the initial stage of crystal growth is higher than the growth temperature in normal growth.

【0018】1つの実施態様では、前記結晶成長初期の
成長温度が、通常成長時の成長温度よりも10℃以上高
い。
In one embodiment, the growth temperature in the initial stage of the crystal growth is higher than the growth temperature in the normal growth by 10 ° C. or more.

【0019】1つの実施態様では、前記III−V族化
合物半導体が、GaPを含む。
[0019] In one embodiment, the III-V compound semiconductor includes GaP.

【0020】1つの実施態様では、前記III−V族化
合物半導体が、GaxIn1-xP(0<x≦1)を含む。
In one embodiment, the III-V compound semiconductor includes Ga x In 1 -xP (0 <x ≦ 1).

【0021】1つの実施態様では、前記III−V族化
合物半導体が、AlxGayIn1-x- yP(0<x≦1、
0≦y≦1、0≦x+y≦1)を含む。
In one embodiment, the group III-V
Compound semiconductor is AlxGayIn1-x- yP (0 <x ≦ 1,
0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1).

【0022】1つの実施態様では、前記III−V族化
合物半導体が、AlxGa1-xP(0≦x≦1)を含む。
In one embodiment, the III-V compound semiconductor includes Al x Ga 1 -xP (0 ≦ x ≦ 1).

【0023】1つの実施態様では、前記III−V族化
合物半導体が、AlxGayIn1-x- yAs(0≦x≦
1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)を含む。
In one embodiment, the above III-V grouping
Compound semiconductor is AlxGayIn1-x- yAs (0 ≦ x ≦
1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1).

【0024】1つの実施態様では、前記III−V族化
合物半導体が、AlxGayIn1-x- yN(0≦x≦1、
0≦y≦1、0≦x+y≦1)を含む。
In one embodiment, the group III-V
Compound semiconductor is AlxGayIn1-x- yN (0 ≦ x ≦ 1,
0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1).

【0025】1つの実施態様では、前記III−V族化
合物半導体が、InxGa1-xAsy1-y(0≦x≦1、
0≦y≦1)を含む。
[0025] In one embodiment, the group III-V compound semiconductor is, In x Ga 1-x As y P 1-y (0 ≦ x ≦ 1,
0 ≦ y ≦ 1).

【0026】1つの実施態様では、前記III−V族化
合物半導体層の厚みが2μm以上である。
In one embodiment, the thickness of the III-V compound semiconductor layer is 2 μm or more.

【0027】本発明の半導体発光素子は、基板と、基板
の上の、下部クラッド層、活性層、および上部クラッド
層を有する発光部と、該発光部の上の、厚みが2μm以
上のIII−V族化合物半導体層とを有する半導体発光
素子であって、該III−V族化合物半導体層が、上記
本発明のいずれかの方法で形成された層である。
The semiconductor light emitting device of the present invention comprises: a substrate; a light emitting portion having a lower clad layer, an active layer, and an upper clad layer on the substrate; A semiconductor light emitting device having a group V compound semiconductor layer, wherein the group III-V compound semiconductor layer is a layer formed by any of the methods of the present invention.

【0028】1つの実施態様において、本発明の半導体
発光素子は、前記上部クラッド層と前記III−V族化
合物半導体層との間に電流阻止層を有する。
In one embodiment, the semiconductor light emitting device of the present invention has a current blocking layer between the upper clad layer and the III-V compound semiconductor layer.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】本発明の方法の第1の局面では、
III−V族化合物半導体を、有機金属化学気相成長法
により形成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In a first aspect of the method of the present invention,
A group III-V compound semiconductor is formed by metal organic chemical vapor deposition.

【0030】III−V族化合物とは、III族(周期
表13族)のアルミニウムAl、ガリウムGa、インジ
ウムIn、またはタリウムTl等と、V族(15族)の
リンP、ヒ素As、アンチモンSb、または窒素N等と
の間に生ずる原子比1:1の化合物をいう。
Group III-V compounds include group III (group 13 of the periodic table) aluminum Al, gallium Ga, indium In or thallium Tl and group V (group 15) phosphorus P, arsenic As and antimony Sb. Or a compound having an atomic ratio of 1: 1 generated with nitrogen N or the like.

【0031】有機金属化学気相成長法とは、原料基体と
して有機金属を用いた化学蒸着法(CVD)のうち、特
に気相エピタクシーをいう。
The metal organic chemical vapor deposition method is a chemical vapor deposition method (CVD) using an organic metal as a raw material substrate, and particularly refers to a vapor phase epitaxy.

【0032】有機金属化学気相成長法に用いる材料とし
ては、III族化合物のアルミニウムAlの材料とし
て、トリメチルアルミニウム(CH33Alおよびトリ
エチルアルミニウム(C253Al、ガリウムGaの
材料としてトリメチルガリウム(CH33Gaおよびト
リエチルガリウム(C253Ga、インジウムInの
材料としてトリメチルインジウム(CH33Inおよび
トリエチルインジウム(C253In、そしてタリウ
ムTlの材料としてトリメチルタリウム(CH3 3Tl
およびトリエチルタリウム(C253Tlなどが使用
可能である。V族化合物のリンPの材料としてホスフィ
ンPH3およびターシャリーブチルホスフィンTBP、
ヒ素Asの材料としてアルシンAsH3およびターシャ
リーブチルアミンTBA、アンチモンSbの材料として
SbH3、窒素Nの材料としてNH3およびN2などが使
用可能である。
Materials used for the metal organic chemical vapor deposition method
For the aluminum of group III compound
And trimethyl aluminum (CHThree)ThreeAl and bird
Ethyl aluminum (CTwoHFive)ThreeAl, gallium Ga
Trimethylgallium (CHThree)ThreeGa and G
Liethyl gallium (CTwoHFive)ThreeGa, Indium In
Trimethylindium (CHThree)ThreeIn and
Triethylindium (CTwoHFive)ThreeIn and Tariu
Trimethyl thallium (CHThree) ThreeTl
And triethyl thallium (CTwoHFive)ThreeUsed by Tl
It is possible. Phosphide as a material for phosphorus V
PHThreeAnd tertiary butyl phosphine TBP,
Arsine AsH as a material for arsenic AsThreeAnd Tasha
As a material for l-butylamine TBA and antimony Sb
SbHThreeAnd NH as a material of nitrogen NThreeAnd NTwoIs used
Is available.

【0033】本発明の方法の第1の局面では、III−
V族化合物半導体の結晶成長初期における、V族元素の
モル流量を、通常成長時のV族元素のモル流量よりも大
きくする。
In the first aspect of the method of the present invention, III-
The molar flow rate of the group V element in the initial stage of crystal growth of the group V compound semiconductor is set to be larger than the molar flow rate of the group V element during normal growth.

【0034】1つの実施態様では、III−V族化合物
半導体が、少なくともGaPを含む。
In one embodiment, the III-V compound semiconductor contains at least GaP.

【0035】この実施態様によれば、ヒロックとよばれ
る結晶欠陥が低減したバンドギャップの大きいGaP層
を結晶成長することができ、GaP層を有する半導体発
光素子に適用した場合、電流拡散層の結晶性の低下に起
因する発光効率の低下、および電極形成時の凹凸に起因
するはがれなどの歩留り低下などの問題点が改善され
る。
According to this embodiment, a GaP layer having a large band gap and having a reduced crystal defect called a hillock can be crystal-grown. When applied to a semiconductor light emitting device having a GaP layer, the crystal of the current diffusion layer can be grown. Problems such as a decrease in luminous efficiency due to a decrease in the property and a decrease in yield such as peeling due to unevenness at the time of electrode formation are improved.

【0036】1つの実施態様では、III−V族化合物
半導体が、少なくともGaxIn1-xP(0<x≦1)を
含む。
In one embodiment, the III-V compound semiconductor contains at least Ga x In 1-x P (0 <x ≦ 1).

【0037】この実施態様によれば、Inを含むことに
よりさらにヒロックと呼ばれる結晶欠陥が低減される。
In原子はP原子との結合エネルギーが小さいため、成
長中、成長表面を拡散しやすく、結晶欠陥の発生が抑制
される。
According to this embodiment, the inclusion of In further reduces crystal defects called hillocks.
Since the In atom has a small bond energy with the P atom, it easily diffuses on the growth surface during the growth, and the generation of crystal defects is suppressed.

【0038】1つの実施態様では、III−V族化合物
半導体が、少なくともAlxGayIn1-x-yP(0<x
≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)を含む。
[0038] In one embodiment, III-V compound semiconductor is at least Al x Ga y In 1-xy P (0 <x
≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1).

【0039】この実施態様によれば、Alを含むことに
よりバンドギャップが大きくでき、さらにヒロックと呼
ばれる結晶欠陥が低減される。
According to this embodiment, the band gap can be increased by including Al, and crystal defects called hillocks are reduced.

【0040】1つの実施態様では、III−V族化合物
半導体が、少なくともAlxGa1-xAs(0≦x≦1)
を含む。
In one embodiment, the III-V compound semiconductor has at least Al x Ga 1 -x As (0 ≦ x ≦ 1).
including.

【0041】この実施態様によれば、本発明の効果が、
AlGaAs層およびAlGaAs系半導体発光素子に
おいて得られる。
According to this embodiment, the effect of the present invention is:
It is obtained in an AlGaAs layer and an AlGaAs-based semiconductor light emitting device.

【0042】1つの実施態様では、III−V族化合物
半導体が、少なくともAlxGayIn1-x-yAs(0≦
x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)を含む。
[0042] In one embodiment, III-V compound semiconductor is at least Al x Ga y In 1-xy As (0 ≦
x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1).

【0043】この実施態様によれば、本発明の効果が、
AlGaInAs層およびAlGaInAs系半導体発
光素子において得られる。
According to this embodiment, the effect of the present invention is:
It is obtained in an AlGaInAs layer and an AlGaInAs-based semiconductor light emitting device.

【0044】1つの実施態様では、III−V族化合物
半導体が、少なくともAlxGayIn1-x-yN(0≦x
≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)を含む。
[0044] In one embodiment, the group III-V compound semiconductor at least Al x Ga y In 1-xy N (0 ≦ x
≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1).

【0045】この実施態様によれば、本発明の効果が、
AlGaInN層およびAlGaInAs系半導体発光
素子において得られる。
According to this embodiment, the effect of the present invention is as follows:
It is obtained in an AlGaInN layer and an AlGaInAs-based semiconductor light emitting device.

【0046】1つの実施態様では、III−V族化合物
半導体が、少なくともInxGa1-xAsy1-y(0≦x
≦1、0≦y≦1)を含む。
[0046] In one embodiment, the group III-V compound semiconductor, at least In x Ga 1-x As y P 1-y (0 ≦ x
≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1).

【0047】この実施態様によれば、本発明の効果が、
InGaAsP層およびInGaAsP系半導体発光素
子において得られる。
According to this embodiment, the effect of the present invention is as follows:
It is obtained in an InGaAsP layer and an InGaAsP-based semiconductor light emitting device.

【0048】III−V族化合物半導体の結晶成長は、
所望の積層構造に応じて、任意の層上で行うことができ
る。1つの実施態様においては、発光部の上部クラッド
層の上で結晶成長が行われ、また1つの実施態様では、
発光部の上部クラッド層の上の電流阻止層の上で結晶成
長が行われる。
The crystal growth of the group III-V compound semiconductor is as follows.
It can be performed on any layer depending on the desired laminated structure. In one embodiment, crystal growth is performed on the upper cladding layer of the light emitting section, and in one embodiment,
Crystal growth is performed on the current blocking layer on the upper cladding layer of the light emitting section.

【0049】「結晶成長初期」は、少なくとも結晶成長
の開始時点を含む、結晶成長初期の期間をいう。好まし
くは、結晶成長の開始から所望の層の厚みの4分の1の
厚みが形成されるまで、より好ましくは、結晶成長の開
始から所望の層の厚みの2分の1の厚みが形成されるま
での期間をいう。
“Early stage of crystal growth” refers to a period of the initial stage of crystal growth including at least the starting point of crystal growth. Preferably, from the start of crystal growth until a quarter of the thickness of the desired layer is formed, more preferably, half the thickness of the desired layer is formed from the start of the crystal growth. Means the period until

【0050】「通常成長時」は、結晶成長初期以後の結
晶成長期間をいう。
"Normal growth" means a crystal growth period after the initial stage of crystal growth.

【0051】「V族元素のモル流量」は、結晶成長のた
めに流入されるV族元素の単位時間あたりのモル数であ
り、結晶成長初期では、好ましくは1.05×10-4
1.05モル/分である。
The “molar flow rate of the group V element” is the number of moles of the group V element introduced for crystal growth per unit time, and is preferably from 1.05 × 10 −4 to the initial stage of crystal growth.
1.05 mol / min.

【0052】V族元素のモル流量は、通常成長時では、
好ましくは1×10-4〜1モル/分である。
The molar flow rate of the group V element is usually
Preferably it is 1 × 10 -4 to 1 mol / min.

【0053】結晶成長初期におけるV族元素のモル流量
は、通常成長時よりも大きくする。好ましくは、結晶成
長初期におけるV族元素のモル流量は、通常成長時より
も1.05倍以上大きくする。より好ましくは、結晶成
長初期におけるV族元素のモル流量は、通常成長時より
も1.1倍以上大きくする。
The molar flow rate of the group V element in the initial stage of crystal growth is set to be larger than that in the normal growth. Preferably, the molar flow rate of the group V element in the initial stage of the crystal growth is 1.05 times or more as large as that in the normal growth. More preferably, the molar flow rate of the group V element at the initial stage of crystal growth is 1.1 times or more larger than that at the time of normal growth.

【0054】1つの実施態様において、結晶成長初期に
おけるV族元素のモル流量は、通常成長時よりも1.2
倍以上大きくする。
In one embodiment, the molar flow rate of the group V element at the initial stage of crystal growth is 1.2 times higher than that at the time of normal growth.
More than double.

【0055】この実施態様によれば、本発明の効果がよ
り効率的に得られる。さらに、V族元素の消費量を低減
できるという利点がある。
According to this embodiment, the effects of the present invention can be obtained more efficiently. Further, there is an advantage that the consumption of the group V element can be reduced.

【0056】一方、結晶成長初期におけるV族元素のモ
ル流量の上限は特に規定されないが、好ましくは通常成
長時の2倍以下とする。
On the other hand, the upper limit of the molar flow rate of the group V element in the initial stage of crystal growth is not particularly limited, but is preferably set to twice or less than that in normal growth.

【0057】ここで、結晶成長初期および通常成長時に
おける、V族元素およびIII族元素のモル流量は、最
終的に形成されるIII−V族化合物層が単結晶とな
り、かつその中のIII族元素対V族元素の比率が1:
1となるように調整される。
Here, the molar flow rate of the group V element and the group III element in the initial stage of crystal growth and during normal growth is such that the finally formed III-V compound layer becomes a single crystal, and the group III element contained therein. The ratio of element to group V element is 1:
It is adjusted to be 1.

【0058】ここで、V族元素のモル流量を大きくして
も、III族元素対V族元素の比率が1:1の単結晶が
得られるのは、V族元素のモル流量が大きくても、本明
細書中に開示されるような条件範囲では、V族元素とI
II族元素との化学的相互作用のために、量論比が1:
1となるからである。
Here, even if the molar flow rate of the group V element is increased, a single crystal having a ratio of the group III element to the group V element of 1: 1 can be obtained even if the molar flow rate of the group V element is large. Within the range of conditions as disclosed herein, Group V elements and I
Due to chemical interaction with group II elements, the stoichiometric ratio is 1:
This is because it becomes 1.

【0059】上記の方法により提供されるIII−V族
化合物半導体層は、所望の半導体設計に応じて任意の厚
みとすることができる。
The III-V compound semiconductor layer provided by the above method can have any thickness depending on the desired semiconductor design.

【0060】1つの実施態様では、上記の方法により提
供されるIII−V族化合物半導体層の厚みは、2μm
以上である。
In one embodiment, the thickness of the III-V compound semiconductor layer provided by the above method is 2 μm.
That is all.

【0061】この実施態様によれば、従来、結晶欠陥に
よる問題が特に著しかった、層厚が2μm以上有するI
II−V族化合物半導体における結晶欠陥が改善され
る。
According to this embodiment, a problem caused by crystal defects has been particularly remarkable in the prior art.
Crystal defects in the II-V compound semiconductor are improved.

【0062】本発明の方法を実施するための装置、材
料、製造条件などは、III−V族化合物半導体の結晶
成長のための従来公知の任意の装置および製造条件が使
用され得る。好ましくは、装置として、MOCVD装置
などが使用可能である。
As the apparatus, materials, manufacturing conditions, and the like for carrying out the method of the present invention, any conventionally known apparatuses and manufacturing conditions for crystal growth of III-V compound semiconductors can be used. Preferably, an MOCVD apparatus or the like can be used as the apparatus.

【0063】本発明の方法の第2の局面において、II
I−V族化合物半導体の結晶成長初期におけるV族元素
のモル流量のIII族元素のモル流量に対する比を、通
常成長時におけるV族元素のモル流量のIII族元素の
モル流量に対する比よりも大きくする。
In a second aspect of the method of the present invention, II
The ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element in the initial stage of crystal growth of the group IV compound semiconductor is larger than the ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element during normal growth. I do.

【0064】結晶成長初期におけるV族元素のモル流量
の、III族元素のモル流量に対する比は、好ましく
は、通常成長時よりも1.05倍以上大きくする。より
好ましくは、1.1倍以上大きくする。
The ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element in the initial stage of the crystal growth is preferably set to be at least 1.05 times larger than that during the normal growth. More preferably, it is 1.1 times or more.

【0065】1つの実施態様において、結晶成長初期に
おけるV族元素のモル流量の、III族元素のモル流量
に対する比は、通常成長時におけるV族元素のモル流量
の、III族元素のモル流量に対する比よりも1.2倍
以上大きくする。
In one embodiment, the ratio of the molar flow rate of the Group V element to the molar flow rate of the Group III element in the initial stage of crystal growth is usually the ratio of the molar flow rate of the Group V element during growth to the molar flow rate of the Group III element. The ratio is made 1.2 times or more larger than the ratio.

【0066】この実施態様によれば、全体のモル流量を
小さくできるという利点がある。
According to this embodiment, there is an advantage that the total molar flow rate can be reduced.

【0067】一方、結晶成長初期におけるV族元素のモ
ル流量のIII族元素のモル流量に対する比の上限は特
に規定されないが、好ましくは通常成長時の2倍以下と
する。
On the other hand, the upper limit of the ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element in the initial stage of crystal growth is not particularly limited, but is preferably not more than twice that in normal growth.

【0068】なお、結晶成長初期および通常成長時にお
ける、V族元素およびIII族元素のモル流量は、最終
的に形成されるIII−V族化合物層中のIII族元素
対V族元素の比率が1:1となるように調整される。
The molar flow rate of the group V element and the group III element at the initial stage of crystal growth and during normal growth is determined by the ratio of the group III element to the group V element in the finally formed III-V compound layer. It is adjusted to be 1: 1.

【0069】ここで、結晶成長初期におけるV族元素の
モル流量のIII族元素のモル流量に対する比を大きく
しても、III族元素対V族元素の比率が1:1の単結
晶が得られるのは、V族元素のモル流量が大きくても、
本明細書中に開示されるような条件範囲では、V族元素
とIII族元素との化学的相互作用のために、量論比が
1:1となるからである。
Here, even if the ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element in the initial stage of crystal growth is increased, a single crystal having a ratio of the group III element to the group V element of 1: 1 can be obtained. This is because even if the molar flow rate of the group V element is large,
This is because in the condition range disclosed in the present specification, the stoichiometric ratio becomes 1: 1 due to the chemical interaction between the group V element and the group III element.

【0070】結晶成長初期、および通常成長時のV族元
素のモル流量は、それぞれ、本発明の第1の局面につい
て上述したモル流量が適用可能である。
The molar flow rates of the group V elements at the initial stage of crystal growth and during normal growth can be the same as those described above with respect to the first aspect of the present invention.

【0071】「III族元素のモル流量」は、結晶成長
のために流入されるIII族元素の単位時間あたりのモ
ル数であり、結晶成長初期では、好ましくは1×10-5
〜1×10-3モル/分である。
The “molar flow rate of the group III element” is the number of moles of the group III element introduced for crystal growth per unit time, and is preferably 1 × 10 −5 in the initial stage of crystal growth.
11 × 10 −3 mol / min.

【0072】III族元素のモル流量は、通常成長時で
は、好ましくは1×10-5〜1×10-3モル/分であ
る。
The molar flow rate of the group III element during normal growth is preferably 1 × 10 −5 to 1 × 10 −3 mol / min.

【0073】結晶成長初期におけるV族元素のモル流量
のIII族元素のモル流量に対する比は、好ましくは1
0〜1000である。
The ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element in the initial stage of crystal growth is preferably 1
0 to 1000.

【0074】通常成長時におけるV族元素のモル流量の
III族元素のモル流量に対する比は、好ましくは10
〜1000である。
The ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element during normal growth is preferably 10
~ 1000.

【0075】本発明の方法の第2の局面において、上記
以外の、用語の定義、装置、材料、製造条件などについ
ては、第1の局面について上述したものが適用可能であ
る。
In the second aspect of the method of the present invention, the definitions of terms, devices, materials, manufacturing conditions, and the like other than those described above are applicable to those described in the first aspect.

【0076】本発明の方法の第3の局面では、III−
V族化合物半導体の結晶成長初期の成長温度が、通常成
長時の成長温度よりも高い。
In a third aspect of the method of the present invention, III-
The growth temperature in the initial stage of crystal growth of the group V compound semiconductor is higher than the growth temperature during normal growth.

【0077】ここで、成長温度とは、III−V族化合
物が結晶成長する時のIII−V族化合物の温度をい
う。
Here, the growth temperature refers to the temperature of the group III-V compound at the time of crystal growth of the group III-V compound.

【0078】結晶成長初期の成長温度は、通常成長時の
成長温度よりも、好ましくは、10℃以上高い。
The growth temperature at the initial stage of crystal growth is preferably 10 ° C. or higher than the growth temperature during normal growth.

【0079】1つの実施態様では、結晶成長初期の成長
温度が、通常成長時の成長温度よりも10℃以上高い。
この実施態様によれば、上記効果に加えて、基板温度を
低くすることができ、ドーパントの拡散などを抑制でき
る。この実施態様により形成されたIII−V族化合物
層を含む半導体発光素子の特性は、良好に保たれ得る。
In one embodiment, the growth temperature at the initial stage of crystal growth is higher than the growth temperature during normal growth by 10 ° C. or more.
According to this embodiment, in addition to the above effects, the substrate temperature can be lowered, and the diffusion of the dopant can be suppressed. The characteristics of the semiconductor light emitting device including the group III-V compound layer formed according to this embodiment can be kept good.

【0080】結晶成長初期の成長温度の上限は、特に規
定されないが、通常成長時の成長温度を100℃以上越
えないことが好ましく、通常成長時の成長温度を80℃
以上越えないことがより好ましい。
Although the upper limit of the growth temperature in the initial stage of crystal growth is not particularly limited, it is preferable that the growth temperature during normal growth does not exceed 100 ° C. or more, and the growth temperature during normal growth is 80 ° C.
More preferably, it does not exceed the above.

【0081】したがって、結晶成長初期の成長温度は、
好ましくは、690〜860℃である。通常成長時の成
長温度は、好ましくは、680〜850℃である。
Therefore, the initial growth temperature of the crystal is:
Preferably, it is 690-860 ° C. The growth temperature during normal growth is preferably 680 to 850 ° C.

【0082】本発明の方法の第3の局面において、上記
以外の、用語の定義、装置、材料、製造条件などについ
ては、第1の局面について上述したものが適用可能であ
る。
In the third aspect of the method of the present invention, the definitions of terms, devices, materials, manufacturing conditions and the like other than those described above are applicable to those described in the first aspect.

【0083】次に、本発明の半導体発光素子について説
明する。
Next, the semiconductor light emitting device of the present invention will be described.

【0084】本発明の半導体発光素子は、基板1と、基
板の上の、下部クラッド層3、活性層4、および上部ク
ラッド層5を有する発光部8と、発光部8の上の、厚み
が2μm以上であるIII−V族化合物半導体層7を有
する半導体発光素子であって、III−V族化合物半導
体層7が、上記本発明の方法のいずれかにより形成され
ている。
The semiconductor light emitting device of the present invention has a light emitting portion 8 having a substrate 1, a lower cladding layer 3, an active layer 4, and an upper cladding layer 5 on the substrate, and a light emitting portion 8 having a thickness on the light emitting portion 8. A semiconductor light emitting device having a group III-V compound semiconductor layer 7 having a thickness of 2 µm or more, wherein the group III-V compound semiconductor layer 7 is formed by any one of the methods of the present invention.

【0085】基板1は、その上にエピタキシャル成長す
る半導体であり、従来公知の材料を使用することがで
き、例えば、GaAsなどが好ましい。また基板1は、
従来公知の方法により製造することができる。
The substrate 1 is a semiconductor which is epitaxially grown thereon, and can be made of a conventionally known material, for example, GaAs is preferable. The substrate 1 is
It can be manufactured by a conventionally known method.

【0086】基板1の厚みは、所望の半導体設計に応じ
て任意の厚みが選択され得るが、好ましくは300〜4
00μmである。
The thickness of the substrate 1 can be selected arbitrarily according to the desired semiconductor design, but is preferably 300 to 4
00 μm.

【0087】下部クラッド層3は、キャリアを活性層に
閉じ込める層であり、従来公知の材料を使用することが
でき、例えば、AlGaInPおよびAlGaAsなど
が好ましい。また下部クラッド層3は、従来公知の方法
により製造することができる。例えば、MOCVD装置
により製造することができる。
The lower cladding layer 3 is a layer for confining carriers in the active layer, and can be made of a conventionally known material, and is preferably, for example, AlGaInP or AlGaAs. The lower cladding layer 3 can be manufactured by a conventionally known method. For example, it can be manufactured by an MOCVD apparatus.

【0088】下部クラッド層3の厚みは、所望の半導体
設計に応じて任意の厚みが選択され得るが、好ましくは
0.5〜2μmである。
The thickness of the lower cladding layer 3 can be arbitrarily selected depending on the desired semiconductor design, but is preferably 0.5 to 2 μm.

【0089】活性層4は、発光する層であり、従来公知
の材料を使用することができ、例えば、AlGaInP
およびAlGaAsなどが好ましい。また活性層4は、
従来公知の方法により製造することができる。例えば、
MOCVD装置により製造することができる。
The active layer 4 is a layer that emits light, and can be made of a conventionally known material, for example, AlGaInP.
And AlGaAs are preferable. Also, the active layer 4
It can be manufactured by a conventionally known method. For example,
It can be manufactured by an MOCVD apparatus.

【0090】活性層4の厚みは、所望の半導体設計に応
じて任意の厚みが選択され得るが、好ましくは0.00
1〜2μmである。
The thickness of the active layer 4 can be selected arbitrarily according to a desired semiconductor design, but is preferably 0.00
1 to 2 μm.

【0091】上部クラッド層5は、キャリアを活性層に
閉じ込める層であり、従来公知の材料を使用することが
でき、例えば、AlGaInPおよびAlGaAsなど
が好ましい。また上部クラッド層5は、従来公知の方法
により製造することができる。例えば、MOCVD装置
により製造することができる。
The upper cladding layer 5 is a layer for confining carriers in the active layer, and can be made of a conventionally known material, and is preferably, for example, AlGaInP or AlGaAs. The upper cladding layer 5 can be manufactured by a conventionally known method. For example, it can be manufactured by an MOCVD apparatus.

【0092】上部クラッド層5の厚みは、所望の半導体
設計に応じて任意の厚みが選択され得るが、好ましくは
0.5〜10μmである。
The thickness of the upper cladding layer 5 can be arbitrarily selected depending on the desired semiconductor design, but is preferably 0.5 to 10 μm.

【0093】下部クラッド層3、活性層4、および上部
クラッド層5は、発光部8を形成する。
The lower clad layer 3, the active layer 4, and the upper clad layer 5 form the light emitting section 8.

【0094】本発明の半導体発光素子において、III
−V族化合物半導体層7は、厚みが2μm以上である。
In the semiconductor light emitting device of the present invention, III
The group V compound semiconductor layer 7 has a thickness of 2 μm or more.

【0095】III−V族化合物半導体層7の材料およ
び製造方法などは、本発明の方法として上述した通りで
ある。
The material of the III-V compound semiconductor layer 7 and the manufacturing method thereof are as described above as the method of the present invention.

【0096】本発明の半導体発光素子の1つの実施態様
においては、上部クラッド層5とIII−V族化合物半
導体層7との間に電流阻止層6を有する。
In one embodiment of the semiconductor light emitting device of the present invention, a current blocking layer 6 is provided between the upper cladding layer 5 and the group III-V compound semiconductor layer 7.

【0097】この実施態様によれば、電流拡散層での電
流をさらに広げることができ、発光効率を増加すること
ができる。
According to this embodiment, the current in the current diffusion layer can be further expanded, and the luminous efficiency can be increased.

【0098】電流阻止層6は、電流を狭窄する層であ
り、従来公知の材料を使用することができ、例えば、A
lGaInPおよびAlGaAsなどが好ましい。また
電流阻止層6は、従来公知の方法により製造することが
できる。例えば、MOCVD法により製造することがで
きる。
The current blocking layer 6 is a layer for confining current, and may be formed of a conventionally known material.
lGaInP and AlGaAs are preferred. The current blocking layer 6 can be manufactured by a conventionally known method. For example, it can be manufactured by the MOCVD method.

【0099】電流阻止層6の厚みは、所望の半導体設計
に応じて任意の厚みが選択され得るが、好ましくは0.
1〜1μmである。
The thickness of the current blocking layer 6 can be arbitrarily selected in accordance with a desired semiconductor design, but is preferably set to a value of 0.1.
1 to 1 μm.

【0100】以下に、本発明の具体的な実施例について
説明する。以下の実施例は、すべて例示を目的とする、
非限定的なものである。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described. The following examples are all for illustrative purposes,
It is non-limiting.

【0101】[0101]

【実施例】(実施例1)図1は本発明の第1の実施例に
よる化合物半導体の結晶成長法を用いたAlGaInP
系化合物半導体発光素子からなる半導体発光素子の断面
図である。この図を用いて、第1の実施例を説明する。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an AlGaInP using a compound semiconductor crystal growth method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device including a system compound semiconductor light emitting device. The first embodiment will be described with reference to FIG.

【0102】まず、以下の各層を順次積層成長した。 (1)n−GaAs基板1、(2)n−GaAsバッフ
ァ層2(Si濃度5×1017cm-3)、厚み0.5μ
m、(3)n−(AlxGa1-xyIn1-yP(0≦x≦
1、0≦y≦1)クラッド層3(x=1.0、y=0.
5、Si濃度5×1017cm-3)厚み1.0μm、
(4)(AlxGa1-xyIn1-yP(0≦x≦1、0≦
y≦1)活性層4(x=0.3、y=0.5)、厚み
0.5μm、(5)p−(AlxGa1-xyIn1-y
(0≦x≦1、0≦y≦1)クラッド層5(x=1.
0、y=0.5、Zn濃度5×1017cm-3)、厚み
1.0μm、(6)p−AlxGayIn1-x-yP(0≦
x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)中間層6、厚み
0.1μm、(7)p−AlxGayIn1-x-yP(0≦
x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)電流拡散層7
(x=0.10、y=0.90、Zn濃度1×1018
-3)、厚み5μm。
First, the following layers were sequentially grown. (1) n-GaAs substrate 1, (2) n-GaAs buffer layer 2 (Si concentration 5 × 10 17 cm −3 ), thickness 0.5 μm
m, (3) n- (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 ≦ x ≦
1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 3 (x = 1.0, y = 0.
5, Si concentration 5 × 10 17 cm −3 ) thickness 1.0 μm,
(4) (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦
y ≦ 1) active layer 4 (x = 0.3, y = 0.5), thickness 0.5 μm, (5) p- (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P
(0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 5 (x = 1.
0, y = 0.5, Zn concentration 5 × 10 17 cm -3), the thickness 1.0μm, (6) p-Al x Ga y In 1-xy P (0 ≦
x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x + y ≦ 1) intermediate layer 6, the thickness 0.1μm, (7) p-Al x Ga y In 1-xy P (0 ≦
x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1) Current diffusion layer 7
(X = 0.10, y = 0.90, Zn concentration 1 × 10 18 c
m -3 ), thickness 5 μm.

【0103】上記(1)〜(7)の各層は、MOCVD
法を用い、MOCVD装置により、成長温度700℃で
形成した。
Each of the layers (1) to (7) is formed by MOCVD.
It was formed at a growth temperature of 700.degree.

【0104】次に、n型電極10およびp型電極11を
形成して、半導体発光素子を完成した。
Next, an n-type electrode 10 and a p-type electrode 11 were formed to complete a semiconductor light emitting device.

【0105】本実施例では、電流拡散層7を形成した際
に、最初の約1μm程度を初期成長とし、残りの約4μ
mを通常成長とした。
In this embodiment, when the current diffusion layer 7 is formed, the initial growth is about 1 μm, and the remaining growth is about 4 μm.
m is normal growth.

【0106】V族元素のモル流量は、初期成長時におい
て、1.2×10-3モル/分であり、通常成長時におい
て1.0×10-3モル/分であった。III族元素のモ
ル流量は、初期成長時において、2.0×10-5モル/
分であり、通常成長時において2.0×10-5モル/分
であった。
The molar flow rate of the group V element was 1.2 × 10 −3 mol / min during the initial growth and 1.0 × 10 −3 mol / min during the normal growth. The molar flow rate of the group III element was 2.0 × 10 −5 mol /
And 2.0 × 10 −5 mol / min during normal growth.

【0107】また、成長温度は、初期成長時において、
700℃であり、通常成長時において700℃であっ
た。
The growth temperature during initial growth is:
700 ° C., which was 700 ° C. during normal growth.

【0108】本実施例でのp−AlxGayIn1-x-y
電流拡散層7を成長した時の、III族元素のモル流量
に対するV族元素のモル流量の比(以下V/IIIと記
す)の層厚方向での、通常成長時に対する比率を図9に
示す。(したがって、この比率は、通常成長時は、1で
ある) 本実施例では、成長初期のV/IIIを60とし、その
後、徐々に減少させて通常成長時のV/IIIを50と
した。したがって、通常成長時のV/IIIに対する成
長初期のV/IIIの比は1.2である。
[0108] in this embodiment p-Al x Ga y In 1 -xy P
FIG. 9 shows the ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element (hereinafter referred to as V / III) in the layer thickness direction when the current diffusion layer 7 was grown in the layer thickness direction with respect to the normal growth. . (Accordingly, this ratio is 1 during normal growth.) In this example, V / III in the initial stage of growth was set to 60, and then gradually reduced to 50 in normal growth. Therefore, the ratio of V / III in the initial stage of growth to V / III during normal growth is 1.2.

【0109】本実施例により作製したAlGaInP系
半導体発光素子は、電流拡散層にp−AlGaInP層
を用いている。このタイプの半導体発光素子では、ヒロ
ックとよばれる結晶欠陥は従来、1000個/cm-2
度発生していたが、本実施例では、500個/cm-2
度に半減された。
The AlGaInP-based semiconductor light emitting device manufactured according to the present embodiment uses a p-AlGaInP layer as a current diffusion layer. In this type of semiconductor light emitting device, crystal defects called hillocks have conventionally been generated at about 1000 / cm −2 , but in the present embodiment, they have been halved to about 500 / cm −2 .

【0110】この理由としては、以下のように考えられ
る。
The reason is considered as follows.

【0111】従来AlGaInP層等のIII−V族化
合物半導体は結晶中で、Ga原子やIn原子などのII
I族元素とV族元素であるP原子の結合が強くないた
め、V族元素であるP原子が解離しやすく、成長中にヒ
ロックとよばれる結晶欠陥が発生しやすい原因となって
いた。そこで、この結晶成長中のV族元素であるP原子
のモル流量を増加すると、V族元素であるP原子の解離
が減少しヒロックとよばれる結晶欠陥の発生も抑制され
ると考えられる。
Conventionally, a group III-V compound semiconductor such as an AlGaInP layer has a crystal structure of II atoms such as Ga atoms and In atoms.
Since the bond between the group I element and the P atom that is a group V element is not strong, the P atom that is a group V element is easily dissociated, which causes crystal defects called hillocks to be easily generated during growth. Therefore, it is considered that, when the molar flow rate of the P-atom, which is a group V element, is increased during the crystal growth, the dissociation of the P-atom, which is a group V element, is reduced, and the generation of crystal defects called hillocks is suppressed.

【0112】また、本実施例で確認された効果には、成
長初期のV族元素の流量が大きく寄与していると考えら
れる。なぜなら、III−V族化合物半導体層を含む複
数の層を有する半導体を成長した場合、成長界面で結晶
欠陥が発生しやすいと考えられるからである。
Further, it is considered that the flow rate of the group V element at the initial stage of the growth greatly contributes to the effect confirmed in this embodiment. This is because, when a semiconductor having a plurality of layers including a III-V compound semiconductor layer is grown, crystal defects are likely to occur at the growth interface.

【0113】さらに、通常成長時のV/IIIに対する
成長初期のV/IIIの比を各種の値に変更して本実施
例を実施し、得られた各半導体発光素子のヒロック欠陥
密度を測定した。その結果を図10に示す。本図より、
通常成長時のV/IIIに対する、成長初期のV/II
Iの比が1.2以上であれば100cm-2以下に結晶欠
陥密度が減少することがわかる。
Further, the present embodiment was carried out by changing the ratio of V / III at the initial stage of growth to V / III during normal growth to various values, and the hillock defect density of each obtained semiconductor light emitting device was measured. . The result is shown in FIG. From this figure,
V / II at the beginning of growth relative to V / III during normal growth
It can be seen that if the ratio of I is 1.2 or more, the crystal defect density decreases to 100 cm -2 or less.

【0114】本実施例では、成長初期の1μm程度のみ
V族元素のモル流量を増加させることにより、ヒロック
と呼ばれる結晶欠陥が、上記のように顕著に減少する結
果が得られた。V族元素の消費量も従来よりほとんど増
加せず、発光効率および歩留りが改善された。特性では
波長590nmの黄色半導体発光素子で従来より発光効
率が10%上昇し、歩留りも10%増加した。
In this embodiment, as described above, by increasing the molar flow rate of the group V element only about 1 μm in the initial stage of growth, crystal defects called hillocks were remarkably reduced as described above. The consumption of the group V element hardly increased, and the luminous efficiency and the yield were improved. As for the characteristics, the luminous efficiency of the yellow semiconductor light emitting device having a wavelength of 590 nm was increased by 10% and the yield was increased by 10% as compared with the conventional case.

【0115】(実施例2)図2は本発明の第2の実施例
による化合物半導体の結晶成長法を用いたAlGaIn
P系化合物半導体発光素子である半導体発光素子の断面
図である。この図を用いて、第2の実施例を説明する。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows an AlGaIn using a compound semiconductor crystal growth method according to a second embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of the semiconductor light emitting element which is a P type compound semiconductor light emitting element. The second embodiment will be described with reference to FIG.

【0116】まず、以下の各層を順次積層した。 (1)n−GaAs基板21 (2)n−GaAsバッファ層22(Si濃度5×10
17cm-3)、厚み0.5μm、(3)n−(AlxGa
1-xyIn1-yP(0≦x≦1、0≦y≦1)クラッド
層23(x=1.0、y=0.5、Si濃度5×1017
cm-3)、厚み1.0μm、(4)(AlxGa1-xy
In1-yP(0≦x≦1、0≦y≦1)活性層24(x
=0.45、y=0.5)、厚み0.5μm、(5)p
(AlxGa1-xyIn1-yP(0≦x≦1、0≦y≦
1)クラッド層25(x=1.0、y=0.5、Zn濃
度5×1017cm-3)、厚み1.0μm、(6)p−I
xGa1-yP(0≦x≦1)中間層26(Zn濃度1×
1018cm -3)、厚み0.1μm、(7)p−(Alx
Ga1-xyIn1-yP(0≦x≦1、0≦y≦1)電流
拡散層27(x=0.50、y=0.20、Zn濃度1
×1018cm-3)、厚み5μm。
First, the following layers were sequentially laminated. (1) n-GaAs substrate 21 (2) n-GaAs buffer layer 22 (Si concentration 5 × 10
17cm-3), Thickness 0.5 μm, (3) n- (AlxGa
1-x)yIn1-yP (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding
Layer 23 (x = 1.0, y = 0.5, Si concentration 5 × 1017
cm-3), Thickness 1.0 μm, (4) (AlxGa1-x)y
In1-yP (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) active layer 24 (x
= 0.45, y = 0.5), thickness 0.5 μm, (5) p
(AlxGa1-x)yIn1-yP (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦
1) Cladding layer 25 (x = 1.0, y = 0.5, Zn concentration
Degree 5 × 1017cm-3), Thickness 1.0 μm, (6) p-I
nxGa1-yP (0 ≦ x ≦ 1) intermediate layer 26 (Zn concentration 1 ×
1018cm -3), Thickness 0.1 μm, (7) p- (Alx
Ga1-x)yIn1-yP (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) current
Diffusion layer 27 (x = 0.50, y = 0.20, Zn concentration 1
× 1018cm-3), Thickness 5 μm.

【0117】次に、n型電極210およびp型電極21
1を形成して、半導体発光素子を完成した。
Next, the n-type electrode 210 and the p-type electrode 21
1 was completed to complete a semiconductor light emitting device.

【0118】図11に本実施例でのp−AlxGayIn
1-x-yP電流拡散層の層厚方向での成長温度を示す。成
長初期の1μm程度は750℃で成長し、その後、73
0℃で成長した。
FIG. 11 shows p-Al x Ga y In according to this embodiment.
It shows the growth temperature of the 1-xy P current diffusion layer in the thickness direction. The initial growth of about 1 μm is grown at 750 ° C.
Growing at 0 ° C.

【0119】本実施例により作製したAlGaInP系
半導体発光素子には、電流拡散層にp−AlGaInP
層を用いた。このタイプの半導体発光素子では、ヒロッ
クとよばれる結晶欠陥は従来、1000個/cm-2程度
発生していたが、本実施例では、500個/cm-2程度
に半減された。
In the AlGaInP-based semiconductor light emitting device manufactured according to this embodiment, the p-AlGaInP
Layers were used. In this type of semiconductor light emitting device, crystal defects called hillocks have conventionally been generated at about 1000 / cm −2 , but in the present embodiment, they have been halved to about 500 / cm −2 .

【0120】この理由としては、従来AlGaInP層
等のIII−V族化合物半導体は結晶中で、Ga原子や
In原子などのIII族元素とV族元素であるP原子の
結合が強くないため、V族元素であるP原子が解離しや
すく、成長中にヒロックとよばれる結晶欠陥が発生しや
すい原因となっていた。ここで、成長温度を上昇させる
と、V族元素であるP原子は解離しやすくなるが、同時
に表面上でのマイグレーション(拡散)が活発となり、
ヒロックとよばれる結晶欠陥の発生も抑制される。
The reason for this is that, conventionally, a group III-V compound semiconductor such as an AlGaInP layer has a strong bond between a group III element such as a Ga atom or an In atom and a P atom which is a group V element in a crystal. P atoms, which are group elements, are easily dissociated, causing crystal defects called hillocks to easily occur during growth. Here, when the growth temperature is increased, P atoms that are Group V elements are easily dissociated, but at the same time, migration (diffusion) on the surface becomes active,
The generation of crystal defects called hillocks is also suppressed.

【0121】また、本実施例の効果は、成長初期の成長
温度が大きく寄与していると考えられる。なぜなら、I
II−V族化合物半導体層を含む複数の層を有する半導
体を成長した場合、成長界面で結晶欠陥が発生しやすい
と考えられるからである。
It is considered that the effect of this embodiment is largely attributable to the growth temperature at the initial stage of growth. Because I
This is because when a semiconductor having a plurality of layers including a II-V compound semiconductor layer is grown, crystal defects are likely to occur at the growth interface.

【0122】さらに、成長初期の温度を各種の値に変更
して本実施例を実施し、得られた各半導体発光素子のヒ
ロック欠陥密度を測定した。その結果を図12に示す。
本図より、成長初期の温度を通常成長時の温度よりも1
0℃以上高くすることにより、500cm-2以下に結晶
欠陥密度が減少することがわかる。
Further, the present example was carried out by changing the initial temperature of the growth to various values, and the hillock defect density of each of the obtained semiconductor light emitting devices was measured. The result is shown in FIG.
According to this figure, the temperature at the initial stage of the growth is 1% lower than the temperature during the normal growth.
It can be seen that increasing the temperature by 0 ° C. or more reduces the crystal defect density to 500 cm −2 or less.

【0123】本実施例では、成長初期の0.5μm程度
のみ成長温度を上昇させることにより、ヒロックについ
て、実施例1とほぼ同様の結果が得られた。電流拡散層
からのドーパントの活性層への拡散も従来よりほとんど
増加せず、発光効率および歩留りが改善された。特性で
は波長590mmの黄色半導体発光素子で従来より発光効
率が10%、歩留りも10%増加した。
In this embodiment, almost the same results as those of the first embodiment were obtained for the hillocks by increasing the growth temperature only in the initial growth of about 0.5 μm. Diffusion of the dopant from the current diffusion layer into the active layer also hardly increased, and the luminous efficiency and the yield were improved. As for the characteristics, the luminous efficiency and the yield of the yellow semiconductor light emitting device having a wavelength of 590 mm were increased by 10% and 10% respectively.

【0124】(実施例3)図3は本発明の第3の実施例
による化合物半導体の結晶成長法を用いたAlGaIA
s系化合物半導体発光素子である半導体発光素子の断面
図である。この図を用いて、第3の実施例を説明する。
本実施例では、第1、2の実施例の両方を合わせた方法
を適用した。すなわち、III族およびV族の各元素の
モル流量の条件は、実施例1と同一とし、温度条件につ
いては、実施例2と同一とした。
(Embodiment 3) FIG. 3 shows an AlGaIA using a compound semiconductor crystal growth method according to a third embodiment of the present invention.
It is sectional drawing of the semiconductor light emitting element which is an s type compound semiconductor light emitting element. The third embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, a method combining both the first and second embodiments is applied. That is, the conditions of the molar flow rate of each of the group III and V elements were the same as in Example 1, and the temperature conditions were the same as in Example 2.

【0125】まず、以下の各層を積層した。 (1)n−GaAs基板31上に、n−GaAsバッフ
ァ層32(Si濃度5×1017cm-3)、厚み0.5μ
m、(2)n−(AlxGa1-xyIn1-yAs(0≦x
≦1、0≦y≦1)クラッド層33(x=0.3、y=
0.5、Si濃度5×1017cm-3)、厚み1.0μ
m、(3)(AlxGa1-xyIn1-yAs(0≦x≦
1、0≦y≦1)活性層34(x=0、y=0.5)、
厚み0.5μm、(4)P−(AlxGa1-xyIn1-y
P(0≦x≦1、0≦y≦1)クラッド層35(x=
0.3、y=0.5、Zn濃度5×1017cm-3)、厚
み1.0μm、(5)p−AlxGayIn1-x-yAs
(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)中間層3
6(x=0.2、y=0.6、Zn濃度5×1017cm
-3)、厚み0.1μm、(6)p−AlxGayIn
1-x-yAs(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦
1)電流拡散層37(x=0.6、y=0.2、Zn濃
度3×1018cm-3)、厚み5μm。
First, the following layers were laminated. (1) On an n-GaAs substrate 31, an n-GaAs buffer layer 32 (Si concentration 5 × 10 17 cm −3 ), thickness 0.5 μm
m, (2) n- (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y As (0 ≦ x
≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 33 (x = 0.3, y =
0.5, Si concentration 5 × 10 17 cm −3 ), thickness 1.0 μ
m, (3) (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y As (0 ≦ x ≦
1, 0 ≦ y ≦ 1) active layer 34 (x = 0, y = 0.5),
0.5 μm thick, (4) P- (Al x Ga 1-x ) y In 1-y
P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 35 (x =
0.3, y = 0.5, Zn concentration 5 × 10 17 cm -3), the thickness 1.0μm, (5) p-Al x Ga y In 1-xy As
(0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1) Intermediate layer 3
6 (x = 0.2, y = 0.6, Zn concentration 5 × 10 17 cm
-3), thickness 0.1μm, (6) p-Al x Ga y In
1-xy As (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦
1) Current diffusion layer 37 (x = 0.6, y = 0.2, Zn concentration 3 × 10 18 cm −3 ), thickness 5 μm.

【0126】次に、n型電極310およびp型電極31
1を形成して、半導体発光素子が完成した。
Next, the n-type electrode 310 and the p-type electrode 31
1 was formed, and the semiconductor light emitting device was completed.

【0127】図13Aに本実施例での電流拡散層のV/
III比の層厚方向での比率を示し、図13Bに、成長
温度の差を示す。従来の発光素子では1000個/cm
-2程度発生したが、V/III比による効果と成長温度
の両方の効果により、本実施例では、10個/cm-2
度(従来の1/50)まで大幅に低減された。
FIG. 13A shows V / V of the current diffusion layer in this embodiment.
The ratio of the III ratio in the layer thickness direction is shown, and FIG. 13B shows the difference in growth temperature. 1000 / cm for conventional light emitting device
Although about -2 was generated, in the present embodiment, it was greatly reduced to about 10 / cm -2 (1/50 of the conventional value) due to both the effect of the V / III ratio and the effect of the growth temperature.

【0128】得られた半導体発光素子は、発光効率およ
び歩留りが改善された。特性では波長1020nmの半
導体発光素子で従来より発光効率が30%、歩留りも3
0%増加した。
The obtained semiconductor light emitting device has improved luminous efficiency and yield. In terms of characteristics, a semiconductor light emitting device having a wavelength of 1020 nm has a luminous efficiency of 30% and a yield of 3 as compared with the conventional semiconductor light emitting element
Increased by 0%.

【0129】(実施例4)図4は本発明の第4の実施例
によるAlGaAs系化合物半導体発光素子である半導
体発光素子の断面図である。この図を用いて、第4の実
施例を説明する。第1の実施例と異なる点は、材料系が
AlxGa1-xAs層で形成したことであり、電流拡散層
の下に組成の異なる中間層を設け、この層から本発明を
適用したことである。
(Embodiment 4) FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor light emitting device which is an AlGaAs-based compound semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the first embodiment is that the material system was formed of an Al x Ga 1 -x As layer, an intermediate layer having a different composition was provided below the current diffusion layer, and the present invention was applied from this layer. That is.

【0130】まず、以下の各層を積層した。 (1)n−GaAs基板41、(2)n−GaAsバッ
ファ層42(Si濃度5×1017cm-3)、厚み0.5
μm、(3)n−AlxGa1-xAs(0≦x≦1)クラ
ッド層43(x=0.7、Si濃度5×1017
-3)、厚み1.0μm、(4)AlxGa1-xAs(0
≦x≦1)活性層44(x=0.05)、厚み0.5μ
m、(5)p−AlxGa1-xAs(0≦x≦1)クラッ
ド層45(x=0.7、Zn濃度5×1017cm-3)、
厚み1.0μm、(6)p−AlxGa1-xAs(0≦x
≦1)中間層46(x=0.10、Zn濃度1×1018
cm-3)、厚み0.1μm、(7)p−AlxGa1-x
s(0≦x≦1)電流拡散層47(x=0.80、Zn
濃度5×1018cm-3)、厚み5μm、(8)p−Ga
Asコンタクト層、厚み0.1μm。
First, the following layers were laminated. (1) n-GaAs substrate 41, (2) n-GaAs buffer layer 42 (Si concentration 5 × 10 17 cm −3 ), thickness 0.5
μm, (3) n-Al x Ga 1 -x As (0 ≦ x ≦ 1) cladding layer 43 (x = 0.7, Si concentration 5 × 10 17 c
m −3 ), thickness 1.0 μm, (4) Al x Ga 1 -x As (0
≦ x ≦ 1) active layer 44 (x = 0.05), thickness 0.5 μ
m, (5) p-Al x Ga 1 -x As (0 ≦ x ≦ 1) cladding layer 45 (x = 0.7, Zn concentration 5 × 10 17 cm −3 ),
1.0 μm thickness, (6) p-Al x Ga 1-x As (0 ≦ x
≦ 1) Intermediate layer 46 (x = 0.10, Zn concentration 1 × 10 18)
cm -3 ), thickness 0.1 μm, (7) p-Al x Ga 1 -x A
s (0 ≦ x ≦ 1) current diffusion layer 47 (x = 0.80, Zn
Concentration 5 × 10 18 cm −3 ), thickness 5 μm, (8) p-Ga
As contact layer, thickness 0.1 μm.

【0131】次に、n型電極410およびp型電極41
1を形成して、半導体発光素子を完成した。
Next, the n-type electrode 410 and the p-type electrode 41
1 was completed to complete a semiconductor light emitting device.

【0132】図14に本実施例での中間層46および電
流拡散層47の層厚方向でのV/IIIの比を示す。従
来のAlxGa1-xAs電流拡散層を用いた発光素子では
3000個/cm-2程度ヒロックと呼ばれる結晶欠陥が
発生したが、本実施例では、100個/cm-2程度と
(従来の約1/30)まで大幅に低減された。
FIG. 14 shows the ratio of V / III in the thickness direction of the intermediate layer 46 and the current diffusion layer 47 in this embodiment. The crystal defects in the light-emitting element using a conventional Al x Ga 1-x As current spreading layer, called 3000 / cm -2 order of hillocks occurs, in this example, 100 pieces / cm -2 degrees and (conventional About 1/30).

【0133】このようにして得られた半導体発光素子で
は、発光効率および歩留りが改善され、特性では波長8
50mmの赤外半導体発光素子で従来より発光効率が30
%、歩留りも30%増加した。
In the semiconductor light emitting device thus obtained, the luminous efficiency and the yield are improved.
Luminous efficiency of 30 mm compared to conventional 50 mm infrared semiconductor light emitting device
% And the yield also increased by 30%.

【0134】さらに、本実施例では、電流拡散層47の
材料として、GaP層、AlxGayIn1-x-yAs(0
≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)層、およびI
xGa1-xAsy1-y(0≦x≦1、0≦y≦1)層の
それぞれを用いて同様に半導体発光素子を作製した。そ
の結果、同様に結晶欠陥のヒロック数を大幅に低減でき
た。
[0134] Further, in this embodiment, as the material for the current diffusion layer 47, GaP layer, Al x Ga y In 1- xy As (0
≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1) layer, and I
to produce a semiconductor light-emitting device in a similar manner using the respective n x Ga 1-x As y P 1-y (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1) layer. As a result, similarly, the number of hillocks of crystal defects could be significantly reduced.

【0135】(実施例5)図5は本発明の第5の実施例
によるAlGaInN系化合物半導体発光素子である半
導体発光素子の断面図である。この図を用いて、第5の
実施例を説明する。他の実施例と異なる点は、発光部で
あるクラッド層から本発明を適用したことである。
Embodiment 5 FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor light emitting device which is an AlGaInN based compound semiconductor light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention. The fifth embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the other embodiments is that the present invention is applied from the cladding layer which is the light emitting portion.

【0136】まず、以下の各層を積層した。 (1)サファイア基板51、(2)n−AlInNバッ
ファ層52(Si濃度5×1017cm-3)、厚み0.5
μm、(3)n−AlxGayIn1-x-yN(0≦x≦
1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)クラッド層53(x
=0.2、y=0.8、Si濃度5×1017cm-3)、
厚み1.0μm、(4)AlxGayIn1-x-yN(0≦
x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)活性層54(x
=0、y=0.9)、厚み0.5μm、(5)p−Al
xGayIn1-x-yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x
+y≦1)クラッド層55(x=0.2、y=0.8、
Zn濃度5×1017cm-3)、厚み1.0μm、(6)
p−AlxGayIn1-x-yP(0≦x≦1、0≦y≦
1、0≦x+y≦1)中間層56(x=0.5、y=
0.5、Zn濃度1×1018cm-3)厚み0.1μm、
(7)p−AlxGayIn1-x-yN(0≦x≦1、0≦
y≦1、0≦x+y≦1)電流拡散層57(x=0.
8、y=0.2、Zn濃度2×1018cm-3)、厚み5
μm。
First, the following layers were laminated. (1) Sapphire substrate 51, (2) n-AlInN buffer layer 52 (Si concentration 5 × 10 17 cm −3 ), thickness 0.5
μm, (3) n-Al x Ga y In 1-xy N (0 ≦ x ≦
1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1) cladding layer 53 (x
= 0.2, y = 0.8, Si concentration 5 × 10 17 cm −3 ),
Thickness 1.0μm, (4) Al x Ga y In 1-xy N (0 ≦
x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1) The active layer 54 (x
= 0, y = 0.9), thickness 0.5 μm, (5) p-Al
x Ga y In 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x
+ Y ≦ 1) cladding layer 55 (x = 0.2, y = 0.8,
Zn concentration 5 × 10 17 cm −3 ), thickness 1.0 μm, (6)
p-Al x Ga y In 1 -xy P (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦
1, 0 ≦ x + y ≦ 1) intermediate layer 56 (x = 0.5, y =
0.5, Zn concentration 1 × 10 18 cm −3 ) thickness 0.1 μm,
(7) p-Al x Ga y In 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦
y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1) Current diffusion layer 57 (x = 0.
8, y = 0.2, Zn concentration 2 × 10 18 cm −3 ), thickness 5
μm.

【0137】次に、n型電極510およびp型電極51
1を形成して、半導体発光素子を完成した。
Next, the n-type electrode 510 and the p-type electrode 51
1 was completed to complete a semiconductor light emitting device.

【0138】図15に本実施例でのクラッド層55、中
間層56および電流拡散層57の層厚方向でのV/II
Iの比を示す。従来のAlxGayIn1-x-yN電流拡散
層を用いた発光素子では3000個/cm-2程度ヒロッ
クと呼ばれる結晶欠陥が発生したが、本実施例では、1
00個/cm-2程度(従来の約1/30)まで大幅に低
減された。また本実施例では成長温度を1000℃とし
た。
FIG. 15 shows V / II in the thickness direction of the cladding layer 55, the intermediate layer 56, and the current spreading layer 57 in this embodiment.
Shows the ratio of I. In a conventional light emitting device using an Al x Ga y In 1-xy N current diffusion layer, crystal defects called hillocks of about 3000 / cm −2 were generated.
It was greatly reduced to about 00 pieces / cm -2 (about 1/30 of the conventional value). In this example, the growth temperature was set to 1000 ° C.

【0139】このようにして得られた半導体発光素子
は、発光効率および歩留りが改善された。特性では波長
460mmの青色半導体発光素子で従来より発光効率が3
0%上昇し、そして歩留りも50%増加した。
The light emitting efficiency and the yield of the thus obtained semiconductor light emitting device were improved. In terms of characteristics, a 460 mm wavelength blue semiconductor light emitting device has a luminous efficiency of 3
It increased by 0%, and the yield also increased by 50%.

【0140】(実施例6)図6は本発明の第6の実施例
によるAlGaInP系化合物半導体発光素子である半
導体発光素子の断面図である。この図を用いて、第6の
実施例を説明する。第1の実施例と異なる点は、クラッ
ド層65と電流拡散層67の間の中央部に電流阻止層6
9を設けていることである。
Embodiment 6 FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor light emitting device which is an AlGaInP based compound semiconductor light emitting device according to a sixth embodiment of the present invention. The sixth embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the first embodiment is that the current blocking layer 6 is provided at the center between the cladding layer 65 and the current diffusion layer 67.
9 is provided.

【0141】まず、以下の各層を積層した。 (1)n−GaAs基板61、(2)nGaAsバッフ
ァ層62(Si濃度5×1017cm-3)、厚み0.5μ
m、(3)n−(AlxGa1-xyIn1-yP(0≦x≦
1、0≦y≦1)クラッド層63(x=1.0、y=
0.5、Si濃度5×1017cm-3)、厚み1.0μ
m、(4)(AlxGa1-xyIn1-yP(0≦x≦1、
0≦y≦1)活性層64(x=0.15、y=0.
5)、厚み0.5μm、(5)p−(AlxGa1-xy
In1-yP(0≦x≦1、0≦y≦1)クラッド層65
(x=1.0、y=0.5、Zn濃度5×1017
-3)、厚み1.0μm、(6)p−AlxGayIn
1-x-yP(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)
中間層66(x=0.2、y=0.7、Zn濃度1×1
18cm-3)厚み0.1μm (7)n−AlxGayIn1-x-yP(0≦x≦1、0≦
y≦1、0≦x+y≦1)電流阻止層69(x=0.
1、y=0.8、Si濃度5×1017cm-3)、厚み
0.5μm、(8)p−AlxGayIn1-x-yP(0≦
x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)電流拡散層67
(x=0.1、y=0.8、Zn濃度5×1018
-3)、厚み5μm。
First, the following layers were laminated. (1) n-GaAs substrate 61, (2) nGaAs buffer layer 62 (Si concentration 5 × 10 17 cm −3 ), thickness 0.5 μm
m, (3) n- (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P (0 ≦ x ≦
1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 63 (x = 1.0, y =
0.5, Si concentration 5 × 10 17 cm −3 ), thickness 1.0 μ
m, (4) (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P (0 ≦ x ≦ 1,
0 ≦ y ≦ 1) active layer 64 (x = 0.15, y = 0.
5), thickness 0.5 μm, (5) p- (Al x Ga 1-x ) y
In 1-y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 65
(X = 1.0, y = 0.5, Zn concentration 5 × 10 17 c
m -3), thickness 1.0μm, (6) p-Al x Ga y In
1-xy P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1)
Intermediate layer 66 (x = 0.2, y = 0.7, Zn concentration 1 × 1
0 18 cm -3) Thickness 0.1μm (7) n-Al x Ga y In 1-xy P (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦
y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1) Current blocking layer 69 (x = 0.
1, y = 0.8, Si concentration 5 × 10 17 cm -3), the thickness 0.5μm, (8) p-Al x Ga y In 1-xy P (0 ≦
x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1) Current diffusion layer 67
(X = 0.1, y = 0.8, Zn concentration 5 × 10 18 c
m -3 ), thickness 5 μm.

【0142】n型電極610およびp型電極611を形
成して半導体発光素子を完成した。
The n-type electrode 610 and the p-type electrode 611 were formed to complete a semiconductor light emitting device.

【0143】本実施例では、クラッド層65と電流拡散
層67の間の中央部に電流阻止層69を設けた。このこ
とにより、電極611から注入された電流は電流拡散層
67でさらに拡がり、光取り出し効率はさらに向上し
た。
In this embodiment, a current blocking layer 69 is provided at the center between the cladding layer 65 and the current diffusion layer 67. As a result, the current injected from the electrode 611 spreads further in the current diffusion layer 67, and the light extraction efficiency is further improved.

【0144】特性では波長610nmの燈色半導体発光
素子で従来より発光効率が40%に増加した。
In the characteristics, the luminous efficiency of the light emitting semiconductor light emitting device having a wavelength of 610 nm was increased to 40% as compared with the conventional device.

【0145】(実施例7)図7は本発明の第7の実施例
によるAlGaInP系化合物半導体発光素子である半
導体発光素子の断面図である。この図を用いて、第7の
実施例を説明する。第6の実施例と異なる点は、クラッ
ド層75と電流拡散層77の間の電流阻止層79が周辺
部に設けたことである。
(Embodiment 7) FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor light emitting device which is an AlGaInP-based compound semiconductor light emitting device according to a seventh embodiment of the present invention. The seventh embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the sixth embodiment is that a current blocking layer 79 between the cladding layer 75 and the current diffusion layer 77 is provided in the peripheral portion.

【0146】まず、以下の各層を積層した。 (1)n−GaAs基板71、(2)n−GaAsバッ
ファ層72(Si濃度5×1017cm-3)、厚み0.5
μm、(3)n−(AlxGa1-xyIn1-yP(0≦x
≦1、0≦y≦1)クラッド層73(x=1.0、y=
0.5、Si濃度5×1017cm-3)、厚み1.0μ
m、(4)(AlxGa1-xyIn1-yP(0≦x≦1、
0≦y≦1)活性層74(x=0.15、y=0.
5)、厚み0.5μm、(5)p−(AlxGa1-xy
In1-yP(0≦x≦1、0≦y≦1)クラッド層75
(x=1.0、y=0.5、Zn濃度5×1017
-3)、厚み1.0μm、(6)p−AlxGayIn
1-x-yP(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)
中間層(x=0.2、y=0.7、Zn濃度1×1018
cm-3)76、厚み0.1μm、(7)n−AlxGay
In1-x-yP(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦
1)電流阻止層79(x=0.1、y=0.8、Si濃
度5×1017cm-3)、厚み0.5μm、(8)p−A
xGayIn1-x-yP(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦
x+y≦1)電流拡散層77(x=0.1、y=0.
8、Zn濃度5×1018cm-3)厚み5μm。
First, the following layers were laminated. (1) n-GaAs substrate 71, (2) n-GaAs buffer layer 72 (Si concentration 5 × 10 17 cm −3 ), thickness 0.5
μm, (3) n- (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P (0 ≦ x
≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 73 (x = 1.0, y =
0.5, Si concentration 5 × 10 17 cm −3 ), thickness 1.0 μ
m, (4) (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P (0 ≦ x ≦ 1,
0 ≦ y ≦ 1) active layer 74 (x = 0.15, y = 0.
5), thickness 0.5 μm, (5) p- (Al x Ga 1-x ) y
In 1-y P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) cladding layer 75
(X = 1.0, y = 0.5, Zn concentration 5 × 10 17 c
m -3), thickness 1.0μm, (6) p-Al x Ga y In
1-xy P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1)
Intermediate layer (x = 0.2, y = 0.7, Zn concentration 1 × 10 18
cm -3) 76, the thickness 0.1μm, (7) n-Al x Ga y
In 1-xy P (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦
1) Current blocking layer 79 (x = 0.1, y = 0.8, Si concentration 5 × 10 17 cm −3 ), thickness 0.5 μm, (8) p-A
l x Ga y In 1-xy P (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦
x + y ≦ 1) Current spreading layer 77 (x = 0.1, y = 0.
8, Zn concentration 5 × 10 18 cm −3 ) thickness 5 μm.

【0147】n型電極710およびp型電極711を形
成して半導体発光素子を完成した。
An n-type electrode 710 and a p-type electrode 711 were formed to complete a semiconductor light emitting device.

【0148】本実施例では、クラッド層75と電流拡散
層77の間の電流阻止層79が周辺部に設けられてお
り、このことにより、電極711から注入された電流は
電流拡散層77で中央部に集中し、光取り出し効率がさ
らに向上する。特性では波長610nmの燈色半導体発
光素子で従来より発光効率が40%増加した。
In the present embodiment, the current blocking layer 79 between the cladding layer 75 and the current diffusion layer 77 is provided on the peripheral portion, so that the current injected from the electrode 711 is applied to the current diffusion layer 77 at the center. And the light extraction efficiency is further improved. In the characteristics, the luminous efficiency of the light emitting semiconductor light emitting device having a wavelength of 610 nm was increased by 40% as compared with the conventional device.

【0149】さらに、上記実施例1〜7において各層の
組成比xおよびyを適宜変更して、同様に半導体発光素
子を作製した。その結果、いずれにおいても、本発明の
効果が十分に得られた。
Further, semiconductor light-emitting devices were manufactured in the same manner as in Examples 1 to 7 except that the composition ratios x and y of the respective layers were appropriately changed. As a result, in each case, the effect of the present invention was sufficiently obtained.

【0150】また、電流狭窄の構造が異なってもすべて
の半導体発光素子に適用可能であり、本発明の効果が得
られる。
Further, the present invention can be applied to all semiconductor light emitting devices even if the structure of the current confinement is different, and the effect of the present invention can be obtained.

【0151】また、上記実施例では、電流拡散層のドー
パントにZnを用いたが、Znの代わりに、Mgまたは
Beなどの他のドーパントを用いても、同様の効果があ
った。さらに、SiやSe、Te等のn型のドーパント
を用いた場合でも同様の効果があった。また、他の材料
として、AlGaAs、AlGaInN、AlGaIn
As、InGaAsP系についても同様の実験を行った
結果、同様の本発明の効果が得られた。
In the above embodiment, Zn was used as the dopant of the current diffusion layer. However, similar effects can be obtained by using another dopant such as Mg or Be instead of Zn. Further, the same effect was obtained when an n-type dopant such as Si, Se, or Te was used. Further, as other materials, AlGaAs, AlGaInN, AlGaIn
As a result of a similar experiment performed on As and InGaAsP, similar effects of the present invention were obtained.

【0152】[0152]

【発明の効果】本発明の方法によれば、結晶成長初期に
おけるV族元素のモル流量が、通常成長時のV族元素の
モル流量よりも大きいことにより、もしくは結晶成長初
期におけるIII族元素のモル流量に対するV族元素の
モル流量の比が、通常成長時におけるIII族元素のモ
ル流量に対するV族元素のモル流量の比よりも大きいこ
とにより、または結晶成長初期の成長温度が、通常成長
時の成長温度よりも高いことにより、ヒロックとよばれ
る結晶欠陥が低減されたIII−V族化合物半導体を結
晶成長することができる。この方法を半導体発光素子に
適用した場合、電流拡散層の結晶性の低下に起因する発
光効率の低下、および電極形成時の凹凸に起因するはが
れなどの歩留り低下などの問題点が改善される。
According to the method of the present invention, the molar flow rate of the group V element at the initial stage of crystal growth is larger than the molar flow rate of the group V element at the time of normal growth, or the group III element at the initial stage of crystal growth. When the ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate is larger than the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element during normal growth, or when the growth temperature in the initial stage of crystal growth is lower than the normal growth temperature. Is higher than the growth temperature, a group III-V compound semiconductor with reduced crystal defects called hillocks can be grown. When this method is applied to a semiconductor light emitting device, problems such as a decrease in luminous efficiency due to a decrease in crystallinity of the current diffusion layer and a decrease in yield such as peeling due to unevenness during electrode formation are improved.

【0153】本発明の化合物半導体発光素子によれば、
結晶成長初期におけるV族元素のモル流量が、通常成長
時のV族元素のモル流量よりも大きいことにより、もし
くは結晶成長初期におけるIII族元素のモル流量に対
するV族元素のモル流量の比が、通常成長時におけるI
II族元素のモル流量に対するV族元素のモル流量の比
よりも大きいことにより、または結晶成長初期の成長温
度が、通常成長時の成長温度よりも高いことにより、ヒ
ロックとよばれる結晶欠陥が低減し、電流拡散層の結晶
性の低下に起因する発光効率が増加するとともに、電極
形成時の凹凸に起因するはがれなどが低減するために歩
留りが大幅に改善される。
According to the compound semiconductor light emitting device of the present invention,
The molar flow rate of the group V element at the initial stage of crystal growth is larger than the molar flow rate of the group V element at the time of normal growth, or the ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element at the initial stage of crystal growth is: I during normal growth
Crystal defects called hillocks are reduced by increasing the ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group II element or by increasing the growth temperature in the initial stage of crystal growth higher than the growth temperature during normal growth. However, the luminous efficiency due to the decrease in the crystallinity of the current diffusion layer is increased, and the peeling due to the unevenness at the time of forming the electrode is reduced, so that the yield is greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例1の方法を用いて形成された半導体発
光素子の断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device formed by using the method of Embodiment 1.

【図2】 実施例2の方法を用いて形成された半導体発
光素子の断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device formed by using the method of the second embodiment.

【図3】 実施例3の方法を用いて形成された半導体発
光素子の断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device formed by using the method of the third embodiment.

【図4】 実施例4の方法を用いて形成された半導体発
光素子の断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device formed by using the method of the fourth embodiment.

【図5】 実施例5の方法を用いて形成された半導体発
光素子の断面図。
FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor light emitting device formed by using the method of the fifth embodiment.

【図6】 実施例6の方法を用いて形成された半導体発
光素子の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device formed by using the method of the sixth embodiment.

【図7】 実施例7の方法を用いて形成された半導体発
光素子の断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device formed by using the method of the seventh embodiment.

【図8】 従来例の半導体発光素子の断面図。FIG. 8 is a sectional view of a conventional semiconductor light emitting device.

【図9】 実施例1の方法を用いて形成された電流拡散
層7の層厚方向のV/II1の比を示すグラフ。
FIG. 9 is a graph showing the ratio of V / II1 in the thickness direction of the current diffusion layer 7 formed using the method of the first embodiment.

【図10】 実施例1の方法における、電流拡散層7
の、通常成長時に対する成長初期のV/IIIの比と、
ヒロックと呼ばれる結晶欠陥の発生密度との関係を示す
グラフ。
FIG. 10 shows a current diffusion layer 7 in the method of the first embodiment.
The ratio of V / III in the early stage of growth to that in normal growth,
4 is a graph showing the relationship between the density of crystal defects called hillocks and the occurrence density.

【図11】 実施例2の方法を用いて形成された電流拡
散層27の層厚方向の成長初期とそれ以降の成長温度の
差を示すグラフ。
FIG. 11 is a graph showing a difference between a growth temperature in an initial growth direction of a current diffusion layer 27 formed by using the method of the second embodiment and a growth temperature thereafter.

【図12】 実施例2の方法における、電流拡散層27
の層厚方向の成長初期と通常成長時との成長温度の差
と、ヒロックと呼ばれる結晶欠陥の発生密度との関係を
示すグラフ。
FIG. 12 shows a current diffusion layer 27 in the method of the second embodiment.
4 is a graph showing the relationship between the difference in growth temperature between the initial growth and the normal growth in the layer thickness direction and the density of crystal defects called hillocks.

【図13A】 実施例3の方法を用いて形成された電流
拡散層37の層厚方向のV/IIIの比を示すグラフ。
FIG. 13A is a graph showing a V / III ratio in a thickness direction of a current diffusion layer 37 formed by using the method of the third embodiment.

【図13B】 実施例3の方法を用いて形成された電流
拡散層37の成長初期と通常成長時との成長温度の差を
示すグラフ。
FIG. 13B is a graph showing a difference in growth temperature between the initial growth and the normal growth of the current diffusion layer 37 formed by using the method of the third embodiment.

【図14】 実施例4の方法を用いて形成された中間層
46および電流拡散層47の層厚方向のV/IIIの比
を示すグラフ。
FIG. 14 is a graph showing the ratio of V / III in the thickness direction of the intermediate layer 46 and the current diffusion layer 47 formed by using the method of the fourth embodiment.

【図15】 実施例5を用いて形成されたクラッド層5
5と中間層56と電流拡散層57の層厚方向のV/II
Iの比を示すグラフ。
FIG. 15 shows a clad layer 5 formed by using Example 5.
5 / intermediate layer 56 and current diffusion layer 57 in the thickness direction V / II
7 is a graph showing the ratio of I.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21、31、41、51、61、71、81 基板 2、22、32、42、52、62、72、82 バッ
ファ層 3、23、33、43、53、63、73、83 下部
クラッド層 4、24、34、44、54、64、74、84 活性
層 5、25、35、45、55、65、75、85 上部
クラッド層 6、26、36、46、56、66、76 中間層 7、27、37、47、57、67、77、87 電流
拡散層 8 発光部 10、210、310、410、510、610、71
0、810 n型電極 11、211、311、411、511、611、71
1、811 p型電極
1, 21, 31, 41, 51, 61, 71, 81 Substrate 2, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82 Buffer layer 3, 23, 33, 43, 53, 63, 73, 83 Lower cladding Layer 4, 24, 34, 44, 54, 64, 74, 84 Active layer 5, 25, 35, 45, 55, 65, 75, 85 Upper cladding layer 6, 26, 36, 46, 56, 66, 76 Middle Layers 7, 27, 37, 47, 57, 67, 77, 87 Current spreading layer 8 Light emitting unit 10, 210, 310, 410, 510, 610, 71
0,810 n-type electrode 11, 211, 311, 411, 511, 611, 71
1,811 p-type electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 淳一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 中津 弘志 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 倉橋 孝尚 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 村上 哲朗 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 5F041 AA03 AA40 AA41 CA34 CA35 CA36 CA65 5F045 AA04 AB09 AB11 AB17 AB18 AC07 AC08 AC20 AD11 BB12 CA10 DA53 EE17 EK27  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (72) Inventor Junichi Nakamura 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (72) Inventor Hiroshi Nakatsu 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside (72) Inventor Takahisa Kurahashi 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (72) Inventor Tetsuro Murakami 22-22, Nagaike-cho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka F Terms (reference) 5F041 AA03 AA40 AA41 CA34 CA35 CA36 CA65 5F045 AA04 AB09 AB11 AB17 AB18 AC07 AC08 AC20 AD11 BB12 CA10 DA53 EE17 EK27

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 III−V族化合物を有する層を含む、
組成が異なる複数の層を有する半導体中の、該III−
V族化合物を有する層を形成する方法であって、 有機金属化学気相成長法によりIII−V族化合物半導
体を結晶成長させる工程を包含し、 ここで、結晶成長初期におけるV族元素のモル流量が、
通常成長時のV族元素のモル流量よりも大きい、方法。
1. A layer comprising a group III-V compound,
In the semiconductor having a plurality of layers having different compositions, the III-
A method of forming a layer having a group V compound, comprising the step of growing a group III-V compound semiconductor by metalorganic chemical vapor deposition, wherein a molar flow rate of a group V element in an initial stage of crystal growth is provided. But,
A method wherein the molar flow rate of the group V element during normal growth is larger than that.
【請求項2】 請求項1に記載の方法であって、前記結
晶成長初期におけるV族元素のモル流量が、通常成長時
の元素のモル流量よりも1.2倍以上大きい、方法。
2. The method according to claim 1, wherein the molar flow rate of the group V element in the initial stage of the crystal growth is at least 1.2 times larger than the molar flow rate of the element during the normal growth.
【請求項3】 III−V族化合物を有する層を含む、
組成が異なる複数の層を有する半導体中の、該III−
V族化合物を有する層を形成する方法であって、 有機金属化学気相成長法によりIII−V族化合物半導
体を結晶成長させる工程を包含し、 ここで、結晶成長初期におけるIII族元素のモル流量
に対するV族元素のモル流量の比が、通常成長時におけ
るIII族元素のモル流量に対するV族元素のモル流量
の比よりも大きい、方法。
3. A layer comprising a III-V compound.
In the semiconductor having a plurality of layers having different compositions, the III-
A method for forming a layer having a group V compound, comprising a step of growing a group III-V compound semiconductor by metalorganic chemical vapor deposition, wherein a molar flow rate of a group III element in an initial stage of crystal growth is provided. The molar flow ratio of the group V element to the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element during normal growth.
【請求項4】 請求項3に記載の方法であって、前記結
晶成長初期におけるIII族元素のモル流量に対するV
族元素のモル流量の比が、通常成長時におけるIII族
元素のモル流量に対するV族元素のモル流量の比よりも
1.2倍以上大きい、方法。
4. The method according to claim 3, wherein V is a function of the molar flow rate of the group III element in the initial stage of the crystal growth.
A method wherein the ratio of the molar flow rate of the group V element is at least 1.2 times greater than the ratio of the molar flow rate of the group V element to the molar flow rate of the group III element during normal growth.
【請求項5】 III−V族化合物を有する層を含む、
組成が異なる複数の層を有する半導体中の、該III−
V族化合物を有する層を形成する方法であって、 有機金属化学気相成長法によりIII−V族化合物半導
体を結晶成長させる工程を包含し、 ここで、結晶成長初期の成長温度が、通常成長時の成長
温度よりも高い、方法。
5. A layer comprising a group III-V compound,
In the semiconductor having a plurality of layers having different compositions, the III-
A method of forming a layer having a group V compound, comprising the step of growing a group III-V compound semiconductor by metalorganic chemical vapor deposition, wherein the initial growth temperature of the crystal growth is the normal growth temperature. The method, when the growth temperature is higher than when.
【請求項6】 請求項5に記載の方法であって、前記結
晶成長初期の成長温度が、通常成長時の成長温度よりも
10℃以上高い、方法。
6. The method according to claim 5, wherein the initial growth temperature of the crystal is 10 ° C. or higher than the normal growth temperature.
【請求項7】 前記III−V族化合物半導体が、Ga
Pを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
7. The method according to claim 1, wherein the group III-V compound semiconductor is Ga
The method according to any one of claims 1 to 6, comprising P.
【請求項8】 前記III−V族化合物半導体が、Ga
xIn1-xP(0<x≦1)を含む、請求項1〜6のいず
れか1項に記載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein the III-V compound semiconductor is Ga
x In including 1-x P a (0 <x ≦ 1), The method according to any one of claims 1-6.
【請求項9】 前記III−V族化合物半導体が、Al
xGayIn1-x-yP(0<x≦1、0≦y≦1、0≦x
+y≦1)を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載
の方法。
9. The method according to claim 1, wherein the group III-V compound semiconductor is Al.
x Ga y In 1-xy P (0 <x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x
+ Y ≦ 1). The method according to any one of claims 1 to 6, comprising:
【請求項10】 前記III−V族化合物半導体が、A
xGa1-xP(0≦x≦1)を含む、請求項1〜6のい
ずれか1項に記載の方法。
10. The method according to claim 10, wherein the group III-V compound semiconductor is A
l x Ga containing 1-x P (0 ≦ x ≦ 1), The method according to any one of claims 1-6.
【請求項11】 前記III−V族化合物半導体が、A
xGayIn1-x-yAs(0≦x≦1、0≦y≦1、0
≦x+y≦1)を含む、請求項1〜6のいずれか1項に
記載の方法。
11. The method according to claim 11, wherein the group III-V compound semiconductor is A
l x Ga y In 1-xy As (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0
≦ x + y ≦ 1).
【請求項12】 前記III−V族化合物半導体が、A
xGayIn1-x-yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦
x+y≦1)を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記
載の方法。
12. The group III-V compound semiconductor, wherein A
l x Ga y In 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦
The method according to any one of claims 1 to 6, wherein x + y ≦ 1).
【請求項13】 前記III−V族化合物半導体が、I
xGa1-xAsy1 -y(0≦x≦1、0≦y≦1)を含
む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
13. The method according to claim 13, wherein the III-V compound semiconductor is
nxGa1-xAsyP1 -y(0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1)
The method according to any one of claims 1 to 6.
【請求項14】 請求項1〜13に記載の方法であっ
て、前記III−V族化合物半導体層の厚みが2μm以
上である、方法。
14. The method according to claim 1, wherein the thickness of the group III-V compound semiconductor layer is 2 μm or more.
【請求項15】 基板と、基板の上の、下部クラッド
層、活性層、および上部クラッド層を有する発光部と、
該発光部の上の、厚みが2μm以上のIII−V族化合
物半導体層とを有する半導体発光素子であって、 該III−V族化合物半導体層が、請求項1に記載の方
法で形成された層である、半導体発光素子。
15. A substrate, and a light emitting unit having a lower clad layer, an active layer, and an upper clad layer on the substrate,
A semiconductor light-emitting device having a III-V compound semiconductor layer having a thickness of 2 μm or more on the light-emitting portion, wherein the III-V compound semiconductor layer is formed by the method according to claim 1. A semiconductor light-emitting device that is a layer.
【請求項16】 基板と、基板の上の、下部クラッド
層、活性層、および上部クラッド層を有する発光部と、
該発光部の上の、厚みが2μm以上のIII−V族化合
物半導体層とを有する半導体発光素子であって、 前記III−V族化合物半導体層が、請求項2に記載の
方法で形成された層である、半導体発光素子。
16. A light emitting unit having a substrate, a lower cladding layer, an active layer, and an upper cladding layer on the substrate,
A semiconductor light-emitting device having a III-V compound semiconductor layer having a thickness of 2 μm or more on the light-emitting portion, wherein the III-V compound semiconductor layer is formed by the method according to claim 2. A semiconductor light-emitting device that is a layer.
【請求項17】 基板と、基板の上の、下部クラッド
層、活性層、および上部クラッド層を有する発光部と、
該発光部の上の、厚みが2μm以上のIII−V族化合
物半導体層とを有する半導体発光素子であって、 前記III−V族化合物半導体層が、請求項3に記載の
方法で形成された層である、半導体発光素子。
17. A substrate, and a light emitting unit having a lower cladding layer, an active layer, and an upper cladding layer on the substrate,
A semiconductor light-emitting device having a III-V compound semiconductor layer having a thickness of 2 μm or more on the light-emitting portion, wherein the III-V compound semiconductor layer is formed by the method according to claim 3. A semiconductor light-emitting device that is a layer.
【請求項18】 基板と、基板の上の、下部クラッド
層、活性層、および上部クラッド層を有する発光部と、
該発光部の上の、厚みが2μm以上のIII−V族化合
物半導体層とを有する半導体発光素子であって、 前記III−V族化合物半導体層が、請求項4に記載の
方法で形成された層である、半導体発光素子。
18. A substrate, and a light emitting unit having a lower cladding layer, an active layer, and an upper cladding layer on the substrate,
A semiconductor light-emitting device having a III-V compound semiconductor layer having a thickness of 2 μm or more on the light-emitting portion, wherein the III-V compound semiconductor layer is formed by the method according to claim 4. A semiconductor light-emitting device that is a layer.
【請求項19】 基板と、基板の上の、下部クラッド
層、活性層、および上部クラッド層を有する発光部と、
該発光部の上の、厚みが2μm以上のIII−V族化合
物半導体層とを有する半導体発光素子であって、 前記III−V族化合物半導体層が、請求項5に記載の
方法で形成された層である、半導体発光素子。
19. A light emitting unit having a substrate, a lower clad layer, an active layer, and an upper clad layer on the substrate,
A semiconductor light-emitting device having a III-V compound semiconductor layer having a thickness of 2 μm or more on the light-emitting section, wherein the III-V compound semiconductor layer is formed by the method according to claim 5. A semiconductor light-emitting device that is a layer.
【請求項20】 基板と、基板の上の、下部クラッド
層、活性層、および上部クラッド層を有する発光部と、
該発光部の上の、厚みが2μm以上のIII−V族化合
物半導体層とを有する半導体発光素子であって、 前記III−V族化合物半導体層が、請求項6に記載の
方法で形成された層である、半導体発光素子。
20. A substrate, and a light emitting unit having a lower cladding layer, an active layer, and an upper cladding layer on the substrate,
A semiconductor light-emitting device having a III-V compound semiconductor layer having a thickness of 2 μm or more on the light-emitting portion, wherein the III-V compound semiconductor layer is formed by the method according to claim 6. A semiconductor light-emitting device that is a layer.
【請求項21】 請求項15〜20のうちのいずれか1
項に記載の半導体発光素子であって、 前記上部クラッド層と前記III−V族化合物半導体層
との間に電流阻止層を有する、半導体発光素子。
21. Any one of claims 15 to 20
9. The semiconductor light emitting device according to item 6, further comprising a current blocking layer between the upper cladding layer and the III-V compound semiconductor layer.
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