JP2001007396A - Ｉｉｉ族窒化物半導体光デバイス - Google Patents
Ｉｉｉ族窒化物半導体光デバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】シリコン基板上に、結晶性に優れるＩＩＩ族窒
化物半導体発光部を構成するのに必要な、含硼素ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体から成る緩衝層を形成する。 【解決手段】シリコン基板の表面に多結晶Ｓｉ層或いは
非晶質Ｓｉ層を形成した上で含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体緩衝層を積層する。
化物半導体発光部を構成するのに必要な、含硼素ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体から成る緩衝層を形成する。 【解決手段】シリコン基板の表面に多結晶Ｓｉ層或いは
非晶質Ｓｉ層を形成した上で含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体緩衝層を積層する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】珪素（Ｓｉ）単結晶基板上
に、含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体から成る緩衝層を
介して、ＩＩＩ族窒化物半導体発光部を備えた、ＩＩＩ
族窒化物半導体光デバイスに関する。
に、含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体から成る緩衝層を
介して、ＩＩＩ族窒化物半導体発光部を備えた、ＩＩＩ
族窒化物半導体光デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、窒化アルミニウム・ガリウム
（ＡｌaＧａbＮ：０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、ａ＋ｂ＝
１）等のＩＩＩ族窒化物半導体結晶層を備えた積層構造
体は、同じくＩＩＩ族窒化物半導体結晶層からなる緩衝
層を介して絶縁性のサファイア（Ａｌ2Ｏ3単結晶）等の
基板上に形成されている。この積層構造体からは、発光
ダイオード（ＬＥＤ）、フォトダイオード（ＰＤ）やレ
ーザーダイオード（ＬＤ）などの光デバイスが製造され
ている（例えば、Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．
Ｐｒｏｃ．，Ｖｏｌ．４６８（１９７７）、４８１〜４
８６頁参照）。
（ＡｌaＧａbＮ：０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、ａ＋ｂ＝
１）等のＩＩＩ族窒化物半導体結晶層を備えた積層構造
体は、同じくＩＩＩ族窒化物半導体結晶層からなる緩衝
層を介して絶縁性のサファイア（Ａｌ2Ｏ3単結晶）等の
基板上に形成されている。この積層構造体からは、発光
ダイオード（ＬＥＤ）、フォトダイオード（ＰＤ）やレ
ーザーダイオード（ＬＤ）などの光デバイスが製造され
ている（例えば、Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．
Ｐｒｏｃ．，Ｖｏｌ．４６８（１９７７）、４８１〜４
８６頁参照）。
【０００３】一方、Ｓｉはダイヤモンド（ｄｉａｍｏｎ
ｄ）結晶型の半導体結晶として周知である。Ｓｉを基板
として光デバイス用途の積層構造体を構成すれば、
（ａ）［０１１］結晶方向の明瞭な劈開を利用して個別
素子（チップ）に裁断できる、（ｂ）半導体レーザー素
子において、劈開により簡便に光共振面を形成できる
等、ウルツ鉱（ｗｕｒｔｚｉｔｅ）結晶型のサファイア
を基板とする場合には得られ難い利点がある。加えて、
導電性のＳｉ単結晶を基板とすれば、都合良くオーミッ
ク電極が形成できるという利点がある（Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ．Ｌｅｔｔ．，３３（２３）（１９９７）、１９８６
〜１９８７頁参照）。
ｄ）結晶型の半導体結晶として周知である。Ｓｉを基板
として光デバイス用途の積層構造体を構成すれば、
（ａ）［０１１］結晶方向の明瞭な劈開を利用して個別
素子（チップ）に裁断できる、（ｂ）半導体レーザー素
子において、劈開により簡便に光共振面を形成できる
等、ウルツ鉱（ｗｕｒｔｚｉｔｅ）結晶型のサファイア
を基板とする場合には得られ難い利点がある。加えて、
導電性のＳｉ単結晶を基板とすれば、都合良くオーミッ
ク電極が形成できるという利点がある（Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ．Ｌｅｔｔ．，３３（２３）（１９９７）、１９８６
〜１９８７頁参照）。
【０００４】このため、最近では、Ｓｉ単結晶を基板と
する積層構造体から短波長発光素子を構成する技術が開
示されている（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７２
（４）（１９９８）、４１５〜４１７頁参照）。活性層
（発光層或いは井戸層）は、短波長可視光を出射するに
都合の良い禁止帯幅を有する、窒化ガリウム・インジウ
ム（ＧａCＩｎ1-CＮ：０≦Ｃ≦１）からもっぱら構成さ
れている（特公昭５５−３８３４号参照）。上・下クラ
ッド層及び活性層から構成される発光部は、高強度の発
光が得られるダブルヘテロ（ＤＨ）接合構造とするのが
一般的である。しかし、Ｓｉ結晶と、発光部の構成要素
である、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）等のＩＩＩ族
窒化物半導体結晶では、１０％を越える大きさの格子の
不整合性が存在する。このため、Ｓｉを基板としてＩＩ
Ｉ族窒化物半導体層からなる積層構造体を構築するにあ
たって、リン化硼素（ＢＰ）結晶から成る緩衝層を介し
てＩＩＩ族窒化物半導体結晶層が積層されている（特開
平２−２７５６８２号公報参照）。従来よりこのＢＰ緩
衝層の成膜に利用される温度は、概して８５０℃から１
１５０℃の高温となっている（特開平２−２８８３７１
号及び特開平２−２８８３８８号各公報参照）。
する積層構造体から短波長発光素子を構成する技術が開
示されている（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７２
（４）（１９９８）、４１５〜４１７頁参照）。活性層
（発光層或いは井戸層）は、短波長可視光を出射するに
都合の良い禁止帯幅を有する、窒化ガリウム・インジウ
ム（ＧａCＩｎ1-CＮ：０≦Ｃ≦１）からもっぱら構成さ
れている（特公昭５５−３８３４号参照）。上・下クラ
ッド層及び活性層から構成される発光部は、高強度の発
光が得られるダブルヘテロ（ＤＨ）接合構造とするのが
一般的である。しかし、Ｓｉ結晶と、発光部の構成要素
である、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）等のＩＩＩ族
窒化物半導体結晶では、１０％を越える大きさの格子の
不整合性が存在する。このため、Ｓｉを基板としてＩＩ
Ｉ族窒化物半導体層からなる積層構造体を構築するにあ
たって、リン化硼素（ＢＰ）結晶から成る緩衝層を介し
てＩＩＩ族窒化物半導体結晶層が積層されている（特開
平２−２７５６８２号公報参照）。従来よりこのＢＰ緩
衝層の成膜に利用される温度は、概して８５０℃から１
１５０℃の高温となっている（特開平２−２８８３７１
号及び特開平２−２８８３８８号各公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｓｉ（格子定
数（ａ）＝５．４３１オングストローム）とＢＰ（ａ＝
４．５３８オングストローム）との格子ミスマッチ度
は、そもそも約１６．５％と大きい（Ｊ．Ｃｒｙｓｔａ
ｌ Ｇｒｏｗｔｈ，１３／１４（１９７２）、３４６〜
３４９頁参照）。このため、従来技術に於いては、Ｓｉ
単結晶表面に直接、高温でＢＰ結晶層の成長を行って
も、四角錐状のＢＰ成長島が散在した不連続なＢＰ結晶
層が得られ（渋澤 直哉、寺嶋 一高、「日本結晶成長
学会誌」、Ｖｏｌ．２４（Ｎｏ．２）（１９９７）、１
５０頁参照）、平坦な連続性のあるＢＰ結晶層が成膜で
きないのが問題となっている。
数（ａ）＝５．４３１オングストローム）とＢＰ（ａ＝
４．５３８オングストローム）との格子ミスマッチ度
は、そもそも約１６．５％と大きい（Ｊ．Ｃｒｙｓｔａ
ｌ Ｇｒｏｗｔｈ，１３／１４（１９７２）、３４６〜
３４９頁参照）。このため、従来技術に於いては、Ｓｉ
単結晶表面に直接、高温でＢＰ結晶層の成長を行って
も、四角錐状のＢＰ成長島が散在した不連続なＢＰ結晶
層が得られ（渋澤 直哉、寺嶋 一高、「日本結晶成長
学会誌」、Ｖｏｌ．２４（Ｎｏ．２）（１９９７）、１
５０頁参照）、平坦な連続性のあるＢＰ結晶層が成膜で
きないのが問題となっている。
【０００６】基板上にＢＰ結晶層を介してＩＩＩ族窒化
物半導体結晶層を成膜する場合、ＢＰ結晶層の不連続性
はそのままＩＩＩ族窒化物半導体結晶層に引き継がれ、
ＩＩＩ族窒化物半導体結晶層は連続性に欠如したものと
なる。連続性に欠けるＩＩＩ族窒化物半導体結晶層から
成る発光部を備えたＬＥＤでは、その不連続性のために
均一なｐｎ接合界面が形成されずに、正常な整流特性が
具現出来ない。従って、良品の素子を製造するために
は、連続性のあるＩＩＩ族窒化物半導体結晶層を与える
連続膜から成る緩衝層を構成することが必要である。
物半導体結晶層を成膜する場合、ＢＰ結晶層の不連続性
はそのままＩＩＩ族窒化物半導体結晶層に引き継がれ、
ＩＩＩ族窒化物半導体結晶層は連続性に欠如したものと
なる。連続性に欠けるＩＩＩ族窒化物半導体結晶層から
成る発光部を備えたＬＥＤでは、その不連続性のために
均一なｐｎ接合界面が形成されずに、正常な整流特性が
具現出来ない。従って、良品の素子を製造するために
は、連続性のあるＩＩＩ族窒化物半導体結晶層を与える
連続膜から成る緩衝層を構成することが必要である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記の課題を
解決すべく鋭意努力検討した結果、本発明に到達した。
即ち、本発明は、［１］Ｓｉ単結晶基板上に、発光部と
して一般式ＡｌaＧａbＩｎcＮqＭ1-q（０≦ａ≦１、０
≦ｂ≦１、０≦ｃ≦１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、Ｍは窒素以外
の第Ｖ族元素を表し、０＜ｑ≦１）で表記される層を含
むＩＩＩ族窒化物半導体光デバイスにおいて、Ｓｉ単結
晶基板と発光部との間に、多結晶Ｓｉから成る障壁層
と、含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶からなる緩衝
層を有することを特徴とするＩＩＩ族窒化物半導体光デ
バイス、［２］障壁層が、非晶質（アモルファス）Ｓｉ
から成ることを特徴とする［１］に記載のＩＩＩ族窒化
物半導体光デバイス、［３］障壁層の層厚が、２ｎｍ以
上で１００ｎｍ以下であることを特徴とする［１］また
は［２］に記載のＩＩＩ族窒化物半導体光デバイス、
［４］緩衝層の発光部側の表層部を、ＢＰ1-QＮQ（０＜
Ｑ＜１）から構成することを特徴とする［１］〜［３］
のいずれか１項に記載のＩＩＩ族窒化物半導体光デバイ
ス、［５］緩衝層の発光部側の表層部を、ＢＡｓ1-RＮR
（０＜Ｒ＜１）から構成することを特徴とする［１］〜
［３］のいずれか１項に記載のＩＩＩ族窒化物半導体光
デバイス、に関する。
解決すべく鋭意努力検討した結果、本発明に到達した。
即ち、本発明は、［１］Ｓｉ単結晶基板上に、発光部と
して一般式ＡｌaＧａbＩｎcＮqＭ1-q（０≦ａ≦１、０
≦ｂ≦１、０≦ｃ≦１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、Ｍは窒素以外
の第Ｖ族元素を表し、０＜ｑ≦１）で表記される層を含
むＩＩＩ族窒化物半導体光デバイスにおいて、Ｓｉ単結
晶基板と発光部との間に、多結晶Ｓｉから成る障壁層
と、含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶からなる緩衝
層を有することを特徴とするＩＩＩ族窒化物半導体光デ
バイス、［２］障壁層が、非晶質（アモルファス）Ｓｉ
から成ることを特徴とする［１］に記載のＩＩＩ族窒化
物半導体光デバイス、［３］障壁層の層厚が、２ｎｍ以
上で１００ｎｍ以下であることを特徴とする［１］また
は［２］に記載のＩＩＩ族窒化物半導体光デバイス、
［４］緩衝層の発光部側の表層部を、ＢＰ1-QＮQ（０＜
Ｑ＜１）から構成することを特徴とする［１］〜［３］
のいずれか１項に記載のＩＩＩ族窒化物半導体光デバイ
ス、［５］緩衝層の発光部側の表層部を、ＢＡｓ1-RＮR
（０＜Ｒ＜１）から構成することを特徴とする［１］〜
［３］のいずれか１項に記載のＩＩＩ族窒化物半導体光
デバイス、に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係わる積層構
造体は、Ｓｉ基板と含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体か
ら成る緩衝層との間に、多結晶Ｓｉから成る障壁層が配
置された構成から成っていることに特徴がある。緩衝層
を構成する含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料の例に
は、単量体のＢＰ、組成式Ｂ6ＰやＢ13Ｐ2で表せる多量
体のＢ αＰβ（一般にα≧６でβ＝１または２）、単量
体或いは多量体の砒化硼素（ＢＡｓ）から構成できる。
また砒化リン化硼素（ＢＡｓ1-XＰX：０＜Ｘ＜１）等の
多元混晶から構成しても支障はない。これらの含硼素緩
衝層は、例えば、トリアルキル（ｔｒｉ−ａｌｋｙｌ）
硼素化合物を硼素源とする一般的な有機金属熱分解気相
成長（ＭＯＣＶＤ）法、分子線エピタキシャル（ＭＢ
Ｅ）法や、三塩化硼素（ＢＣｌ3）、三塩化砒素（Ａｓ
Ｃｌ3）及び三塩化リン（ＰＣｌ3）のハロゲン化物を利
用するハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）ＶＰＥ、若しくはハ
イドライド（ｈｙｄｒｉｄｅ）ＶＰＥ法等の気相成長法
により一般に成膜できる。
造体は、Ｓｉ基板と含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体か
ら成る緩衝層との間に、多結晶Ｓｉから成る障壁層が配
置された構成から成っていることに特徴がある。緩衝層
を構成する含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料の例に
は、単量体のＢＰ、組成式Ｂ6ＰやＢ13Ｐ2で表せる多量
体のＢ αＰβ（一般にα≧６でβ＝１または２）、単量
体或いは多量体の砒化硼素（ＢＡｓ）から構成できる。
また砒化リン化硼素（ＢＡｓ1-XＰX：０＜Ｘ＜１）等の
多元混晶から構成しても支障はない。これらの含硼素緩
衝層は、例えば、トリアルキル（ｔｒｉ−ａｌｋｙｌ）
硼素化合物を硼素源とする一般的な有機金属熱分解気相
成長（ＭＯＣＶＤ）法、分子線エピタキシャル（ＭＢ
Ｅ）法や、三塩化硼素（ＢＣｌ3）、三塩化砒素（Ａｓ
Ｃｌ3）及び三塩化リン（ＰＣｌ3）のハロゲン化物を利
用するハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）ＶＰＥ、若しくはハ
イドライド（ｈｙｄｒｉｄｅ）ＶＰＥ法等の気相成長法
により一般に成膜できる。
【０００９】Ｓｉ基板表面に多結晶Ｓｉ層を存在させる
ことにより、その上に堆積する緩衝層を構成する元素が
Ｓｉ基板の内部へ浸透するのを抑制して、正常に成膜を
進行させる作用が得られる。即ち、多結晶Ｓｉ層は、緩
衝層の構成元素のＳｉ基板内部への拡散を抑制するに有
効な拡散の障壁層と成り得るものである。この様な障壁
作用を有する表面層を介在させずに、その上に緩衝層を
直接、積層した場合にあっては、構成元素のＳｉ基板内
への拡散、浸透を充分に防止するには至らず、緩衝層の
構成元素の基板内への浸透により、成膜時間の増加に略
比例して層厚が増加する正常な堆積が進行しない。
ことにより、その上に堆積する緩衝層を構成する元素が
Ｓｉ基板の内部へ浸透するのを抑制して、正常に成膜を
進行させる作用が得られる。即ち、多結晶Ｓｉ層は、緩
衝層の構成元素のＳｉ基板内部への拡散を抑制するに有
効な拡散の障壁層と成り得るものである。この様な障壁
作用を有する表面層を介在させずに、その上に緩衝層を
直接、積層した場合にあっては、構成元素のＳｉ基板内
への拡散、浸透を充分に防止するには至らず、緩衝層の
構成元素の基板内への浸透により、成膜時間の増加に略
比例して層厚が増加する正常な堆積が進行しない。
【００１０】多結晶Ｓｉ層は、一般的な化学的気相堆積
法（ＣＶＤ）法やスパッタリング法等の物理成膜法を利
用すれば、Ｓｉ基板表面上に成膜できる。障壁層を多結
晶Ｓｉ層から構成するのに好適な層厚は２ナノメータ
（ｎｍ）以上で約１００ｎｍ以下である。形成する多結
晶Ｓｉ層の層厚が２ｎｍ未満と極端に薄い場合は、Ｓｉ
基板表面の全面を充分に被覆するに至らず、このため、
緩衝層とＳｉ基板表面とが直接、接触する余地が与えら
れ、緩衝層の構成元素がＳｉ基板の内部に拡散する不都
合を招く。多結晶Ｓｉから成る障壁層が逆に過度に厚い
と良好な導電性が得られ難くなる。発光部とＳｉ基板の
間に導電性を欠く結晶層を配置するのは、導電性のＳｉ
基板の裏面側にオーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極を敷設す
ることによってＬＥＤ等の光デバイスを簡便に形成する
には支障を来す。
法（ＣＶＤ）法やスパッタリング法等の物理成膜法を利
用すれば、Ｓｉ基板表面上に成膜できる。障壁層を多結
晶Ｓｉ層から構成するのに好適な層厚は２ナノメータ
（ｎｍ）以上で約１００ｎｍ以下である。形成する多結
晶Ｓｉ層の層厚が２ｎｍ未満と極端に薄い場合は、Ｓｉ
基板表面の全面を充分に被覆するに至らず、このため、
緩衝層とＳｉ基板表面とが直接、接触する余地が与えら
れ、緩衝層の構成元素がＳｉ基板の内部に拡散する不都
合を招く。多結晶Ｓｉから成る障壁層が逆に過度に厚い
と良好な導電性が得られ難くなる。発光部とＳｉ基板の
間に導電性を欠く結晶層を配置するのは、導電性のＳｉ
基板の裏面側にオーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極を敷設す
ることによってＬＥＤ等の光デバイスを簡便に形成する
には支障を来す。
【００１１】また本発明では、障壁層を非晶質（ａｍｏ
ｒｐｈｏｕｓ）のＳｉ層から構成することもできる。非
晶質Ｓｉは多結晶Ｓｉと同様に含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体から成る緩衝層を構成する元素の拡散を防止で
きるからである。
ｒｐｈｏｕｓ）のＳｉ層から構成することもできる。非
晶質Ｓｉは多結晶Ｓｉと同様に含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体から成る緩衝層を構成する元素の拡散を防止で
きるからである。
【００１２】非晶質から成る障壁層は、上記の化学的或
いは物理的堆積手段をもって構成できる。非晶質層の好
ましい厚さは概ね、２ｎｍ以上で約１００ｎｍ以下であ
る。
いは物理的堆積手段をもって構成できる。非晶質層の好
ましい厚さは概ね、２ｎｍ以上で約１００ｎｍ以下であ
る。
【００１３】緩衝層上には発光部を積層する。本発明で
は、短波長の可視光を出射するＬＥＤ等の光デバイスを
構成すること意図としていることから、発光部はＩＩＩ
族窒化物半導体結晶層から構成する。この際、緩衝層の
表層部を硼素並びに窒素を構成元素とするＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体結晶から構成すると、主要なＩＩＩ族窒化
物半導体結晶と良好な格子整合性を有する緩衝層を構成
できる。特に、窒化リン化硼素（ＢＰ1-QＮQ：０＜Ｑ＜
１）混晶は、窒素組成比（＝Ｑ）如何に依って３．６１
５〜４．５３８オングストロームの格子定数（ａ）を取
り得るため、立方晶（ｃｕｂｉｃ）の窒化ガリウム（ａ
＝４．５１０オングストローム）、窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）（ａ＝４．３８０オングストローム）及びそ
の混晶である窒化アルミニウム・ガリウム（ａ＝４．３
８０〜４．５１０オングストローム）と格子整合する緩
衝層が構成できる。また、窒化砒化硼素（ＢＡｓ
1-RＮR：０＜Ｒ＜１）の取り得る格子定数の範囲は３．
６１５〜４．７７７オングストロームであるため、窒化
アルミニウム・ガリウム混晶（ＡｌXＧａ1-XＮ：０≦Ｘ
≦１）に加え、インジウム組成比を約０．５７以下とす
る立方晶の窒化ガリウム・インジウム混晶（ＧａYＩｎ
1-YＮ：０≦Ｙ≦０．５７）に格子整合する緩衝層とす
ることができる。
は、短波長の可視光を出射するＬＥＤ等の光デバイスを
構成すること意図としていることから、発光部はＩＩＩ
族窒化物半導体結晶層から構成する。この際、緩衝層の
表層部を硼素並びに窒素を構成元素とするＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体結晶から構成すると、主要なＩＩＩ族窒化
物半導体結晶と良好な格子整合性を有する緩衝層を構成
できる。特に、窒化リン化硼素（ＢＰ1-QＮQ：０＜Ｑ＜
１）混晶は、窒素組成比（＝Ｑ）如何に依って３．６１
５〜４．５３８オングストロームの格子定数（ａ）を取
り得るため、立方晶（ｃｕｂｉｃ）の窒化ガリウム（ａ
＝４．５１０オングストローム）、窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）（ａ＝４．３８０オングストローム）及びそ
の混晶である窒化アルミニウム・ガリウム（ａ＝４．３
８０〜４．５１０オングストローム）と格子整合する緩
衝層が構成できる。また、窒化砒化硼素（ＢＡｓ
1-RＮR：０＜Ｒ＜１）の取り得る格子定数の範囲は３．
６１５〜４．７７７オングストロームであるため、窒化
アルミニウム・ガリウム混晶（ＡｌXＧａ1-XＮ：０≦Ｘ
≦１）に加え、インジウム組成比を約０．５７以下とす
る立方晶の窒化ガリウム・インジウム混晶（ＧａYＩｎ
1-YＮ：０≦Ｙ≦０．５７）に格子整合する緩衝層とす
ることができる。
【００１４】表面層を窒化リン化硼素（ＢＰ1-QＮQ：０
＜Ｑ＜１）或いは窒化砒化硼素（ＢＡｓ1-RＮR：０＜Ｒ
＜１）とする緩衝層は、緩衝層の構成材料である含硼素
ＩＩＩ族窒化物半導体層の表面に例えば、ＢＰ1-QＮQ或
いはＢＡｓ1-RＮR層を重層して構成できる。また、含硼
素ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層に窒素イオンを注入する
イオン注入法を利用しても、ＢＰ1-QＮQ層或いはＢＡｓ
1-RＮR層を形成出来る。特に、緩衝層をＢＰから構成す
れば、ＢＰ緩衝層の堆積時に経時的に堆積反応系に供給
するリン源と窒素源の供給比率に変化を与える堆積操作
により、表面部をＢＰ1-QＮQと成す緩衝層が構成出来
る。同様に、ＢＡｓから緩衝層を構成すれば、砒素源と
窒素源との供給比率に適宣、経時的な変化を与えれば表
面層をＢＡｓ1-RＮRとする緩衝層が簡便に構成できる。
表面層をＢＰ1-QＮQ或いはＢＡｓ1- RＮRとするための窒
素組成比（ＱまたはＲ）の勾配は、リン源或いは砒素源
に対する窒素源の経時的な供給比率を直線的、曲線的、
若しくは段階的に変化させれば付与できる。
＜Ｑ＜１）或いは窒化砒化硼素（ＢＡｓ1-RＮR：０＜Ｒ
＜１）とする緩衝層は、緩衝層の構成材料である含硼素
ＩＩＩ族窒化物半導体層の表面に例えば、ＢＰ1-QＮQ或
いはＢＡｓ1-RＮR層を重層して構成できる。また、含硼
素ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層に窒素イオンを注入する
イオン注入法を利用しても、ＢＰ1-QＮQ層或いはＢＡｓ
1-RＮR層を形成出来る。特に、緩衝層をＢＰから構成す
れば、ＢＰ緩衝層の堆積時に経時的に堆積反応系に供給
するリン源と窒素源の供給比率に変化を与える堆積操作
により、表面部をＢＰ1-QＮQと成す緩衝層が構成出来
る。同様に、ＢＡｓから緩衝層を構成すれば、砒素源と
窒素源との供給比率に適宣、経時的な変化を与えれば表
面層をＢＡｓ1-RＮRとする緩衝層が簡便に構成できる。
表面層をＢＰ1-QＮQ或いはＢＡｓ1- RＮRとするための窒
素組成比（ＱまたはＲ）の勾配は、リン源或いは砒素源
に対する窒素源の経時的な供給比率を直線的、曲線的、
若しくは段階的に変化させれば付与できる。
【００１５】表面層をＢＰ1-QＮQ或いはＢＡｓ1-RＮRと
する緩衝層は例えば、トリメチル硼素（（ＣＨ3）
3Ｂ）、ホスフィン（ＰＨ3）、アンモニア（ＮＨ3）或
いはジメチルヒドラジン等を原料とするＭＯＣＶＤ法や
ＶＰＥ法等の気相成長法により形成できる。緩衝層の全
体の層厚には特段の規定はないが、窒素組成比に勾配を
付して表面層を窒化物層とするに際しては、組成の変化
率を精緻かつ安定して制御するのが肝要であることから
すれば、表面層の層厚は約５０ｎｍ以上とするのが望ま
しい。一例として、厚さ２μｍのＢＰ層上に、窒素組成
比が０からＱとなるように勾配を付した厚さ０．４μｍ
の層を形成し、更に窒素組成比がＱである厚さ０．１μ
ｍのＢＰ1-QＮQ層とから成る、合計の層厚を２．５μｍ
とする緩衝層が挙げられる。
する緩衝層は例えば、トリメチル硼素（（ＣＨ3）
3Ｂ）、ホスフィン（ＰＨ3）、アンモニア（ＮＨ3）或
いはジメチルヒドラジン等を原料とするＭＯＣＶＤ法や
ＶＰＥ法等の気相成長法により形成できる。緩衝層の全
体の層厚には特段の規定はないが、窒素組成比に勾配を
付して表面層を窒化物層とするに際しては、組成の変化
率を精緻かつ安定して制御するのが肝要であることから
すれば、表面層の層厚は約５０ｎｍ以上とするのが望ま
しい。一例として、厚さ２μｍのＢＰ層上に、窒素組成
比が０からＱとなるように勾配を付した厚さ０．４μｍ
の層を形成し、更に窒素組成比がＱである厚さ０．１μ
ｍのＢＰ1-QＮQ層とから成る、合計の層厚を２．５μｍ
とする緩衝層が挙げられる。
【００１６】本発明に係わる発光素子は、含硼素ＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体から成る緩衝層上に設けた発光部を
備えた積層構造体に電極を形成すれば構成できる。正・
負オーミック電極の何れか一方は、導電性のＳｉ単結晶
を基板とすれば、その裏面側に電極を敷設できて利便で
ある。Ｓｉについてのオーミック電極材料としては、ア
ルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム・アンチモン（Ａｌ
・Ｓｂ）合金、金（Ａｕ）などが知られている。一方の
オーミック電極は、発光部を構成する上部クラッド層若
しくは積層構造体の最表層を成すコンタクト（ｃｏｎｔ
ａｃｔ）層上に形成出来る。
−Ｖ族化合物半導体から成る緩衝層上に設けた発光部を
備えた積層構造体に電極を形成すれば構成できる。正・
負オーミック電極の何れか一方は、導電性のＳｉ単結晶
を基板とすれば、その裏面側に電極を敷設できて利便で
ある。Ｓｉについてのオーミック電極材料としては、ア
ルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム・アンチモン（Ａｌ
・Ｓｂ）合金、金（Ａｕ）などが知られている。一方の
オーミック電極は、発光部を構成する上部クラッド層若
しくは積層構造体の最表層を成すコンタクト（ｃｏｎｔ
ａｃｔ）層上に形成出来る。
【００１７】
【実施例】（実施例１）以下、Ｓｉ単結晶基板上に多結
晶Ｓｉ層を形成し、その上に単量体のＢＰを主体とする
緩衝層を備えた積層構造体からＬＥＤを構成する場合を
例にして本発明を具体的に説明する。
晶Ｓｉ層を形成し、その上に単量体のＢＰを主体とする
緩衝層を備えた積層構造体からＬＥＤを構成する場合を
例にして本発明を具体的に説明する。
【００１８】図１は本実施例に係わるＬＥＤ１０の概略
の構成を示す断面模式図である。短波長可視ＬＥＤ１０
は、Ｓｉ単結晶を基板１０１とする積層構造体２０を母
体材料として構成されている。
の構成を示す断面模式図である。短波長可視ＬＥＤ１０
は、Ｓｉ単結晶を基板１０１とする積層構造体２０を母
体材料として構成されている。
【００１９】アンチモン（Ｓｂ）をドーピングしたｎ形
の｛００１｝−Ｓｉ基板１０１の表面には、層厚を約
０．１μｍとする多結晶Ｓｉ層１０１ａが形成されてい
る。多結晶Ｓｉ層１０１ａは、モノシラン（ＳｉＨ4）
を原料とする一般的なプラズマＣＶＤ法により形成し
た。多結晶Ｓｉ層１０１ａの成膜時には、Ｓｉ基板１０
１の温度を約５５０℃に保持した。
の｛００１｝−Ｓｉ基板１０１の表面には、層厚を約
０．１μｍとする多結晶Ｓｉ層１０１ａが形成されてい
る。多結晶Ｓｉ層１０１ａは、モノシラン（ＳｉＨ4）
を原料とする一般的なプラズマＣＶＤ法により形成し
た。多結晶Ｓｉ層１０１ａの成膜時には、Ｓｉ基板１０
１の温度を約５５０℃に保持した。
【００２０】温度を１０３０℃に維持しながら、多結晶
Ｓｉ層１０１ａ上に、ハロゲンＶＰＥ法を利用して、単
量体のＢＰを主体とし、層厚を３μｍとするＢＰ緩衝層
１０２を積層した。
Ｓｉ層１０１ａ上に、ハロゲンＶＰＥ法を利用して、単
量体のＢＰを主体とし、層厚を３μｍとするＢＰ緩衝層
１０２を積層した。
【００２１】ｎ形のアンドープＢＰ緩衝層１０２の成膜
を終了した後、Ｓｉ基板１０１の温度を８９０℃に低下
させた。緩衝層１０２の表面上にＩＩＩ族窒化物半導体
層を積層するに先立ち、同緩衝層１０２の表面をアンモ
ニア（ＮＨ３）−窒素（Ｎ２）混合気流中に５分間さら
した。これより、その表面部１０２ａを窒素組成比を３
％とするＢＰ0.97Ｎ0.03層１０２ａに変換した。ＢＰ
0.97Ｎ0.03層１０２ａの厚さは約０．１μｍとなった。
を終了した後、Ｓｉ基板１０１の温度を８９０℃に低下
させた。緩衝層１０２の表面上にＩＩＩ族窒化物半導体
層を積層するに先立ち、同緩衝層１０２の表面をアンモ
ニア（ＮＨ３）−窒素（Ｎ２）混合気流中に５分間さら
した。これより、その表面部１０２ａを窒素組成比を３
％とするＢＰ0.97Ｎ0.03層１０２ａに変換した。ＢＰ
0.97Ｎ0.03層１０２ａの厚さは約０．１μｍとなった。
【００２２】次に、８９０℃でＢＰ0.97Ｎ0.03層１０２
ａの表面上に、ジメチルヒドラジン窒素源として、ま
た、ジシラン（５体積ｐｐｍ）−水素混合ガスを珪素
（Ｓｉ）のドーピング源として、Ｓｉドープｎ形窒化ガ
リウム層を下部クラッド層１０３として積層した。立方
晶のＧａＮを主体として成る下部クラッド層１０３の層
厚は３μｍとし、キャリア濃度は約２×１０18ｃｍ-3と
した。下部クラッド層１０３上には、平均的なインジウ
ム組成比を約０．１２とする、インジウム組成比（濃
度）を相違する複数の相（ｐｈａｓｅ）から成る多相構
造のｎ形Ｇａ0.88Ｉｎ 0.12Ｎ発光層１０４を積層した。
発光層１０４上には、アルミニウム組成比を０．２０か
ら表面に向けて０と勾配させたマグネシウム（Ｍｇ）ド
ープｐ形窒化アルミニウム・ガリウム混晶（ＡｌXＧａ
1-XＮ：Ｘ＝０．２０〜０）から成る上部クラッド層１
０５を積層させた。以上の、ｎ形並びにｐ形クラッド層
１０３，１０４及び発光層１０４からｐｎ接合型のダブ
ルヘテロ（ＤＨ）構造の発光部１０６を構成した。
ａの表面上に、ジメチルヒドラジン窒素源として、ま
た、ジシラン（５体積ｐｐｍ）−水素混合ガスを珪素
（Ｓｉ）のドーピング源として、Ｓｉドープｎ形窒化ガ
リウム層を下部クラッド層１０３として積層した。立方
晶のＧａＮを主体として成る下部クラッド層１０３の層
厚は３μｍとし、キャリア濃度は約２×１０18ｃｍ-3と
した。下部クラッド層１０３上には、平均的なインジウ
ム組成比を約０．１２とする、インジウム組成比（濃
度）を相違する複数の相（ｐｈａｓｅ）から成る多相構
造のｎ形Ｇａ0.88Ｉｎ 0.12Ｎ発光層１０４を積層した。
発光層１０４上には、アルミニウム組成比を０．２０か
ら表面に向けて０と勾配させたマグネシウム（Ｍｇ）ド
ープｐ形窒化アルミニウム・ガリウム混晶（ＡｌXＧａ
1-XＮ：Ｘ＝０．２０〜０）から成る上部クラッド層１
０５を積層させた。以上の、ｎ形並びにｐ形クラッド層
１０３，１０４及び発光層１０４からｐｎ接合型のダブ
ルヘテロ（ＤＨ）構造の発光部１０６を構成した。
【００２３】ｎ形Ｓｉ基板１０１の裏面側には、アルミ
ニウム・アンチモン（Ａｌ・Ｓｂ）合金から成るｎ形オ
ーミック電極１０７を配置し、上部クラッド層１０５上
には、金（Ａｕ）から成るｐ形オーミック電極１０８を
形成した。スクライブ法を利用して［１１０］結晶方位
に沿って劈開して個別のチップとし、ＩＩＩ族窒化物半
導体ＬＥＤ１０を構成した。双方のオーミック電極１０
７、１０８間の電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性は正常なｐｎ
接合構成に基づく良好な整流性が得られた。順方向電圧
は約３Ｖ（＠２０ｍＡ）で、逆方向電圧は１５Ｖ（＠１
０μＡ）を越えるものとなった。順方向に２０ｍＡの動
作電流を流して、ＬＥＤ１０を発光させた。ＬＥＤ１０
からは、発光中心波長を約４６０ｎｍとし、半値幅を約
２１ｎｍとするスペクトルを有する青色光が出射され
た。一般的な積分球を利用して測定されるチップ状態で
の発光強度は約１４マイクロワット（μＷ）となり、高
強度のＩＩＩ族窒化物半導体光デバイスが提供された。
ニウム・アンチモン（Ａｌ・Ｓｂ）合金から成るｎ形オ
ーミック電極１０７を配置し、上部クラッド層１０５上
には、金（Ａｕ）から成るｐ形オーミック電極１０８を
形成した。スクライブ法を利用して［１１０］結晶方位
に沿って劈開して個別のチップとし、ＩＩＩ族窒化物半
導体ＬＥＤ１０を構成した。双方のオーミック電極１０
７、１０８間の電流−電圧（Ｉ−Ｖ）特性は正常なｐｎ
接合構成に基づく良好な整流性が得られた。順方向電圧
は約３Ｖ（＠２０ｍＡ）で、逆方向電圧は１５Ｖ（＠１
０μＡ）を越えるものとなった。順方向に２０ｍＡの動
作電流を流して、ＬＥＤ１０を発光させた。ＬＥＤ１０
からは、発光中心波長を約４６０ｎｍとし、半値幅を約
２１ｎｍとするスペクトルを有する青色光が出射され
た。一般的な積分球を利用して測定されるチップ状態で
の発光強度は約１４マイクロワット（μＷ）となり、高
強度のＩＩＩ族窒化物半導体光デバイスが提供された。
【００２４】（実施例２）ＭＯＣＶＤ法で形成したＢＡ
ｓ緩衝層を備えた積層構造体４０から図２に示すＬＥＤ
３０を構成する場合を例にして、本発明の内容を具体的
に説明する。
ｓ緩衝層を備えた積層構造体４０から図２に示すＬＥＤ
３０を構成する場合を例にして、本発明の内容を具体的
に説明する。
【００２５】本実施例では、リン（Ｐ）ドープｎ形｛１
１１｝−Ｓｉ単結晶を基板２０１とした。基板２０１の
表層部２０１ａは、非晶質Ｓｉを主体とする層を形成し
た。非晶質Ｓｉ層２０１ａは、一般的な高周波アルゴン
（Ａｒ）スパッタリング法により二酸化珪素ターゲット
材を利用して形成した。形成時には、Ｓｉ基板２０１の
温度を約２５０℃に維持した。スパッタリング時の圧力
は約１×１０-3トール（Ｔｏｒｒ）とした。アルゴンス
パッタリングガスの流量は毎分約１ｃｃとした。非晶質
Ｓｉ層２０１ａの厚さは約２０ｎｍとなった。
１１｝−Ｓｉ単結晶を基板２０１とした。基板２０１の
表層部２０１ａは、非晶質Ｓｉを主体とする層を形成し
た。非晶質Ｓｉ層２０１ａは、一般的な高周波アルゴン
（Ａｒ）スパッタリング法により二酸化珪素ターゲット
材を利用して形成した。形成時には、Ｓｉ基板２０１の
温度を約２５０℃に維持した。スパッタリング時の圧力
は約１×１０-3トール（Ｔｏｒｒ）とした。アルゴンス
パッタリングガスの流量は毎分約１ｃｃとした。非晶質
Ｓｉ層２０１ａの厚さは約２０ｎｍとなった。
【００２６】２０１ａ上には、８５０℃に於いて先ず、
Ｓｉドープｎ形ＢＡｓ層２０２ａ、Ｓｉドープｎ形ＢＡ
ｓ0.12Ｎ0.88２０２ｂ、及びＳｉドープｎ形ＢＡｓ0.23
Ｎ0. 77２０２ｃを順次、積層させて緩衝層２０２を構成
した。緩衝層２０２を構成する各結晶層２０２ａ〜２０
２ｃは、Ｓｉ単結晶基板表面から剥離することのない連
続膜となった。また、断面ＴＥＭ法に依る分析に依れ
ば、表面層をＢＡｓ0.23Ｎ0.77２０２ｃとする緩衝層２
０２の成膜を終了した時点で、Ｓｉ基板２０１の表層部
２０１ａの非晶質Ｓｉの大部分は多結晶のＳｉに変換さ
れていた。
Ｓｉドープｎ形ＢＡｓ層２０２ａ、Ｓｉドープｎ形ＢＡ
ｓ0.12Ｎ0.88２０２ｂ、及びＳｉドープｎ形ＢＡｓ0.23
Ｎ0. 77２０２ｃを順次、積層させて緩衝層２０２を構成
した。緩衝層２０２を構成する各結晶層２０２ａ〜２０
２ｃは、Ｓｉ単結晶基板表面から剥離することのない連
続膜となった。また、断面ＴＥＭ法に依る分析に依れ
ば、表面層をＢＡｓ0.23Ｎ0.77２０２ｃとする緩衝層２
０２の成膜を終了した時点で、Ｓｉ基板２０１の表層部
２０１ａの非晶質Ｓｉの大部分は多結晶のＳｉに変換さ
れていた。
【００２７】立方晶のＧａＮの｛１００｝結晶面の面間
隔或いは六方晶ＧａＮのａ軸の格子定数に合致する面間
隔を有するＢＡｓ0.23Ｎ0.77層２０２ｃ上には、Ｓｉド
ープＧａＮ（層厚＝３μｍ、キャリア濃度＝２×１０18
ｃｍ-3）から成る下部クラッド層２０３を積層した。下
部クラッド層２０３を構成するＧａＮ層は、格子の整合
性に優れるＢＡｓ0.23Ｎ0.77層２０２ｃ上に積層されて
いるため、格子のミスフィット（ｍｉｓｆｉｔ）に起因
する転位の少ない良好な結晶性を有することが断面ＴＥ
Ｍ法により観察された。下部クラッド層２０３上には、
アンドープでｎ形の窒化ガリウム・インジウム（Ｇａ
0.9Ｉｎ0.1Ｎ）から成る層厚が約６ｎｍの井戸層２０４
ａと、アンドープでｎ形の窒化ガリウムから成る層厚が
約２５ｎｍの障壁層２０４ｂとを重層させた積層系を２
周期分積層させた後、井戸層２０４ａを重層させて多重
量子井戸構造から成る発光層２０４を構成した。
隔或いは六方晶ＧａＮのａ軸の格子定数に合致する面間
隔を有するＢＡｓ0.23Ｎ0.77層２０２ｃ上には、Ｓｉド
ープＧａＮ（層厚＝３μｍ、キャリア濃度＝２×１０18
ｃｍ-3）から成る下部クラッド層２０３を積層した。下
部クラッド層２０３を構成するＧａＮ層は、格子の整合
性に優れるＢＡｓ0.23Ｎ0.77層２０２ｃ上に積層されて
いるため、格子のミスフィット（ｍｉｓｆｉｔ）に起因
する転位の少ない良好な結晶性を有することが断面ＴＥ
Ｍ法により観察された。下部クラッド層２０３上には、
アンドープでｎ形の窒化ガリウム・インジウム（Ｇａ
0.9Ｉｎ0.1Ｎ）から成る層厚が約６ｎｍの井戸層２０４
ａと、アンドープでｎ形の窒化ガリウムから成る層厚が
約２５ｎｍの障壁層２０４ｂとを重層させた積層系を２
周期分積層させた後、井戸層２０４ａを重層させて多重
量子井戸構造から成る発光層２０４を構成した。
【００２８】発光層２０４上には、層厚を約３０ｎｍと
するアンドープのＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層を上部クラッド
層２０５として積層した。上・下クラッド層２０３、２
０５及び発光層２０４からｐｎ接合型のＤＨ構造の発光
部２０６を構成した。上部クラッド層２０５上には、ア
ルミニウム組成比（＝Ｘ）を０．１５から０に減じたＭ
ｇドープのｐ形ＡｌXＧａ1-XＮ組成勾配層（Ｘ＝０．１
５〜０）２０９を積層して、ＬＥＤ用途の積層構造体４
０を形成した。ｐ形ＡｌXＧａ1-XＮ層（Ｘ＝０．１５〜
０）２０９の層厚は約０．１μｍとし、表面近傍でのキ
ャリア濃度は約６×１０17ｃｍ-3とした。
するアンドープのＡｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層を上部クラッド
層２０５として積層した。上・下クラッド層２０３、２
０５及び発光層２０４からｐｎ接合型のＤＨ構造の発光
部２０６を構成した。上部クラッド層２０５上には、ア
ルミニウム組成比（＝Ｘ）を０．１５から０に減じたＭ
ｇドープのｐ形ＡｌXＧａ1-XＮ組成勾配層（Ｘ＝０．１
５〜０）２０９を積層して、ＬＥＤ用途の積層構造体４
０を形成した。ｐ形ＡｌXＧａ1-XＮ層（Ｘ＝０．１５〜
０）２０９の層厚は約０．１μｍとし、表面近傍でのキ
ャリア濃度は約６×１０17ｃｍ-3とした。
【００２９】Ｓｉ基板２０１の裏面側及び積層構造体４
０の表面にオーミック電極２０７、２０８を形成してＬ
ＥＤ３０を構成した。良好なｐｎ接合特性に基づく正常
な整流特性が顕現されたのに加え、順方向に２０ｍＡの
電流を通流した際に、このＬＥＤからは、中心波長を約
４８０ｎｍとする青（青緑）色光が発せられた。発光ス
ペクトルの半値幅は約１５ｎｍと実施例１のＬＥＤに比
較し更に狭帯化された。また、一般的な積分球を使用し
て測定される発光強度は約１６μＷであり、高強度のＩ
ＩＩ族窒化物半導体光デバイスが提供された。
０の表面にオーミック電極２０７、２０８を形成してＬ
ＥＤ３０を構成した。良好なｐｎ接合特性に基づく正常
な整流特性が顕現されたのに加え、順方向に２０ｍＡの
電流を通流した際に、このＬＥＤからは、中心波長を約
４８０ｎｍとする青（青緑）色光が発せられた。発光ス
ペクトルの半値幅は約１５ｎｍと実施例１のＬＥＤに比
較し更に狭帯化された。また、一般的な積分球を使用し
て測定される発光強度は約１６μＷであり、高強度のＩ
ＩＩ族窒化物半導体光デバイスが提供された。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、Ｓｉ基板上に連続性の
ある緩衝層、発光層が形成でき、良好な整流特性で高発
光強度のＩＩＩ族窒化物半導体光デバイスが提供でき
る。
ある緩衝層、発光層が形成でき、良好な整流特性で高発
光強度のＩＩＩ族窒化物半導体光デバイスが提供でき
る。
【図１】実施例１に記載の本発明のＩＩＩ族窒化物半導
体光デバイス（ＬＥＤ）の一例を示す断面図である。
体光デバイス（ＬＥＤ）の一例を示す断面図である。
【図２】実施例２に記載の本発明のＩＩＩ族窒化物半導
体光デバイス（ＬＥＤ）の一例を示す断面図である。
体光デバイス（ＬＥＤ）の一例を示す断面図である。
１０ 光デバイス（ＬＥＤ） ２０ 積層構造体 ３０ ＬＥＤ ４０ 積層構造体 １０１ Ｓｉ単結晶基板 １０１ａ 多結晶Ｓｉ層 １０２ 含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体緩衝層 １０２ａ 緩衝層表面部 １０３ 下部クラッド層 １０４ 発光層 １０５ 上部クラッド層 １０６ 発光部 １０７ ｎ形オーミック電極 １０８ ｐ形オーミック電極 ２０１ Ｓｉ単結晶基板 ２０１ａ 非晶質Ｓｉ層 ２０２ 含硼素ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体緩衝層 ２０２ａ 緩衝層構成層 ２０２ｂ 緩衝層構成層 ２０２ｃ 緩衝層構成層 ２０３ 下部クラッド層 ２０４ 発光層 ２０４ａ 井戸層 ２０４ｂ 障壁層 ２０５ 上部クラッド層 ２０６ 発光部 ２０７ ｎ形オーミック電極 ２０８ ｐ形オーミック電極 ２０９ ＡｌＧａＮ組成勾配層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F041 AA04 AA40 CA04 CA05 CA23 CA25 CA34 CA40 CA49 CA57 CA65 CA76 CA83 CA87 5F073 CA07 CB04 CB07 DA04 DA05 DA16 5F103 AA08 BB22 DD16 GG03 HH03 KK01 KK10 LL01 LL02 LL03 LL16 LL17 NN01 NN04 NN05 PP14 PP15 RR10
Claims (5)
- 【請求項１】Ｓｉ単結晶基板上に、発光部として一般式
ＡｌaＧａbＩｎcＮqＭ1- q（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、
０≦ｃ≦１、ａ＋ｂ＋ｃ＝１、Ｍは窒素以外の第Ｖ族元
素を表し、０＜ｑ≦１）で表記される層を含むＩＩＩ族
窒化物半導体光デバイスにおいて、Ｓｉ単結晶基板と発
光部との間に、多結晶Ｓｉから成る障壁層と、含硼素Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶からなる緩衝層を有するこ
とを特徴とするＩＩＩ族窒化物半導体光デバイス。 - 【請求項２】障壁層が、非晶質（アモルファス）Ｓｉか
ら成ることを特徴とする請求項１に記載のＩＩＩ族窒化
物半導体光デバイス。 - 【請求項３】障壁層の層厚が、２ｎｍ以上で１００ｎｍ
以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の
ＩＩＩ族窒化物半導体光デバイス。 - 【請求項４】緩衝層の発光部側の表層部を、ＢＰ1-QＮQ
（０＜Ｑ＜１）から構成することを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１項に記載のＩＩＩ族窒化物半導体光デ
バイス。 - 【請求項５】緩衝層の発光部側の表層部を、ＢＡｓ1-R
ＮR（０＜Ｒ＜１）から構成することを特徴とする請求
項１〜３のいずれか１項に記載のＩＩＩ族窒化物半導体
光デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17639999A JP4329166B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | Ｉｉｉ族窒化物半導体光デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17639999A JP4329166B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | Ｉｉｉ族窒化物半導体光デバイス |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001007396A true JP2001007396A (ja) | 2001-01-12 |
| JP2001007396A5 JP2001007396A5 (ja) | 2006-01-12 |
| JP4329166B2 JP4329166B2 (ja) | 2009-09-09 |
Family
ID=16013001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17639999A Expired - Fee Related JP4329166B2 (ja) | 1999-06-23 | 1999-06-23 | Ｉｉｉ族窒化物半導体光デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4329166B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003081695A (ja) * | 2001-09-06 | 2003-03-19 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ＳｉＣ半導体とＳｉＣエピタキシャル成長方法 |
| EP1424409A1 (en) * | 2001-09-06 | 2004-06-02 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Semiconductor wafer and its manufacturing method |
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