JP2001345479A - Ｍｉｓ形構造発光素子 - Google Patents
Ｍｉｓ形構造発光素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光効率が高いＭＩＳ形構造素子を簡単に製
作できる。 【解決手段】 シリコン、石英などの透明基板３１上に
単結晶の窒化ガリウム又は窒化インジウムガリウムの導
電層３２を気相成長させ、その上に単結晶のＩｎ (1-x)
Ｇａ(x) Ｎ（ｘ＝０を含む）の半導体の発光層３３を気
相成長させ、更に単結晶のＡｌＮの絶縁層３４を気相成
長させ、その上に電極３５を形成し、導電層３２に電極
３６を形成する。絶縁層３４として良質の単結晶の薄い
層を容易に作ることができ、発光効率が良く低電圧駆動
が可能となる。
作できる。 【解決手段】 シリコン、石英などの透明基板３１上に
単結晶の窒化ガリウム又は窒化インジウムガリウムの導
電層３２を気相成長させ、その上に単結晶のＩｎ (1-x)
Ｇａ(x) Ｎ（ｘ＝０を含む）の半導体の発光層３３を気
相成長させ、更に単結晶のＡｌＮの絶縁層３４を気相成
長させ、その上に電極３５を形成し、導電層３２に電極
３６を形成する。絶縁層３４として良質の単結晶の薄い
層を容易に作ることができ、発光効率が良く低電圧駆動
が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は窒化物半導体の発
光層−絶縁層−金属層、つまりＭＩＳ形構造を有する単
色やフルカラーを発光する発光素子に関する。
光層−絶縁層−金属層、つまりＭＩＳ形構造を有する単
色やフルカラーを発光する発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の窒化物半導体による発光素子は、
窒化ガリウム及び窒化インジウムガリウム、窒化アルミ
ニウムガリウムなどの結晶に、シリコンやマグネシウム
などの不純物を添加することにより、それぞれｎ形、ｐ
形の結晶とし、これらｐ形、ｎ形の結晶を接合させるこ
とにより短波長の光を発光する発光素子を製作してい
た。
窒化ガリウム及び窒化インジウムガリウム、窒化アルミ
ニウムガリウムなどの結晶に、シリコンやマグネシウム
などの不純物を添加することにより、それぞれｎ形、ｐ
形の結晶とし、これらｐ形、ｎ形の結晶を接合させるこ
とにより短波長の光を発光する発光素子を製作してい
た。
【０００３】通常この発光素子の製作はＭＯＶＰＥ法
（有機金属気相成長法）により行われていた。この方法
により低抵抗のｐ形層を作ることが困難であるため、製
作後に温度を上げてアニールをすることによりｐ形層の
抵抗を低下していた。しかしこのアニール工程によっ
て、発光素子の発光層（窒化インジウムガリウム）が変
質してしまうおそれがあるため、ｐ形層の抵抗値の制御
が難かしく、発光素子を効率よく作ることが難かしかっ
た。
（有機金属気相成長法）により行われていた。この方法
により低抵抗のｐ形層を作ることが困難であるため、製
作後に温度を上げてアニールをすることによりｐ形層の
抵抗を低下していた。しかしこのアニール工程によっ
て、発光素子の発光層（窒化インジウムガリウム）が変
質してしまうおそれがあるため、ｐ形層の抵抗値の制御
が難かしく、発光素子を効率よく作ることが難かしかっ
た。
【０００４】一方、従来においてＭＩＳ形構造発光素子
も提案されていた。即ち図４に示すように、サファイア
基板１１上（図では下側）に窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）のバッファ層１２が形成され、バッファ層１２上に
ｎプラス窒化ガリウム（ｎ+ ＧａＮ）の導体層１３が形
成され、導体層１３上にｎ形窒化ガリウム（ｎＧａＮ）
の半導体層よりなる発光層１４が形成され、発光層１４
上にＺｎをドープ（添加）した窒化ガリウム（ｉＧａＮ
（Ｚｎ））の絶縁層１５が形成され、その絶縁層１５上
に電極１６が形成され、また発光層１４及び絶縁層１５
を貫通して導体層１３と接触した電極１７が設けられ、
電極１６，１７はハンダ１８，１９によりリードフレー
ム２１，２２の各一端部に固着され、リードフレーム２
１，２２の他端が端子として外部に導出されて全体がパ
ッケージ２３内に収容されている。
も提案されていた。即ち図４に示すように、サファイア
基板１１上（図では下側）に窒化アルミニウム（Ａｌ
Ｎ）のバッファ層１２が形成され、バッファ層１２上に
ｎプラス窒化ガリウム（ｎ+ ＧａＮ）の導体層１３が形
成され、導体層１３上にｎ形窒化ガリウム（ｎＧａＮ）
の半導体層よりなる発光層１４が形成され、発光層１４
上にＺｎをドープ（添加）した窒化ガリウム（ｉＧａＮ
（Ｚｎ））の絶縁層１５が形成され、その絶縁層１５上
に電極１６が形成され、また発光層１４及び絶縁層１５
を貫通して導体層１３と接触した電極１７が設けられ、
電極１６，１７はハンダ１８，１９によりリードフレー
ム２１，２２の各一端部に固着され、リードフレーム２
１，２２の他端が端子として外部に導出されて全体がパ
ッケージ２３内に収容されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図４に示したＭＩＳ形
構造発光素子によれば、ｐ，ｎ接合による発光をさせる
ものでないため、つまりＭｇのドーピングによるｐ形層
を作る必要がなく、アニールによる低抵抗化の必要もな
く、製造が比較的簡単である。しかし窒化ガリウム層に
対し、Ｚｎをドーピングし絶縁層１５を形成しているた
め、可成りの量のＺｎをドーピングする必要があり、窒
化ガリウムの結晶構造が、小さな結晶粒子の集まりにな
り、そこに多くの欠陥や粒界が生じて発光効率が悪い欠
点がある。
構造発光素子によれば、ｐ，ｎ接合による発光をさせる
ものでないため、つまりＭｇのドーピングによるｐ形層
を作る必要がなく、アニールによる低抵抗化の必要もな
く、製造が比較的簡単である。しかし窒化ガリウム層に
対し、Ｚｎをドーピングし絶縁層１５を形成しているた
め、可成りの量のＺｎをドーピングする必要があり、窒
化ガリウムの結晶構造が、小さな結晶粒子の集まりにな
り、そこに多くの欠陥や粒界が生じて発光効率が悪い欠
点がある。
【０００６】このＺｎドープ窒化ガリウムの絶縁層１５
の代りに、ＳｉＯ2 膜やＳｉ3 Ｎ4膜を用いると、これ
らＳｉＯ2 膜やＳｉ3 Ｎ4 膜は多結晶膜になり、多くの
粒界ができ、粒界での損失が生じ、これらの膜を用いる
こともできない。つまりＭＩＳ形構造の発光素子では電
流が絶縁層１５を通過して流れるため、絶縁層１５に電
子の注入を妨げる粒界や欠陥が多く存在すると、発光効
率に直接影響を与えることになる。
の代りに、ＳｉＯ2 膜やＳｉ3 Ｎ4膜を用いると、これ
らＳｉＯ2 膜やＳｉ3 Ｎ4 膜は多結晶膜になり、多くの
粒界ができ、粒界での損失が生じ、これらの膜を用いる
こともできない。つまりＭＩＳ形構造の発光素子では電
流が絶縁層１５を通過して流れるため、絶縁層１５に電
子の注入を妨げる粒界や欠陥が多く存在すると、発光効
率に直接影響を与えることになる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明によれば窒化物
半導体の発光層−絶縁層−金属層からなるＭＩＳ形構造
発光素子において、絶縁層は気相成長単結晶層で構成さ
れている。この気相成長単結晶層は単結晶窒化アルミニ
ウムであることが好ましい。
半導体の発光層−絶縁層−金属層からなるＭＩＳ形構造
発光素子において、絶縁層は気相成長単結晶層で構成さ
れている。この気相成長単結晶層は単結晶窒化アルミニ
ウムであることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１にこの発明の実施例を示す。
シリコン、石英、ガラス、アルミナ、サファイアなどの
好ましくは透明材単結晶の基板３１上に、窒化ガリウム
又は窒化インジウムの気相成長により導電層３２が形成
され、その導電層３２上に、窒化インジウム又は窒化イ
ンジウムガリウム、あるいは窒化ガリウムの気相成長に
より半導体の発光層３３が形成される。つまり発光層３
３の組成は一般にはＩｎ(1-x)Ｇａ(x) Ｎ（ｘ＝０を含
む）である。発光層３３は主として発光色を得るための
層３３ｂを、発光効率を上げるための組成又は不純物濃
度が少し異なる層３３ａと３３ｃにより挟んだ多層構造
とすることもできる。
シリコン、石英、ガラス、アルミナ、サファイアなどの
好ましくは透明材単結晶の基板３１上に、窒化ガリウム
又は窒化インジウムの気相成長により導電層３２が形成
され、その導電層３２上に、窒化インジウム又は窒化イ
ンジウムガリウム、あるいは窒化ガリウムの気相成長に
より半導体の発光層３３が形成される。つまり発光層３
３の組成は一般にはＩｎ(1-x)Ｇａ(x) Ｎ（ｘ＝０を含
む）である。発光層３３は主として発光色を得るための
層３３ｂを、発光効率を上げるための組成又は不純物濃
度が少し異なる層３３ａと３３ｃにより挟んだ多層構造
とすることもできる。
【０００９】この発光層３３上に、この実施例では窒化
アルミニウム（ＡｌＮ）の単結晶よりなる絶縁層３４が
気相成長により形成される。絶縁層３４上に電極層３５
が形成される。電極層３５は絶縁層３４との接触を良好
にするチタン（Ｔｉ）層３５ａと、外部導出端子との接
続を良好にする金（Ａｕ）層３５ｂとの積層体とされた
場合である。絶縁層３４の形成は例えば図３Ａに示すよ
うに、反応容器４１内の支持台４２上に発光層３３が形
成された基板３１を配し、支持台４２内のヒータ４３に
より、基板３１を例えば８００℃以上とした状態で、パ
イプ４４によりＮＨ3 （アンモニア）ガスを、パイプ４
５により（ＣＨ3 ）3 Ａｌ（トリメチルアルミニウム）
ガスをそれぞれ反応容器４１内に導入して、ＮＨ3 ガス
を熱分解して、（ＣＨ 3 ）3 Ａｌガスと反応させ、Ａｌ
Ｎの単結晶を発光層３３上に形成させる。
アルミニウム（ＡｌＮ）の単結晶よりなる絶縁層３４が
気相成長により形成される。絶縁層３４上に電極層３５
が形成される。電極層３５は絶縁層３４との接触を良好
にするチタン（Ｔｉ）層３５ａと、外部導出端子との接
続を良好にする金（Ａｕ）層３５ｂとの積層体とされた
場合である。絶縁層３４の形成は例えば図３Ａに示すよ
うに、反応容器４１内の支持台４２上に発光層３３が形
成された基板３１を配し、支持台４２内のヒータ４３に
より、基板３１を例えば８００℃以上とした状態で、パ
イプ４４によりＮＨ3 （アンモニア）ガスを、パイプ４
５により（ＣＨ3 ）3 Ａｌ（トリメチルアルミニウム）
ガスをそれぞれ反応容器４１内に導入して、ＮＨ3 ガス
を熱分解して、（ＣＨ 3 ）3 Ａｌガスと反応させ、Ａｌ
Ｎの単結晶を発光層３３上に形成させる。
【００１０】赤色光を発光させる場合は、発光層３３と
して窒化インジウム（ｘ＝０）が用いられるが、窒化イ
ンジウムは８００℃以上に加熱すると、分解してしまう
おそれがある。この場合は、図３Ｂに示すように、パイ
プ４４よりＮガスを反応容器４１内に送り、その際にプ
ラズマ化部４６でパイプ４４内のＮガスにマイクロ波を
照射してプラズマ状態にして（ＣＨ3 ）3 Ａｌガスと反
応し易くする。このようにして、基板３１の温度は６０
０℃程度で、つまり窒化インジウムを分解することな
く、ＡｌＮの単結晶絶縁層３４を気相成長させることが
できる。
して窒化インジウム（ｘ＝０）が用いられるが、窒化イ
ンジウムは８００℃以上に加熱すると、分解してしまう
おそれがある。この場合は、図３Ｂに示すように、パイ
プ４４よりＮガスを反応容器４１内に送り、その際にプ
ラズマ化部４６でパイプ４４内のＮガスにマイクロ波を
照射してプラズマ状態にして（ＣＨ3 ）3 Ａｌガスと反
応し易くする。このようにして、基板３１の温度は６０
０℃程度で、つまり窒化インジウムを分解することな
く、ＡｌＮの単結晶絶縁層３４を気相成長させることが
できる。
【００１１】なお図１に示すように、導電層３２の側面
に電極３６を形成して電極３５との間に電圧を印加でき
るようにされる。発光層３３及び絶縁層３４の一部を削
って、導電層３２の発光層形成面を露出し、その部分に
点線で示すように電極３６を形成してもよい。導電層３
２、発光層３３も、反応容器４１に基板３１を配した状
態で、反応容器４１内に供給するガスを選定して、それ
ぞれ気相成長により単結晶として形成される。絶縁層３
４の結晶構造は、発光層３３の結晶構成とほぼ同一であ
るため、絶縁層３４は結晶性の良い、つまり完全な単結
晶が得られ、しかも、気相成長により形成するため、絶
縁層３４の膜厚の制御がし易く、薄いものを作ることが
できる。
に電極３６を形成して電極３５との間に電圧を印加でき
るようにされる。発光層３３及び絶縁層３４の一部を削
って、導電層３２の発光層形成面を露出し、その部分に
点線で示すように電極３６を形成してもよい。導電層３
２、発光層３３も、反応容器４１に基板３１を配した状
態で、反応容器４１内に供給するガスを選定して、それ
ぞれ気相成長により単結晶として形成される。絶縁層３
４の結晶構造は、発光層３３の結晶構成とほぼ同一であ
るため、絶縁層３４は結晶性の良い、つまり完全な単結
晶が得られ、しかも、気相成長により形成するため、絶
縁層３４の膜厚の制御がし易く、薄いものを作ることが
できる。
【００１２】従って、絶縁層３４は結晶性がよく、つま
り欠陥や粒界がなく、電子の注入が妨げられず、しかも
薄いため高い発光効率を得ることができる。図２にこの
発明をフルカラー発光素子に適用した実施例を示す。基
板３１上に導電層３２Ｂ−発光層３３Ｂ−絶縁層３４Ｂ
よりなる青色発光部３７Ｂが形成され、その青色発光部
３７Ｂ上に導電層３２Ｇ−発光層３３Ｇ−絶縁層３４Ｇ
よりなる緑色発光部３７Ｇが形成され、その緑色発光部
３７Ｇ上に導電層３２Ｒ−発光層３３Ｒ−絶縁層３４Ｒ
よりなる赤色発光部３７Ｒが形成される。これら青色発
光部３７Ｂ、緑色発光部３７Ｇ、赤色発光部３７Ｒの各
導電層、発光層、絶縁層の形成はそれぞれ図１に示した
対応する層の形成と同様に形成される。従って絶縁層３
４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒはそれぞれ図１に示した実施例と
同様に、結晶成長の良好な薄いものを作ることができ
る。
り欠陥や粒界がなく、電子の注入が妨げられず、しかも
薄いため高い発光効率を得ることができる。図２にこの
発明をフルカラー発光素子に適用した実施例を示す。基
板３１上に導電層３２Ｂ−発光層３３Ｂ−絶縁層３４Ｂ
よりなる青色発光部３７Ｂが形成され、その青色発光部
３７Ｂ上に導電層３２Ｇ−発光層３３Ｇ−絶縁層３４Ｇ
よりなる緑色発光部３７Ｇが形成され、その緑色発光部
３７Ｇ上に導電層３２Ｒ−発光層３３Ｒ−絶縁層３４Ｒ
よりなる赤色発光部３７Ｒが形成される。これら青色発
光部３７Ｂ、緑色発光部３７Ｇ、赤色発光部３７Ｒの各
導電層、発光層、絶縁層の形成はそれぞれ図１に示した
対応する層の形成と同様に形成される。従って絶縁層３
４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒはそれぞれ図１に示した実施例と
同様に、結晶成長の良好な薄いものを作ることができ
る。
【００１３】ただ発光層３３Ｂ，３３Ｇ，３３Ｒはそれ
ぞれ青色発光、緑色発光、赤色発光が生じるような組成
とされる。例えばこれら発光層を窒化インジウムガリウ
ムＩｎ(x) Ｇａ(1-x) Ｎで構成する場合、発光層３３Ｂ
はｘ＝０．５５、バンドエネルギーＥｇが２．５８で発
光波長が４８０ｎｍであり、発光層３３Ｇはｘ＝０．
４、バンドエネルギーＥｇが２．３６で発光波長が５２
６ｎｍであり、発光層３３Ｒはｘ＝１．０、バンドエネ
ルギーが１．９５で発光波長が、６３６ｎｍである。発
光層を窒化インジウムアルミニウムＩｎ(x) Ａｌ(1-x)
Ｎで構成する場合、発光層３３Ｂはｘ＝０．４、バンド
エネルギーが２．３４で発光波長が４８４ｎｍであり、
発光層３３Ｇはｘ＝０．３６、バンドエネルギーが２．
５６で発光波長が５３０ｎｍであり、発光層３３Ｒはｘ
＝１．０、バンドエネルギーが１．９７で発光波長が６
３０ｎｍである。
ぞれ青色発光、緑色発光、赤色発光が生じるような組成
とされる。例えばこれら発光層を窒化インジウムガリウ
ムＩｎ(x) Ｇａ(1-x) Ｎで構成する場合、発光層３３Ｂ
はｘ＝０．５５、バンドエネルギーＥｇが２．５８で発
光波長が４８０ｎｍであり、発光層３３Ｇはｘ＝０．
４、バンドエネルギーＥｇが２．３６で発光波長が５２
６ｎｍであり、発光層３３Ｒはｘ＝１．０、バンドエネ
ルギーが１．９５で発光波長が、６３６ｎｍである。発
光層を窒化インジウムアルミニウムＩｎ(x) Ａｌ(1-x)
Ｎで構成する場合、発光層３３Ｂはｘ＝０．４、バンド
エネルギーが２．３４で発光波長が４８４ｎｍであり、
発光層３３Ｇはｘ＝０．３６、バンドエネルギーが２．
５６で発光波長が５３０ｎｍであり、発光層３３Ｒはｘ
＝１．０、バンドエネルギーが１．９７で発光波長が６
３０ｎｍである。
【００１４】基板３１上に青色発光部３７Ｂ、緑色発光
部３７Ｇ、赤色発光部３７Ｒを順次形成した後、緑色発
光部３７Ｇ及び赤色発光部３７Ｒの同一側の側部を削除
して、青色発光部３７Ｂの緑色発光部形成面の一部を露
出して、そこに電極３５Ｂを形成し、更に赤色発光部３
７Ｒの同一側の側部を削除して緑色発光部３７Ｇの赤色
発光部形成面の一部を露出して、そこに電極３５Ｇを形
成し、赤色発光部３７Ｒ上に電極３５Ｒを形成し、導電
層３６Ｂ，３６Ｇ，３６Ｒの各前記削除した側と反対側
の側面に電極３６Ｂ，３６Ｇ，３６Ｒをそれぞれ形成す
る。これら電極３５と３６の対により、青色発光部３７
Ｂ、緑色発光部３７Ｇ、赤色発光部３７Ｒにそれぞれ電
圧を印加することができるようにされる。
部３７Ｇ、赤色発光部３７Ｒを順次形成した後、緑色発
光部３７Ｇ及び赤色発光部３７Ｒの同一側の側部を削除
して、青色発光部３７Ｂの緑色発光部形成面の一部を露
出して、そこに電極３５Ｂを形成し、更に赤色発光部３
７Ｒの同一側の側部を削除して緑色発光部３７Ｇの赤色
発光部形成面の一部を露出して、そこに電極３５Ｇを形
成し、赤色発光部３７Ｒ上に電極３５Ｒを形成し、導電
層３６Ｂ，３６Ｇ，３６Ｒの各前記削除した側と反対側
の側面に電極３６Ｂ，３６Ｇ，３６Ｒをそれぞれ形成す
る。これら電極３５と３６の対により、青色発光部３７
Ｂ、緑色発光部３７Ｇ、赤色発光部３７Ｒにそれぞれ電
圧を印加することができるようにされる。
【００１５】発光材料に対して、光の形でエネルギーを
印加した場合、その光により励起できるバンドギャップ
がその発光材料のバンドギャップより小さい場合には問
題なく、その光は通過するが、光により励起できるバン
ドギャップが、その発光材料のバンドギャップより大き
い場合はその発光材料中のキャリア（電子やホール）を
活性化することになり、入射光がその発光材料に吸収さ
れ、光は透過しない。従って赤色発光層３３Ｒは赤色光
より波長の短かい色の光、緑色光や青色光を通過させな
い。しかし青色発光層３３Ｂは赤色光や緑色光を透過さ
せる。よって図２において、赤色光、緑色光、青色光が
それぞれ基板３１を通過して取出せばよい。
印加した場合、その光により励起できるバンドギャップ
がその発光材料のバンドギャップより小さい場合には問
題なく、その光は通過するが、光により励起できるバン
ドギャップが、その発光材料のバンドギャップより大き
い場合はその発光材料中のキャリア（電子やホール）を
活性化することになり、入射光がその発光材料に吸収さ
れ、光は透過しない。従って赤色発光層３３Ｒは赤色光
より波長の短かい色の光、緑色光や青色光を通過させな
い。しかし青色発光層３３Ｂは赤色光や緑色光を透過さ
せる。よって図２において、赤色光、緑色光、青色光が
それぞれ基板３１を通過して取出せばよい。
【００１６】なお電極３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂを透明電
極とし、赤色発光部３７Ｒと青色発光部３７Ｂとを入れ
かえてもよい。図１に示した場合も電極３５を透明電極
として電極３５側から発光を出射させてもよい。図２に
示した構成によれば光の３原色である赤、緑、青の各色
を発光することができ、各青色発光部３７Ｂ、緑色発光
部３７Ｇ、赤色発光部３７Ｒのそれぞれに対する注入電
流を制御することにより全ての色の光を出射させること
ができる。
極とし、赤色発光部３７Ｒと青色発光部３７Ｂとを入れ
かえてもよい。図１に示した場合も電極３５を透明電極
として電極３５側から発光を出射させてもよい。図２に
示した構成によれば光の３原色である赤、緑、青の各色
を発光することができ、各青色発光部３７Ｂ、緑色発光
部３７Ｇ、赤色発光部３７Ｒのそれぞれに対する注入電
流を制御することにより全ての色の光を出射させること
ができる。
【００１７】上述において絶縁層３４，３４Ｂ，３４
Ｇ，３４Ｒを窒化アルミニウムの気相成長単結晶で構成
したが、窒化ガリウムの気相成長単結晶や窒化インジウ
ムの気相成長単結晶で構成してもよい。しかし、窒化ガ
リウムや窒化インジウムの絶縁層を形成するには、一般
にはその窒化ガリウム層や窒化インジウム層に例えばＺ
ｎなどを、比較的多量にドーピングする必要がある。こ
のため、絶縁層に結晶欠陥などが比較的多く発生するお
それがあり、発光効率が低下するおそれがある。しか
し、窒化アルミニウムの場合はバンドギャップが６．２
ｅＶと大きく、もともと電気が流れないため、Ｚｎなど
のドーピングを必要としないため、結晶欠陥が著しく少
ない絶縁層が得られ、高い発光効率が得られる。この点
で、先に述べたように絶縁層としては窒化アルミニウム
が好ましい。
Ｇ，３４Ｒを窒化アルミニウムの気相成長単結晶で構成
したが、窒化ガリウムの気相成長単結晶や窒化インジウ
ムの気相成長単結晶で構成してもよい。しかし、窒化ガ
リウムや窒化インジウムの絶縁層を形成するには、一般
にはその窒化ガリウム層や窒化インジウム層に例えばＺ
ｎなどを、比較的多量にドーピングする必要がある。こ
のため、絶縁層に結晶欠陥などが比較的多く発生するお
それがあり、発光効率が低下するおそれがある。しか
し、窒化アルミニウムの場合はバンドギャップが６．２
ｅＶと大きく、もともと電気が流れないため、Ｚｎなど
のドーピングを必要としないため、結晶欠陥が著しく少
ない絶縁層が得られ、高い発光効率が得られる。この点
で、先に述べたように絶縁層としては窒化アルミニウム
が好ましい。
【００１８】また絶縁層３４、３４Ｂ、３４Ｇ、３４Ｒ
は先に述べたように薄ければ薄い方がよく、理論的には
分子層の厚さ（数Å＝数ｎｍ／１０）が最も良いが、こ
の厚さで均一な厚さの絶縁層を前記気相成長方法により
形成するには現在の技術では困難であり、品質を保持
し、特性のばらつきが少ないものとするには、最低限数
ｎｍ程度の厚さとすることが望ましいと考えられる。
は先に述べたように薄ければ薄い方がよく、理論的には
分子層の厚さ（数Å＝数ｎｍ／１０）が最も良いが、こ
の厚さで均一な厚さの絶縁層を前記気相成長方法により
形成するには現在の技術では困難であり、品質を保持
し、特性のばらつきが少ないものとするには、最低限数
ｎｍ程度の厚さとすることが望ましいと考えられる。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば絶縁
層３４，３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒなどを気相成長単結晶
により構成されているため、結晶性の優れた薄い層を容
易に作ることができ、よって発光効率が高い発光素子が
得られる。しかも絶縁層の厚膜制御が簡単であり、製作
が容易であり、ｐ形層を形成しないため、アニールの必
要もなく、構造が単純で製造も簡単である。また低い電
圧での駆動が可能である。
層３４，３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒなどを気相成長単結晶
により構成されているため、結晶性の優れた薄い層を容
易に作ることができ、よって発光効率が高い発光素子が
得られる。しかも絶縁層の厚膜制御が簡単であり、製作
が容易であり、ｐ形層を形成しないため、アニールの必
要もなく、構造が単純で製造も簡単である。また低い電
圧での駆動が可能である。
【００２０】絶縁層が発光層と同じ結晶構造でかつ、単
結晶であることより、更にその上に違う発光色の発光素
子を積層して、一素子でフルカラーの発光が可能な発光
素子を得ることができる。
結晶であることより、更にその上に違う発光色の発光素
子を積層して、一素子でフルカラーの発光が可能な発光
素子を得ることができる。
【図１】この発明の実施例を示す側面図。
【図２】この発明によりフルカラー発光素子を構成した
例を示す側面図。
例を示す側面図。
【図３】この発明の発光素子を気相成長により製作する
場合の装置構成を簡略に示す図。
場合の装置構成を簡略に示す図。
【図４】提案されているＭＩＳ形構造発光素子を示す
図。
図。
Claims (3)
- 【請求項１】 導電層上に形成された窒化物半導体より
なる発光層−絶縁層−金属層からなるＭＩＳ形構造発光
素子において、 上記絶縁層は気相成長単結晶層で構成されていることを
特徴とする発光素子。 - 【請求項２】 導電層−窒化物半導体の発光層−絶縁層
構造の青色発光部と、導電層−窒化物半導体の発光層−
絶縁層構造の緑色発光部と、導電層−窒化物半導体の発
光層−絶縁層構造の赤色発光部とが積層され、 上記青色発光部、上記緑色発光部及び上記赤色発光部の
各絶縁層はそれぞれ気相成長単結晶層で構成され、 上記青色発光部、上記緑色発光部及び上記赤色発光部の
各絶縁層と導電層にこれら間に電圧を印加することを可
能とする一対の電極がそれぞれ形成されていることを特
徴とするＭＩＳ形構造発光素子。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の発光素子におい
て、 上記絶縁層は単結晶窒化アルミニウムで構成されている
ことを特徴とするＭＩＳ形構造発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000166155A JP2001345479A (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | Ｍｉｓ形構造発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000166155A JP2001345479A (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | Ｍｉｓ形構造発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001345479A true JP2001345479A (ja) | 2001-12-14 |
Family
ID=18669519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000166155A Pending JP2001345479A (ja) | 2000-06-02 | 2000-06-02 | Ｍｉｓ形構造発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001345479A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113471340A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-10-01 | 厦门大学 | 一种基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED及其制备方法 |
| CN116564947A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-08-08 | 南昌凯捷半导体科技有限公司 | 一种纵列全彩显示Micro-LED芯片及其制作方法 |
-
2000
- 2000-06-02 JP JP2000166155A patent/JP2001345479A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113471340A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-10-01 | 厦门大学 | 一种基于局域表面等离激元耦合增强的MIS结构的超快micro-LED及其制备方法 |
| CN116564947A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-08-08 | 南昌凯捷半导体科技有限公司 | 一种纵列全彩显示Micro-LED芯片及其制作方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
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