JP2002026383A - ＡｌＧａｌｎＰ系発光素子およびその製造方法 - Google Patents
ＡｌＧａｌｎＰ系発光素子およびその製造方法Info
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- JP2002026383A JP2002026383A JP2000202759A JP2000202759A JP2002026383A JP 2002026383 A JP2002026383 A JP 2002026383A JP 2000202759 A JP2000202759 A JP 2000202759A JP 2000202759 A JP2000202759 A JP 2000202759A JP 2002026383 A JP2002026383 A JP 2002026383A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 活性層の応力の発生と酸化によるウィンドウ
層の劣化を防止して信頼性の高いＡｌＧａｌｎＰ系発光
素子およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上にＭＯＶＰＥ法に
よって活性層４およびウィンドウ層６を含むエピタキシ
ャル層を成長させる際に、ウィンドウ層６は、５×１０
18ｃｍ-3以上のキャリア濃度を有し、かつ、活性層４よ
りバンドギャップの大きいＡｌＧａｌｎＰ層により構成
する。ウィンドウ層６にＡｌ組成が少なく、かつ、Ｇａ
Ａｓ基板１と完全に格子整合するＡｌＧａｌｎＰ層を用
いることにより、格子定数の不整合による活性層４の応
力の発生と酸化によるウィンドウ層６の劣化を防止で
き、ウィンドウ層６が５×１０18ｃｍ-3以上のキャリア
濃度を有することにより、ウィンドウ層６の必要条件で
ある低電気抵抗という条件を満足することができる。
層の劣化を防止して信頼性の高いＡｌＧａｌｎＰ系発光
素子およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上にＭＯＶＰＥ法に
よって活性層４およびウィンドウ層６を含むエピタキシ
ャル層を成長させる際に、ウィンドウ層６は、５×１０
18ｃｍ-3以上のキャリア濃度を有し、かつ、活性層４よ
りバンドギャップの大きいＡｌＧａｌｎＰ層により構成
する。ウィンドウ層６にＡｌ組成が少なく、かつ、Ｇａ
Ａｓ基板１と完全に格子整合するＡｌＧａｌｎＰ層を用
いることにより、格子定数の不整合による活性層４の応
力の発生と酸化によるウィンドウ層６の劣化を防止で
き、ウィンドウ層６が５×１０18ｃｍ-3以上のキャリア
濃度を有することにより、ウィンドウ層６の必要条件で
ある低電気抵抗という条件を満足することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、６５０ｎｍ（赤
色）から５５０ｎｍ（黄緑）の領域の波長を有するＡｌ
ＧａｌｎＰ系発光素子およびその製造方法に関し、特
に、活性層の応力の発生と酸化によるウィンドウ層の劣
化を防止して信頼性の高いＡｌＧａｌｎＰ系発光素子お
よびその製造方法に関する。
色）から５５０ｎｍ（黄緑）の領域の波長を有するＡｌ
ＧａｌｎＰ系発光素子およびその製造方法に関し、特
に、活性層の応力の発生と酸化によるウィンドウ層の劣
化を防止して信頼性の高いＡｌＧａｌｎＰ系発光素子お
よびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ＡｌＧａｌｎＰ系エピタキシャル
ウェハを用いて製造する高輝度の赤色および黄色発光ダ
イオードの需要が大幅に伸びている。主な需要は、交通
信号、自動車のテールランプ、フォグランプ、屋外表示
板、フルカラーディスプレイ等である。
ウェハを用いて製造する高輝度の赤色および黄色発光ダ
イオードの需要が大幅に伸びている。主な需要は、交通
信号、自動車のテールランプ、フォグランプ、屋外表示
板、フルカラーディスプレイ等である。
【０００３】図３は、従来の発光波長５９０ｎｍのＡｌ
ＧａｌｎＰ系発光ダイオード用エピタキシャルウェハの
典型的な構造を示す。このエピタキシャルウェハは、ｎ
型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバ
ッファ層２、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）
0.5ｌｎ0.5Ｐクラッド層３、アンドープ（Ａｌ0.1Ｇａ0
.9）0.5ｌｎ0.5Ｐ活性層４、Ｐ型（亜鉛ドープ）（Ａｌ
0.7Ｇａ0.3）0.5ｌｎ0.5Ｐクラッド層５、およびｐ型Ｇ
ａＰウィンドウ層１６を有機金属気相成長法有機金属気
相成長（ＭＯＶＰＥ：Metal Organic Vaper Phase Epit
axy）法によって成長させたものである。
ＧａｌｎＰ系発光ダイオード用エピタキシャルウェハの
典型的な構造を示す。このエピタキシャルウェハは、ｎ
型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバ
ッファ層２、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）
0.5ｌｎ0.5Ｐクラッド層３、アンドープ（Ａｌ0.1Ｇａ0
.9）0.5ｌｎ0.5Ｐ活性層４、Ｐ型（亜鉛ドープ）（Ａｌ
0.7Ｇａ0.3）0.5ｌｎ0.5Ｐクラッド層５、およびｐ型Ｇ
ａＰウィンドウ層１６を有機金属気相成長法有機金属気
相成長（ＭＯＶＰＥ：Metal Organic Vaper Phase Epit
axy）法によって成長させたものである。
【０００４】発光ダイオードのウィンドウ層１６は、上
部電極から供給された電流を幅方向に広げる役割をして
いる。ウィンドウ層１６の電気抵抗が低ければ低い程、
効率良く横方向に電流を広げることができるため、電気
抵抗が低い材料を用いることが望ましい。また、ウィン
ドウ層１６は、活性層４からの発光を透過する材料でな
ければならない。このため、ウィンドウ層１６は、これ
らの条件を満足しているＧａＰ層あるいはＡｌＧａＡｓ
層が使われている。
部電極から供給された電流を幅方向に広げる役割をして
いる。ウィンドウ層１６の電気抵抗が低ければ低い程、
効率良く横方向に電流を広げることができるため、電気
抵抗が低い材料を用いることが望ましい。また、ウィン
ドウ層１６は、活性層４からの発光を透過する材料でな
ければならない。このため、ウィンドウ層１６は、これ
らの条件を満足しているＧａＰ層あるいはＡｌＧａＡｓ
層が使われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＡｌＧ
ａｌｎＰ系発光ダイオード用エピタキシャルウェハによ
ると、ＧａＰ層をウィンドウ層１６に用いた場合は、Ａ
ｌが全く混入していないので酸化の間題はないが、Ｇａ
Ａｓ基板１およびその上にエピタキシャル成長されたＡ
ｌＧａｌｎＰ層３，４，５とＧａＰ層との格子定数が大
きく異なるため、ＡｌＧａｌｎＰからなる活性層４に応
力がかかってしまう。この応力が発光ダイオードの信頼
性を低下させている。一方、ＡｌＧａＡｓ層をウィンド
ウ層１６に用いてもよいが、活性層４からの発光を透過
するためには、ＡｌＧａＡｓ層のＡｌ組成を０．７以上
にする必要がある。このようなＡｌ組成が高いＡｌＧａ
Ａｓ層は酸化による劣化が起こりやすく、そのことが発
光ダイオードの信頼性を低下させている。
ａｌｎＰ系発光ダイオード用エピタキシャルウェハによ
ると、ＧａＰ層をウィンドウ層１６に用いた場合は、Ａ
ｌが全く混入していないので酸化の間題はないが、Ｇａ
Ａｓ基板１およびその上にエピタキシャル成長されたＡ
ｌＧａｌｎＰ層３，４，５とＧａＰ層との格子定数が大
きく異なるため、ＡｌＧａｌｎＰからなる活性層４に応
力がかかってしまう。この応力が発光ダイオードの信頼
性を低下させている。一方、ＡｌＧａＡｓ層をウィンド
ウ層１６に用いてもよいが、活性層４からの発光を透過
するためには、ＡｌＧａＡｓ層のＡｌ組成を０．７以上
にする必要がある。このようなＡｌ組成が高いＡｌＧａ
Ａｓ層は酸化による劣化が起こりやすく、そのことが発
光ダイオードの信頼性を低下させている。
【０００６】従って、本発明の目的は、活性層の応力の
発生と酸化によるウィンドウ層の劣化を防止して信頼性
の高いＡｌＧａｌｎＰ系発光素子およびその製造方法を
提供することにある。
発生と酸化によるウィンドウ層の劣化を防止して信頼性
の高いＡｌＧａｌｎＰ系発光素子およびその製造方法を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、ｎ型導電性を有する基板上に、少なくとも
ＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からなるｎ型クラッド層
と、前記ｎ型クラッド層よりバンドギャップエネルギー
が小さい組成のＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からなる
活性層と、前記活性層よりバンドギャップエネルギーが
大きい組成のｐ型ＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からな
るｐ型クラッド層と、前記ｐ型クラッド層上にｐ型ウィ
ンドウ層を積層した構造のＡｌＧａｌｎＰ系発光素子に
おいて、前記ｐ型ウィンドウ層は、５×１０18ｃｍ-3以
上のキャリア濃度を有し、かつ、前記活性層よりバンド
ギャップの大きいＡｌＧａｌｎＰ層であることを特徴と
するＡｌＧａｌｎＰ系発光素子を提供する。上記構成に
よれば、ウィンドウ層にＡｌ組成が少なく、かつＧａＡ
ｓ基板と完全に格子整合するＡｌＧａｌｎＰ層を用いる
ことにより、格子定数の不整合による活性層の応力の発
生を防止でき、酸化によるウィンドウ層の劣化を防止で
きる。さらに、ウィンドウ層が５×１０18ｃｍ-3以上の
キャリア濃度を有することにより、ウィンドウ層の必要
条件である低電気抵抗という条件を満足することができ
る。
成するため、ｎ型導電性を有する基板上に、少なくとも
ＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からなるｎ型クラッド層
と、前記ｎ型クラッド層よりバンドギャップエネルギー
が小さい組成のＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からなる
活性層と、前記活性層よりバンドギャップエネルギーが
大きい組成のｐ型ＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からな
るｐ型クラッド層と、前記ｐ型クラッド層上にｐ型ウィ
ンドウ層を積層した構造のＡｌＧａｌｎＰ系発光素子に
おいて、前記ｐ型ウィンドウ層は、５×１０18ｃｍ-3以
上のキャリア濃度を有し、かつ、前記活性層よりバンド
ギャップの大きいＡｌＧａｌｎＰ層であることを特徴と
するＡｌＧａｌｎＰ系発光素子を提供する。上記構成に
よれば、ウィンドウ層にＡｌ組成が少なく、かつＧａＡ
ｓ基板と完全に格子整合するＡｌＧａｌｎＰ層を用いる
ことにより、格子定数の不整合による活性層の応力の発
生を防止でき、酸化によるウィンドウ層の劣化を防止で
きる。さらに、ウィンドウ層が５×１０18ｃｍ-3以上の
キャリア濃度を有することにより、ウィンドウ層の必要
条件である低電気抵抗という条件を満足することができ
る。
【０００８】５×１０18ｃｍ-3以上のキャリア濃度を有
するようにするためには、ウィンドウ層に３×１０18ｃ
ｍ-3以上の炭素を混入してもよく、３×１０18ｃｍ-3以
上の炭素とその他のｐ型ドーパントを同時に混入しても
よい。
するようにするためには、ウィンドウ層に３×１０18ｃ
ｍ-3以上の炭素を混入してもよく、３×１０18ｃｍ-3以
上の炭素とその他のｐ型ドーパントを同時に混入しても
よい。
【０００９】本発明は、上記目的を達成するため、ｎ型
導電性を有する基板上に、少なくともＡｌＧａｌｎＰ系
化合物半導体からなるｎ型クラッド層と、前記ｎ型クラ
ッド層よりバンドギャップエネルギーが小さい組成のＡ
ｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からなる活性層と、前記活
性層よりバンドギャップエネルギーが大きい組成のｐ型
ＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からなるｐ型クラッド層
と、前記ｐ型クラッド層上にｐ型ウィンドウ層を成長さ
せた構造のＡｌＧａｌｎＰ系発光素子の製造方法におい
て、前記ｐ型ウィンドウ層の成長は、５×１０18ｃｍ-3
以上のキャリア濃度を有し、かつ、前記活性層よりバン
ドギャップの大きいＡｌＧａｌｎＰ層を形成することを
特徴とするＡｌＧａｌｎＰ系発光素子の製造方法を提供
する。
導電性を有する基板上に、少なくともＡｌＧａｌｎＰ系
化合物半導体からなるｎ型クラッド層と、前記ｎ型クラ
ッド層よりバンドギャップエネルギーが小さい組成のＡ
ｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からなる活性層と、前記活
性層よりバンドギャップエネルギーが大きい組成のｐ型
ＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からなるｐ型クラッド層
と、前記ｐ型クラッド層上にｐ型ウィンドウ層を成長さ
せた構造のＡｌＧａｌｎＰ系発光素子の製造方法におい
て、前記ｐ型ウィンドウ層の成長は、５×１０18ｃｍ-3
以上のキャリア濃度を有し、かつ、前記活性層よりバン
ドギャップの大きいＡｌＧａｌｎＰ層を形成することを
特徴とするＡｌＧａｌｎＰ系発光素子の製造方法を提供
する。
【００１０】ウィンドウ層の成長は、ＡｌＧａｌｎＰ層
を５８０度以下の低温で成長させてもよい。これによ
り、高濃度の亜鉛をドーピングでき、低電気抵抗が得ら
れる。
を５８０度以下の低温で成長させてもよい。これによ
り、高濃度の亜鉛をドーピングでき、低電気抵抗が得ら
れる。
【００１１】また、ウィンドウ層の成長は、Ｖ族原料に
ホスフィンを用いたＶ／III比５０以下の条件下で成長
させてもよい。これにより、高濃度の炭素（３Ｅ１８ｃ
ｍ-3以上）をドーピングでき、低電気抵抗が得られる。
ホスフィンを用いたＶ／III比５０以下の条件下で成長
させてもよい。これにより、高濃度の炭素（３Ｅ１８ｃ
ｍ-3以上）をドーピングでき、低電気抵抗が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係
るＡｌＧａｌｎＰ系発光ダイオード用エピタキシャルウ
ェハを示す。このエピタキシャルウェハから５９０ｎｍ
付近の発光波長を有する赤色発光ダイオードを作製する
場合を例に挙げて説明する。
るＡｌＧａｌｎＰ系発光ダイオード用エピタキシャルウ
ェハを示す。このエピタキシャルウェハから５９０ｎｍ
付近の発光波長を有する赤色発光ダイオードを作製する
場合を例に挙げて説明する。
【００１３】このＡｌＧａｌｎＰ系発光ダイオード用エ
ピタキシャルウェハは、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１上にＭＯＶＰＥ法によって成長された、ｎ
型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型（Ｓｅド
ープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0. 5ｌｎ0.5Ｐクラッド層３、
アンドープ（Ａｌ0.1Ｇａ0.9）0.5ｌｎ0.5Ｐ活性層４、
およびＰ型（亜鉛ドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5ｌｎ
0.5Ｐクラッド層５と、ｐ型クラッド層５上に成長され
た（Ａｌ0.36Ｇａ0.65）0.5ｌｎ0.5Ｐウィンドウ層６と
を有する。
ピタキシャルウェハは、ｎ型ＧａＡｓ基板１と、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１上にＭＯＶＰＥ法によって成長された、ｎ
型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型（Ｓｅド
ープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0. 5ｌｎ0.5Ｐクラッド層３、
アンドープ（Ａｌ0.1Ｇａ0.9）0.5ｌｎ0.5Ｐ活性層４、
およびＰ型（亜鉛ドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5ｌｎ
0.5Ｐクラッド層５と、ｐ型クラッド層５上に成長され
た（Ａｌ0.36Ｇａ0.65）0.5ｌｎ0.5Ｐウィンドウ層６と
を有する。
【００１４】ウィンドウ層６は、５×１０18ｃｍ-3以上
のキャリア濃度を有し、かつ、活性層４より大きいバン
ドギャップを有する。
のキャリア濃度を有し、かつ、活性層４より大きいバン
ドギャップを有する。
【００１５】次に、本実施の形態に係るＡｌＧａｌｎＰ
系発光ダイオード用エピタキシャルウェハから赤色発光
ダイオードを製造する方法を説明する。まず、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１上に、ＭＯＶＰＥ法によって、ｎ型（Ｓｅド
ープ）ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａ
ｌ0.7Ｇａ0.3）0.5ｌｎ0.5Ｐクラッド層３、アンドープ
（Ａｌ0.1Ｇａ0.9）0.5ｌｎ0.5Ｐ活性層４、Ｐ型（亜鉛
ドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5ｌｎ0.5Ｐクラッド層５
を基板温度（成長温度）７００度で成長させる。その
後、ホスフィン雰囲気中で基板温度を５８０度以下の例
えば５５０度に下げる。その後、基板温度を５５０度
で、ｐ型クラッド層５上に（Ａｌ0.36Ｇａ 0.65）0.5ｌ
ｎ0.5Ｐウィンドウ層６を５μｍ成長させる。なお、成
長圧力５０Ｔｏｒｒ、各層の成長速度は０．３〜３．０
ｎｍ／ｓ、Ｖ／III比はウィンドウ層６以外は２００以
上、ウィンドウ層６は５０以下で行う。これにより、高
濃度の炭素（３Ｅ１８ｃｍ-3以上）をドーピングでき、
低電気抵抗が得られる。その後、上記エピタキシャルウ
ェハを加工してチップの大きさ３００μｍ角を有する発
光ダイオードチップを作製する。その後、チップ下面全
体にｎ型電極を形成し、チップ上面に直径１５０μｍの
円形のｐ型電極を形成する。ｎ型電極は、金ゲルマニウ
ム、ニッケル、金を、それぞれ６０ｎｍ、１０ｎｍ、５
００ｎｍの順に蒸着し、ｐ型電極は、金亜鉛、ニッケ
ル、金を、それぞれ６０ｎｍ、１０ｎｍ、１０００ｎｍ
の順に蒸着する。更に、このチップをステム組して、樹
脂モールドまで行うことにより、赤色発光ダイオードを
製造する。
系発光ダイオード用エピタキシャルウェハから赤色発光
ダイオードを製造する方法を説明する。まず、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１上に、ＭＯＶＰＥ法によって、ｎ型（Ｓｅド
ープ）ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａ
ｌ0.7Ｇａ0.3）0.5ｌｎ0.5Ｐクラッド層３、アンドープ
（Ａｌ0.1Ｇａ0.9）0.5ｌｎ0.5Ｐ活性層４、Ｐ型（亜鉛
ドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5ｌｎ0.5Ｐクラッド層５
を基板温度（成長温度）７００度で成長させる。その
後、ホスフィン雰囲気中で基板温度を５８０度以下の例
えば５５０度に下げる。その後、基板温度を５５０度
で、ｐ型クラッド層５上に（Ａｌ0.36Ｇａ 0.65）0.5ｌ
ｎ0.5Ｐウィンドウ層６を５μｍ成長させる。なお、成
長圧力５０Ｔｏｒｒ、各層の成長速度は０．３〜３．０
ｎｍ／ｓ、Ｖ／III比はウィンドウ層６以外は２００以
上、ウィンドウ層６は５０以下で行う。これにより、高
濃度の炭素（３Ｅ１８ｃｍ-3以上）をドーピングでき、
低電気抵抗が得られる。その後、上記エピタキシャルウ
ェハを加工してチップの大きさ３００μｍ角を有する発
光ダイオードチップを作製する。その後、チップ下面全
体にｎ型電極を形成し、チップ上面に直径１５０μｍの
円形のｐ型電極を形成する。ｎ型電極は、金ゲルマニウ
ム、ニッケル、金を、それぞれ６０ｎｍ、１０ｎｍ、５
００ｎｍの順に蒸着し、ｐ型電極は、金亜鉛、ニッケ
ル、金を、それぞれ６０ｎｍ、１０ｎｍ、１０００ｎｍ
の順に蒸着する。更に、このチップをステム組して、樹
脂モールドまで行うことにより、赤色発光ダイオードを
製造する。
【００１６】図３は、従来品と本実施の形態（本発明
品）の発光ダイオードを、温度９０度、湿度９０％の雰
囲気中において、２０ｍＡで連続通電させた時の輝度の
経時変化を示す。本実施の形態の発光ダイオードは、従
来品と比べて輝度の低下が非常に少なくなっていること
が分かる。なお、ウィンドウ層６の厚さは、２〜１５μ
ｍの範囲とするのが好ましく、さらには、２〜５μｍの
範囲が最も好ましい。
品）の発光ダイオードを、温度９０度、湿度９０％の雰
囲気中において、２０ｍＡで連続通電させた時の輝度の
経時変化を示す。本実施の形態の発光ダイオードは、従
来品と比べて輝度の低下が非常に少なくなっていること
が分かる。なお、ウィンドウ層６の厚さは、２〜１５μ
ｍの範囲とするのが好ましく、さらには、２〜５μｍの
範囲が最も好ましい。
【００１７】上述した本実施の形態によれば、ウィンド
ウ層６に５×１０18ｃｍ-3以上のキャリア濃度を有し、
かつ、活性層４より大きいバンドギャップを有し、Ａｌ
組成が少なく、かつＧａＡｓ基板と完全に格子整合する
材料としてＡｌＧａｌｎＰ層を用いたので、格子定数の
不整合による活性層の応力の発生と酸化によるウィンド
ウ層の劣化を防止でき、低電気抵抗のウィンドウ層が得
られる。
ウ層６に５×１０18ｃｍ-3以上のキャリア濃度を有し、
かつ、活性層４より大きいバンドギャップを有し、Ａｌ
組成が少なく、かつＧａＡｓ基板と完全に格子整合する
材料としてＡｌＧａｌｎＰ層を用いたので、格子定数の
不整合による活性層の応力の発生と酸化によるウィンド
ウ層の劣化を防止でき、低電気抵抗のウィンドウ層が得
られる。
【００１８】なお、５×１０18ｃｍ-3以上のキャリア濃
度を有するようにするために、ウィンドウ層に３×１０
18ｃｍ-3以上の炭素を混入してもよく、３×１０18ｃｍ
-3以上の炭素とその他のｐ型ドーパントを同時に混入し
てもよい。
度を有するようにするために、ウィンドウ層に３×１０
18ｃｍ-3以上の炭素を混入してもよく、３×１０18ｃｍ
-3以上の炭素とその他のｐ型ドーパントを同時に混入し
てもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウィンドウ層にＡｌ組成が少なく、かつＧａＡｓ基板と
完全に格子整合するＡｌＧａｌｎＰ層を用いることによ
り、格子定数の不整合による活性層の応力の発生を防止
でき、酸化によるウィンドウ層の劣化を防止できる。さ
らに、ウィンドウ層が５×１０18ｃｍ-3以上のキャリア
濃度を有することにより、ウィンドウ層の必要条件であ
る低電気抵抗という条件を満足することができる。従っ
て、この低電気抵抗のＡｌＧａｌｎＰ層をウィンドウ層
として用いることで、従来と同程度の発光ダイオードの
特性（輝度、波長、半値幅、順方向電圧）を維持しつ
つ、信頼性が従来品に比べて格段に高い発光ダイオード
を作製することが可能となる。
ウィンドウ層にＡｌ組成が少なく、かつＧａＡｓ基板と
完全に格子整合するＡｌＧａｌｎＰ層を用いることによ
り、格子定数の不整合による活性層の応力の発生を防止
でき、酸化によるウィンドウ層の劣化を防止できる。さ
らに、ウィンドウ層が５×１０18ｃｍ-3以上のキャリア
濃度を有することにより、ウィンドウ層の必要条件であ
る低電気抵抗という条件を満足することができる。従っ
て、この低電気抵抗のＡｌＧａｌｎＰ層をウィンドウ層
として用いることで、従来と同程度の発光ダイオードの
特性（輝度、波長、半値幅、順方向電圧）を維持しつ
つ、信頼性が従来品に比べて格段に高い発光ダイオード
を作製することが可能となる。
【図１】本発明の実施の形態に係るＡｌＧａｌｎＰ系発
光素子用エピタキシャルウェハの断面図である。
光素子用エピタキシャルウェハの断面図である。
【図２】従来例と本実施の形態に係る発光ダイオードの
特性比較試験結果を示す図である。
特性比較試験結果を示す図である。
【図３】従来のＡｌＧａｌｎＰ系発光素子用エピタキシ
ャルウェハの断面図である。
ャルウェハの断面図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型（Ｓｅドープ）ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ型（Ｓｅドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5ｌｎ0.5
Ｐクラッド層 ４ アンドープ（Ａｌ0.1Ｇａ0.9）0.5ｌｎ0.5Ｐ活性層 ５ Ｐ型（亜鉛ドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5ｌｎ0.5
Ｐクラッド層 ６ （Ａｌ0.36Ｇａ0.65）0.5ｌｎ0.5Ｐウィンドウ層 １６ ｐ型ＧａＰウィンドウ層
Ｐクラッド層 ４ アンドープ（Ａｌ0.1Ｇａ0.9）0.5ｌｎ0.5Ｐ活性層 ５ Ｐ型（亜鉛ドープ）（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5ｌｎ0.5
Ｐクラッド層 ６ （Ａｌ0.36Ｇａ0.65）0.5ｌｎ0.5Ｐウィンドウ層 １６ ｐ型ＧａＰウィンドウ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金田 直樹 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社アドバンスリサーチセンター内 (72)発明者 柴田 真佐知 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社アドバンスリサーチセンター内 (72)発明者 野口 雅弘 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 Ｆターム(参考） 5F041 AA43 AA44 CA12 CA34 CA49 CA57 CA58 CA65 CB36 FF01
Claims (6)
- 【請求項１】ｎ型導電性を有する基板上に、少なくとも
ＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からなるｎ型クラッド層
と、前記ｎ型クラッド層よりバンドギャップエネルギー
が小さい組成のＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からなる
活性層と、前記活性層よりバンドギャップエネルギーが
大きい組成のｐ型ＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からな
るｐ型クラッド層と、前記ｐ型クラッド層上にｐ型ウィ
ンドウ層を積層した構造のＡｌＧａｌｎＰ系発光素子に
おいて、 前記ｐ型ウィンドウ層は、５×１０18ｃｍ-3以上のキャ
リア濃度を有し、かつ、前記活性層よりバンドギャップ
の大きいＡｌＧａｌｎＰ層であることを特徴とするＡｌ
ＧａｌｎＰ系発光素子。 - 【請求項２】前記ｐ型ウィンドウ層は、３×１０18ｃｍ
-3以上の炭素が混入された構成の請求項１記載のＡｌＧ
ａｌｎＰ系発光素子。 - 【請求項３】前記ｐ型ウィンドウ層は、３×１０18ｃｍ
-3以上の炭素とその他のｐ型ドーパントが同時に混入さ
れた構成の請求項１記載のＡｌＧａｌｎＰ系発光素子。 - 【請求項４】ｎ型導電性を有する基板上に、少なくとも
ＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からなるｎ型クラッド層
と、前記ｎ型クラッド層よりバンドギャップエネルギー
が小さい組成のＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からなる
活性層と、前記活性層よりバンドギャップエネルギーが
大きい組成のｐ型ＡｌＧａｌｎＰ系化合物半導体からな
るｐ型クラッド層と、前記ｐ型クラッド層上にｐ型ウィ
ンドウ層を成長させた構造のＡｌＧａｌｎＰ系発光素子
の製造方法において、 前記ｐ型ウィンドウ層の成長は、５×１０18ｃｍ-3以上
のキャリア濃度を有し、かつ、前記活性層よりバンドギ
ャップの大きいＡｌＧａｌｎＰ層を形成することを特徴
とするＡｌＧａｌｎＰ系発光素子の製造方法。 - 【請求項５】前記ｐ型ウィンドウ層の成長は、成長温度
５８０度以下で有機金属気相成長法によって行う構成の
請求項４記載のＡｌＧａｌｎＰ系発光素子の製造方法。 - 【請求項６】前記ｐ型ウィンドウ層の成長は、Ｖ族原料
にホスフィンを用いたＶ／III比５０以下の条件下で有
機金属気相成長法によって行う構成の請求項４記載のＡ
ｌＧａｌｎＰ系発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000202759A JP2002026383A (ja) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | ＡｌＧａｌｎＰ系発光素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000202759A JP2002026383A (ja) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | ＡｌＧａｌｎＰ系発光素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002026383A true JP2002026383A (ja) | 2002-01-25 |
Family
ID=18700243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000202759A Pending JP2002026383A (ja) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | ＡｌＧａｌｎＰ系発光素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002026383A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003075617A1 (fr) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Dispositif emetteur lumiere et affichage utilisant ce dispositif et dispositif de lecture |
| KR100674837B1 (ko) | 2005-02-28 | 2007-01-26 | 삼성전기주식회사 | 반도체 소자 및 그 제조방법 |
-
2000
- 2000-07-04 JP JP2000202759A patent/JP2002026383A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003075617A1 (fr) * | 2002-03-01 | 2003-09-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Dispositif emetteur lumiere et affichage utilisant ce dispositif et dispositif de lecture |
| US7510300B2 (en) | 2002-03-01 | 2009-03-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting device and display apparatus and read apparatus using the light emitting device |
| KR100674837B1 (ko) | 2005-02-28 | 2007-01-26 | 삼성전기주식회사 | 반도체 소자 및 그 제조방법 |
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