JP2002329888A - Method for manufacturing light-emitting element - Google Patents

Method for manufacturing light-emitting element

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JP2002329888A
JP2002329888A JP2001131376A JP2001131376A JP2002329888A JP 2002329888 A JP2002329888 A JP 2002329888A JP 2001131376 A JP2001131376 A JP 2001131376A JP 2001131376 A JP2001131376 A JP 2001131376A JP 2002329888 A JP2002329888 A JP 2002329888A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a light-emitting element by which a p-type oxide layer can be formed reproducibly and stably in a light- emitting element containing the p-type oxide layer of Zn or Mg. SOLUTION: An organic metal gas to be a metal component source, an oxygen component source gas and a p-type dopant gas are supplied into a reaction container, thereby growing a p-type Mgx Zn1-x O layer by a metal organic vapor phase deposition. While the p-type Mgx Zn1-x O layer is growing and/or after its growing has completed, the Mgx Zn1-x O layer which is under growing state and/or is completed in growing is heat-treated in an atmosphere containing oxygen.

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、半導体を用いた発
光素子、特に青色光あるいは紫外線の発光に適した発光
素子の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a light emitting device using a semiconductor, particularly a light emitting device suitable for emitting blue light or ultraviolet light.

【0002】[0002]

【従来の技術】青色光領域の短波長発光を行なう高輝度
発光素子が永らく要望されていたが、最近になってAl
GaInN系材料を用いることにより、このような発光
素子が実現している。また、赤色ないし緑色の高輝度発
光素子と組み合わせることにより、フルカラー発光装置
や表示装置などへの応用を図ることも急速に進みつつあ
る。しかしながら、AlGaInN系材料は比較的希少
な金属であるGaとInとが主成分となるため、コスト
アップが避けがたい。また、成長温度が700〜100
0℃と高く、製造時に相当のエネルギーが消費されるの
も大きな問題の一つである。これはコスト低減の観点に
おいてはもちろん、省エネルギーや地球温暖化抑制に関
する議論が喧しい昨今では、時流に逆行するという意味
においても望ましくない。そこで、特開平11−168
262号公報には、Zn及びMgの酸化物あるいはその
混晶から構成される発光層部を用いた二次元アレー面型
発光装置が開示されている。
2. Description of the Related Art There has long been a demand for a high-luminance light-emitting device that emits light of a short wavelength in the blue light region.
By using a GaInN-based material, such a light emitting element is realized. Further, application to a full-color light-emitting device, a display device, and the like by combining with a red or green high-luminance light-emitting element is also rapidly progressing. However, since the AlGaInN-based material mainly contains Ga and In, which are relatively rare metals, it is unavoidable to increase the cost. Further, when the growth temperature is 700 to 100
One of the major problems is that the temperature is as high as 0 ° C. and a considerable amount of energy is consumed during manufacturing. This is not desirable not only from the viewpoint of cost reduction but also in the sense that it is going against the trend in recent years when discussions on energy saving and suppression of global warming are intense. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-168
No. 262 discloses a two-dimensional array surface type light emitting device using a light emitting layer portion composed of oxides of Zn and Mg or a mixed crystal thereof.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、Zn及びM
gの酸化物層は真空雰囲気中での気相成長により得られ
るが、酸素欠損を非常に生じやすいため、導電型が必然
的にn型となり、導電性キャリアであるn型キャリア
(電子)が少ない結晶を得ること自体が難しい問題があ
る。一方、上記公報に開示された電子デバイスを、Zn
及びMgの酸化物層を用いて作成する際には導電型がp
型である材料を得ることが不可欠である。しかし、上記
の通り、該酸化物結晶は酸素空孔の存在により導電型が
n型になる傾向があり、真性半導体に近い半絶縁性の結
晶を作成することすら困難である。この場合、p型ドー
パントを添加する方法が考えられるが、導電型がn型の
材料にp型ドーパントを添加してp型化する場合、全て
のn型キャリアを補償した上でさらに過剰なp型キャリ
アを発生させるために多量のドーパントを添加しなけれ
ばならず、電気的特性の安定性や再現性あるいは均一性
の点で課題が残る。
By the way, Zn and M
The oxide layer of g is obtained by vapor phase growth in a vacuum atmosphere, but since oxygen deficiency is very likely to occur, the conductivity type is necessarily n-type, and n-type carriers (electrons) as conductive carriers are formed. There is a problem that it is difficult to obtain a small number of crystals. On the other hand, the electronic device disclosed in
When using an oxide layer of Mg and Mg, the conductivity type is p
It is essential to obtain a material that is a mold. However, as described above, the conductivity type of the oxide crystal tends to be n-type due to the presence of oxygen vacancies, and it is difficult even to form a semi-insulating crystal close to an intrinsic semiconductor. In this case, a method of adding a p-type dopant is conceivable. However, when a p-type dopant is added to an n-type conductive material to make it a p-type material, all n-type carriers are compensated for, and a further excess p-type dopant is added. In order to generate a type carrier, a large amount of dopant must be added, and the problem remains in terms of stability, reproducibility, and uniformity of electrical characteristics.

【0004】本発明の課題は、Zn及びMgのp型酸化
物層を含んだ発光素子において、該p型酸化物層の成長
を再現性よく安定的に行なうことができる発光素子の製
造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light-emitting device that includes a p-type oxide layer of Zn and Mg and that can stably grow the p-type oxide layer with good reproducibility. To provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の課
題を解決するために、本発明の発光素子の製造方法の第
一は、発光層部がp型MgZn1−xO(ただし、0
≦x≦1)層を有する発光素子の製造方法において、反
応容器内に、有機金属ガス、酸素成分源ガス及びp型ド
ーパントガスとを供給することにより、有機金属気相成
長法(MOVPE(Metal Organic Vapour Phase Epita
xy)法)によりp型MgZn1−xO層を成長させる
とともに、該p型MgZn1−xO層の成長途中及び
/又は成長完了後に、当該成長途中及び/又は成長完了
後のMgZn1−xO層を酸素含有雰囲気中にて熱処
理することを特徴とする。
Means for Solving the Problems and Actions / Effects In order to solve the above-mentioned problems, the first of the methods for manufacturing a light-emitting device of the present invention is that a light-emitting layer has a p-type Mg x Zn 1-x O (however, , 0
≦ x ≦ 1) In a method for manufacturing a light-emitting element having a layer, a metalorganic gas, an oxygen component source gas, and a p-type dopant gas are supplied into a reaction vessel to form a metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE (metal) Organic Vapor Phase Epita
with growing a p-type Mg x Zn 1-x O layer by xy) method), the p-type Mg x Zn 1-x O layer grown during and / or after the growth is complete, the growth during and / or after the growth completion The heat treatment is performed on the Mg x Zn 1-x O layer in an oxygen-containing atmosphere.

【0006】上記の方法においては、有機金属気相成長
法によりp型MgZn1−xO層を成長させる際に、
その成長途中及び/又は成長完了後のMgZn1−x
O層を酸素含有雰囲気中にて熱処理する。これにより、
酸素欠損が発生することを効果的に抑制でき、ひいては
n型キャリアが少ない結晶を容易に得ることができる。
その結果、n型キャリアを補償するための過剰なp型ド
ーパントの添加が不要となり、ひいては電気的特性の安
定性や再現性あるいは均一性に優れた、該p型Mg
1−xO層を含む発光素子を得ることができる。
In the above method, when growing a p-type Mg x Zn 1-x O layer by metal organic chemical vapor deposition,
Mg x Zn 1-x during and / or after the growth is completed
The O layer is heat-treated in an oxygen-containing atmosphere. This allows
Occurrence of oxygen deficiency can be effectively suppressed, and as a result, a crystal having few n-type carriers can be easily obtained.
As a result, it is not necessary to add an excessive p-type dopant for compensating for the n-type carrier, and as a result, the p-type Mg x Z excellent in stability, reproducibility or uniformity of the electric characteristics.
A light-emitting element including the n 1-x O layer can be obtained.

【0007】なお、高輝度の発光素子を得るには、発光
層部を、以下のようなダブルへテロ構造を有するものと
して形成することが有効である。すなわち、n型クラッ
ド層、活性層、及びp型MgZn1−xO(ただし、
0≦x≦1)層からなるp型クラッド層がこの順序にて
積層された構造の発光層部を形成する。そして、本発明
の発光素子の製造方法の第二は、n型クラッド層を成長
するn型クラッド層成長工程と、活性層を成長する活性
層成長工程と、反応容器内に、有機金属ガス、酸素成分
源ガス及びp型ドーパントガスとを供給することによ
り、有機金属気相成長法によりp型クラッド層を成長さ
せるとともに、該p型クラッド層の成長途中及び/又は
成長完了後に、当該成長途中及び/又は成長完了後の層
を酸素含有雰囲気中にて熱処理する工程を含むp型クラ
ッド層成長工程を、有することを特徴とする。該方法に
より、ダブルへテロ構造特有の高い発光強度を示す素子
を安定的に実現できる。
In order to obtain a high-luminance light-emitting element, it is effective to form the light-emitting layer having a double heterostructure as described below. That is, the n-type cladding layer, the active layer, and the p-type Mg x Zn 1-x O (however,
A light-emitting layer portion having a structure in which p-type clad layers composed of 0 ≦ x ≦ 1) layers are stacked in this order is formed. And the second of the method for manufacturing a light emitting device of the present invention is an n-type clad layer growing step of growing an n-type clad layer, an active layer growing step of growing an active layer, and an organic metal gas in a reaction vessel. By supplying the oxygen component source gas and the p-type dopant gas, the p-type cladding layer is grown by the metal organic chemical vapor deposition method, and during the growth of the p-type cladding layer and / or after the completion of the growth, And / or a p-type cladding layer growing step including a step of heat-treating the layer after the growth is completed in an oxygen-containing atmosphere. According to this method, an element exhibiting a high emission intensity unique to the double hetero structure can be stably realized.

【0008】なお、発光層部は、n型MgZn1−z
O層(ただし、0≦z≦1)からなるn型クラッド層、
MgZn1−yO層(ただし、0≦y<1、x>y)
からなる活性層、及びp型MgZn1−xO(ただ
し、0≦x≦1)層からなるp型クラッド層がこの順序
にて積層された構造を有するものとして構成できる。こ
の場合、n型クラッド層成長工程においては、反応容器
内に、有機金属ガス及び酸素成分源ガスを供給すること
により、有機金属気相成長法によりn型クラッド層を基
板上に成長するようにする。また、活性層成長工程は、
反応容器内に、有機金属ガス及び酸素成分源ガスを供給
することにより、有機金属気相成長法により活性層を基
板上に成長するとともに、該活性層の成長途中及び/又
は成長完了後に、当該成長途中及び/又は成長完了後の
層を酸素含有雰囲気中にて熱処理する工程を含むものと
する。
The light emitting layer portion is made of n-type Mg z Zn 1-z
An n-type cladding layer composed of an O layer (where 0 ≦ z ≦ 1),
Mg y Zn 1-y O layer (however, 0 ≦ y <1, x> y)
And a p-type clad layer composed of a p - type Mg x Zn 1-x O (where 0 ≦ x ≦ 1) layer is formed in this order. In this case, in the n-type cladding layer growing step, an n-type cladding layer is grown on the substrate by metal organic chemical vapor deposition by supplying an organic metal gas and an oxygen component source gas into the reaction vessel. I do. Also, the active layer growth step
By supplying an organometallic gas and an oxygen component source gas into the reaction vessel, the active layer is grown on the substrate by metalorganic chemical vapor deposition, and during and / or after the completion of the growth of the active layer. A step of heat-treating the layer during growth and / or after completion of growth in an oxygen-containing atmosphere is included.

【0009】上記の方法によると、有機金属気相成長法
によりMgZn1−yO層からなる活性層、及びp型
MgZn1−xO層からなるp型クラッド層を成長す
る際に、その成長途中及び/又は成長完了後の層を酸素
含有雰囲気中にて熱処理することにより、層中に酸素欠
損が発生することを効果的に抑制でき、ひいてはn型キ
ャリアが少ない結晶を容易に得ることができる。その結
果、p型クラッド層については、前記本発明の方法の第
一と同様に、p型キャリアを補償するための過剰なp型
ドーパントの添加が不要となり、活性層についてはキャ
リア濃度が低く発光再結合効率の高い層を実現できる。
また、発光層部をなす全ての層を安価なMgZnO系の
酸化物材料にて構成できるため、大幅なコスト削減も可
能となる。他方、n型クラッド層の成長時には、上記の
熱処理を行なわないことにより、酸素欠損をむしろ積極
的に発生させるようにしている(なお、以下の説明にお
いて、ZnOのZnの一部をMgで置換した複合酸化物
をMgZnOと略記することがあるが、これは、Mg:
Zn:O=1:1:1であることを意味するものではな
い)。
According to the above method, when growing an active layer composed of a Mg y Zn 1-y O layer and a p - type clad layer composed of a p - type Mg x Zn 1-x O layer by metal organic chemical vapor deposition, In addition, by subjecting the layer during and / or after the growth to a heat treatment in an oxygen-containing atmosphere, the generation of oxygen vacancies in the layer can be effectively suppressed, and as a result, crystals having few n-type carriers can be easily formed. Can be obtained. As a result, the p-type cladding layer does not require the addition of an excessive p-type dopant for compensating the p-type carriers, as in the first method of the present invention, and the active layer has a low carrier concentration and emits light. A layer with high recombination efficiency can be realized.
Further, since all the layers constituting the light emitting layer portion can be made of an inexpensive MgZnO-based oxide material, it is possible to greatly reduce the cost. On the other hand, during the growth of the n-type cladding layer, the above-described heat treatment is not performed, so that oxygen vacancies are rather positively generated (in the following description, part of Zn in ZnO is replaced by Mg). May be abbreviated as MgZnO, which is represented by Mg:
It does not mean that Zn: O = 1: 1: 1).

【0010】次に、p型MgZnO層あるいはMgZn
O活性層中の酸素欠損濃度は、10個/cm以下に留
めることが望ましい(0個/cmとなることを妨げな
い)。この場合、高周波スパッタリングや分子線エピタ
キシ(MBE(Molecular Beam Epitaxy))は、成長雰
囲気の圧力が10−4torr〜10−2torrと低
いため、酸素欠損の発生を抑制することが非常に困難で
あり、p型MgZnO層の成長が事実上不可能である
が、MOVPE法を用いた気相成長法は、成長中の酸素
分圧を自由に変化させることができるため、雰囲気圧力
をある程度上昇させることで酸素離脱ひいては酸素欠損
の発生を効果的に抑制できる。
Next, a p-type MgZnO layer or MgZn
It is desirable that the oxygen deficiency concentration in the O active layer be kept at 10 atoms / cm 3 or less (it does not prevent the concentration to become 0 atoms / cm 3 ). In this case, high-frequency sputtering or molecular beam epitaxy (MBE (Molecular Beam Epitaxy)) is very difficult to suppress the generation of oxygen vacancies because the pressure of the growth atmosphere is as low as 10 −4 torr to 10 −2 torr. Although it is practically impossible to grow a p-type MgZnO layer, the vapor pressure growth method using the MOVPE method can freely change the oxygen partial pressure during growth, so that the atmospheric pressure is increased to some extent. This effectively suppresses the desorption of oxygen and, consequently, the generation of oxygen deficiency.

【0011】そして、酸素欠損発生を抑制するための熱
処理を行なう際には、有機金属ガスの供給量を、層成長
を優先させるときの供給量よりもなるべく減ずること、
望ましくは供給を停止した状態にて行なうことが、層中
への酸素欠損発生を抑制する観点においてさらに望まし
い。また、熱処理時の酸素含有雰囲気は、酸素成分源ガ
ス(MOVPE法による層成長に使用するものである)
を反応容器中に導入することにより成長すれば、層成長
に用いる反応容器内にて熱処理も行なうことができるの
で能率的である。
When performing a heat treatment for suppressing the generation of oxygen vacancies, the supply amount of the organometallic gas should be reduced as much as possible from the supply amount when giving priority to layer growth.
Desirably, the supply is stopped while the supply is stopped, from the viewpoint of suppressing the generation of oxygen vacancies in the layer. The oxygen-containing atmosphere during the heat treatment is an oxygen component source gas (used for layer growth by MOVPE).
Is introduced into the reaction vessel for growth, heat treatment can also be performed in the reaction vessel used for layer growth, which is efficient.

【0012】熱処理は、層成長が完了した後に行なって
もよいが、層成長途中で万一酸素欠損が形成された場
合、完了後の熱処理では、層の奥深くに取り残された酸
素欠損の除去が困難な場合もある。従って、層成長途中
において熱処理を行なうこと、望ましくは、間欠的な層
成長と酸素含有雰囲気中での熱処理とを繰り返して行な
うことが、酸素欠損発生の一層の抑制を図る上で効果的
である。この場合、熱処理の対象となる層の成長を、酸
素成分源ガスの供給は連続的に継続しつつ、有機金属ガ
スの供給を断続的に停止させることにより行い、当該有
機金属ガスの供給停止期間を熱処理の実施期間とすれ
ば、上記の間欠的な層成長及び熱処理の繰り返しをより
能率的に行なうことができる。
The heat treatment may be performed after the layer growth is completed. However, if an oxygen vacancy is formed during the layer growth, the heat treatment after the completion may remove the oxygen vacancy left deep in the layer. It can be difficult. Therefore, it is effective to perform the heat treatment during the layer growth, desirably, to repeatedly perform the intermittent layer growth and the heat treatment in the oxygen-containing atmosphere in order to further suppress the generation of oxygen vacancies. . In this case, the growth of the layer to be subjected to the heat treatment is performed by intermittently stopping the supply of the organometallic gas while continuously supplying the oxygen component source gas, so that the supply of the organometallic gas is stopped. Is the execution period of the heat treatment, the intermittent layer growth and the repetition of the heat treatment can be performed more efficiently.

【0013】次に、p型MgZnO層あるいはMgZn
O活性層に施す酸素欠損抑制のための熱処理は、MgZ
nOの解離酸素圧よりも酸素分圧が高い酸素含有雰囲気
中にて行なう必要がある(O以外の酸素含有分子も、
含有される酸素をOに換算して組み入れるものとす
る)。MgZnOの解離酸素圧よりも酸素分圧が低い雰
囲気中では、MgZnOの分解が進行して酸素欠損発生
を防止することが不可能となる。熱処理に使用する酸素
含有雰囲気中の酸素分圧は、より望ましくは1torr
以上の圧力とする。また、酸素分圧の上限については特
に制限はないが、熱処理設備の無意味な価格高騰を招か
ない範囲で適宜設定することが望ましい(例えば、反応
容器内にて熱処理を行なう場合は、7600torr程
度)。
Next, a p-type MgZnO layer or MgZn
The heat treatment for suppressing oxygen deficiency applied to the O active layer is performed by using MgZ
It is necessary to carry out the reaction in an oxygen-containing atmosphere in which the oxygen partial pressure is higher than the dissociation oxygen pressure of nO (oxygen-containing molecules other than O 2 also
It shall be incorporated by converting the oxygen contained in O 2). In an atmosphere in which the oxygen partial pressure is lower than the dissociation oxygen pressure of MgZnO, the decomposition of MgZnO proceeds and it becomes impossible to prevent the generation of oxygen deficiency. The oxygen partial pressure in the oxygen-containing atmosphere used for the heat treatment is more desirably 1 torr.
Pressure above. The upper limit of the oxygen partial pressure is not particularly limited, but is desirably set within a range that does not cause a meaningless increase in the price of the heat treatment equipment (for example, when heat treatment is performed in a reaction vessel, about 7600 torr). ).

【0014】次に、MOVPE法によるp型MgZnO
層あるいはMgZnO活性層の成長は、10torr以
上の圧力を有した雰囲気中で行なうことにより、成膜中
の酸素欠損発生をより効果的に抑制でき、良好な特性の
p型MgZnO層あるいはMgZnO活性層を得ること
ができる。この場合、より望ましくは、酸素分圧(O
以外の酸素含有分子も、含有される酸素をOに換算し
て組み入れるものとする)が10torr以上とするの
がよい。
Next, p-type MgZnO by MOVPE method
Layer or MgZnO active layer should be grown at 10 torr or less.
During film formation by performing in an atmosphere with the above pressure
Oxygen deficiency can be suppressed more effectively,
Obtaining a p-type MgZnO layer or MgZnO active layer
Can be. In this case, more preferably, the oxygen partial pressure (O 2
Oxygen containing molecules other than2Converted to
10 torr or more
Is good.

【0015】次に、MgZn1−xOがp型となるた
めには、前述の通り、適当なp型ドーパントを添加する
必要がある。このようなp型ドーパントとしては、N、
Ga、Al、In、Li、Si、C、Seの一種又は2
種以上を用いることができる。これらのうち、特にNを
使用することが、良好なp型特性を得る上で有効であ
る。また、金属元素ドーパントとしてはGa、Al、I
n及びLiの1種又は2種以上、特にGaを使用するこ
とが有効である。これらは、Nと共添加することによ
り、良好なp型特性をより確実に得ることができる。
Next, in order for Mg x Zn 1-x O to be p-type, it is necessary to add an appropriate p-type dopant as described above. Such p-type dopants include N,
One or two of Ga, Al, In, Li, Si, C, Se
More than one species can be used. Of these, the use of N is particularly effective in obtaining good p-type characteristics. Ga, Al, I
It is effective to use one or more of n and Li, particularly Ga. By co-adding these with N, good p-type characteristics can be obtained more reliably.

【0016】なお、十分な発光特性を確保するには、p
型MgZn1−xO層中のp型キャリア濃度が1×1
16個/cm以上8×1018個/cm以下とな
っているのがよい。p型キャリア濃度が1×1016
/cm未満になると十分な発光輝度を得ることが困難
となる場合がある。他方、p型キャリア濃度が8×10
18個/cmを超えると、活性層に注入されるp型キ
ャリアの量が過剰となり、p型MgZn1−xO層へ
の逆拡散や、あるいは障壁を乗り越えてn型クラッド層
へ流入したりして発光に寄与しなくなるp型キャリアが
増え、発光効率の低下につながる場合がある。
Incidentally, in order to secure sufficient light emission characteristics, p
Carrier concentration in the Mg x Zn 1-x O layer is 1 × 1
0 16 / cm 3 or more 8 × 10 18 / cm 3 or better has become less. If the p-type carrier concentration is less than 1 × 10 16 carriers / cm 3 , it may be difficult to obtain sufficient emission luminance. On the other hand, when the p-type carrier concentration is 8 × 10
When the number exceeds 18 / cm 3 , the amount of p-type carriers injected into the active layer becomes excessive, and the diffusion into the p-type Mg x Zn 1-x O layer or over the barrier to the n-type cladding layer. In some cases, p-type carriers that do not contribute to light emission due to inflow increase, leading to a decrease in luminous efficiency.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、添付の図
面を用いて説明する。図1は、本発明に係る発光素子の
要部の積層構造を模式的に示すものであり、n型クラッ
ド層34、活性層33及びp型クラッド層2がこの順序
にて積層された発光層部を有している。そして、p型ク
ラッド層2がp型MgZn1−xO層(0≦x≦1:
以下、p型MgZnO層2ともいう)として形成されて
いる。該p型MgZnO層2には、p型ドーパントとし
て、例えばN、Ga、Al、In、Liの一種又は2種
以上が微量含有されている。また、p型キャリア濃度は
前述の通り1×1016個/cm以上8×1018
/cm以下、例えば1017個/cm〜1018
cm程度の範囲で調整される。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows a laminated structure of a main part of a light emitting device according to the present invention, in which an n-type cladding layer 34, an active layer 33 and a p-type cladding layer 2 are laminated in this order. Part. Then, the p-type cladding layer 2 is formed of a p-type Mg x Zn 1-x O layer (0 ≦ x ≦ 1:
Hereinafter, it is also referred to as a p-type MgZnO layer 2). The p-type MgZnO layer 2 contains a trace amount of one or more of N, Ga, Al, In, and Li as a p-type dopant. As described above, the p-type carrier concentration is 1 × 10 16 / cm 3 or more and 8 × 10 18 / cm 3 or less, for example, 10 17 / cm 3 to 10 18 / cm 3.
It is adjusted in the range of about cm 3 .

【0018】図2は、MgZnOの結晶構造を示すもの
で、いわゆるウルツ鉱型構造を有する。該構造では、酸
素イオン充填面と金属イオン(ZnイオンまたはMgイ
オン)充填面とがc軸方向に交互に積層される形となっ
ており、図3に示すように、p型MgZnO層2はc軸
が層厚方向に沿うように形成される。酸素イオンが欠落
して空孔を生ずると酸素欠損となり、n型キャリアであ
る電子を生ずる。従って、このような酸素欠損が多く形
成されすぎると、n型キャリアが増加してp型導電性を
示さなくなる。そこで、p型MgZnO層を成長する際
には、酸素欠損の発生を如何に抑制するかが重要とな
る。
FIG. 2 shows the crystal structure of MgZnO, which has a so-called wurtzite structure. In this structure, the surface filled with oxygen ions and the surface filled with metal ions (Zn ions or Mg ions) are alternately stacked in the c-axis direction. As shown in FIG. 3, the p-type MgZnO layer 2 It is formed so that the c-axis is along the layer thickness direction. When vacancies are generated due to lack of oxygen ions, oxygen vacancies occur, and electrons serving as n-type carriers are generated. Therefore, if too many such oxygen vacancies are formed, the number of n-type carriers increases and the p-type conductivity is not exhibited. Therefore, when growing a p-type MgZnO layer, it is important how to suppress the generation of oxygen vacancies.

【0019】既に説明した通り、p型MgZnO層2は
MOVPE法により成長される。MOVPE法の成長原
理自体は公知である。この気相成長の際に前述したp型
ドーパントの添加を行なう。そして、該気相成長による
p型MgZnO層2の成長途中及び/又は成長完了後に
おいて、該層を酸素含有雰囲気中にて熱処理することに
より、酸素イオンの離脱が抑制され、酸素欠損の少ない
良好なp型MgZnO層2が得られる。また、p型Mg
ZnO層2の成長を、10torr以上の雰囲気圧力下
にて行なうことも、酸素欠損発生抑制を図る上で効果的
である。
As described above, the p-type MgZnO layer 2 is grown by MOVPE. The growth principle of the MOVPE method itself is known. During the vapor phase growth, the above-mentioned p-type dopant is added. Then, during and / or after the growth of the p-type MgZnO layer 2 by the vapor phase growth, the layer is subjected to a heat treatment in an oxygen-containing atmosphere, so that desorption of oxygen ions is suppressed, and good oxygen deficiency is reduced. Thus, a p-type MgZnO layer 2 is obtained. In addition, p-type Mg
Growing the ZnO layer 2 under an atmospheric pressure of 10 torr or more is also effective in suppressing the generation of oxygen vacancies.

【0020】図1に戻り、活性層33は、要求される発
光波長に応じて適宜のバンドギャップを有するものが使
用される。例えば、可視光発光に使用するものは、波長
400nm〜570nmにて発光可能なバンドギャップ
エネルギーEg(3.10eV〜2.18eV程度)を
有するものを選択する。これは、紫から緑色までをカバ
ーする発光波長帯であるが、特に青色発光に使用する場
合は、波長450nm〜500nmにて発光可能なバン
ドギャップエネルギーEg(2.76eV〜2.48e
V程度)を有するものを選択する。また、紫外線発光に
使用するものは、波長280nm〜400nmにて発光
可能なバンドギャップエネルギーEg(4.43eV〜
3.10eV程度)を有するものを選択する。
Returning to FIG. 1, the active layer 33 has an appropriate band gap according to a required emission wavelength. For example, a material used for visible light emission has a band gap energy Eg (about 3.10 eV to 2.18 eV) capable of emitting light at a wavelength of 400 nm to 570 nm. This is an emission wavelength band covering from violet to green, but in particular, when used for blue emission, a band gap energy Eg (2.76 eV to 2.48 e) capable of emitting light at a wavelength of 450 nm to 500 nm.
V). In addition, those used for ultraviolet light emission have a band gap energy Eg (4.43 eV or less) capable of emitting light at a wavelength of 280 nm to 400 nm.
(Approximately 3.10 eV).

【0021】例えば活性層33は、p型MgZnO層と
の間にタイプIのバンドラインナップを形成する半導体
により形成することができる。このような活性層33
は、例えばMgZn1−yO層(ただし、0≦y<
1、x>y:以下、MgZnO活性層ともいう)として
形成することができる。「活性層とp型MgZnO層と
の間にタイプIのバンドラインナップが形成される」と
は、図4に示すように、p型クラッド層(p型MgZn
O層2)の伝導帯底及び価電子帯上端の各エネルギーレ
ベルEcp,Evpと、活性層の伝導帯底及び価電子帯
上端の各エネルギーレベルEci,Eviとの間に次の
ような大小関係が成立している接合構造をいう: Eci<Ecp ‥‥(1) Evi>Evp ‥‥(2)
For example, the active layer 33 can be formed of a semiconductor that forms a type I band lineup with the p-type MgZnO layer. Such an active layer 33
Is, for example, a Mg y Zn 1-y O layer (where 0 ≦ y <
1, x> y: hereinafter also referred to as MgZnO active layer). “A type I band lineup is formed between the active layer and the p-type MgZnO layer”, as shown in FIG.
The following magnitude relationship is established between the energy levels Ecp and Evp at the bottom of the conduction band and the top of the valence band of the O layer 2) and the energy levels Eci and Evi at the bottom of the conduction band and the top of the valence band of the active layer. Eci <Ecp ‥‥ (1) Evi> Evp ‥‥ (2)

【0022】該構造では、活性層33からn型クラッド
層34への正孔の順拡散と、p型クラッド層2への電子
(n型キャリア)の順拡散のいずれに関してもポテンシ
ャル障壁が生ずる。そして、活性層33とn型クラッド
層34との間に図4と同様のタイプI型バンドラインナ
ップが形成されるようn型クラッド層34の材質選択を
行なえば、活性層の位置には、伝導帯底及び価電子帯上
端の両方に井戸状のポテンシャル障壁が形成され、電子
と正孔との双方に対して閉じ込め効果が高められる。そ
の結果、キャリア再結合促進ひいては発光効率向上が一
層顕著となる。n型クラッド層34の材質は、AlGa
Nなどでもよいが、n型MgZn1− O層(ただ
し、0≦z≦1:以下、n型MgZnO層ともいう)を
使用すれば、発光層部をなす全ての層がMgZnO系の
酸化物材料にて構成できるため(以下、このような発光
層部を「全酸化物型発光層部」という)、前記したGa
やInなどの希少金属を使用する必要がなくなり(ドー
パントを除く)、大幅なコスト削減が可能となる。ここ
で、n型MgZnO層34とp型MgZnO層の混晶比
を等しくすれば、活性層両側のポテンシャル障壁高さは
等しくなる。なお、活性層33の厚さtは、活性層33
内でのキャリア密度の低下を招かず、かつトンネル効果
にて活性層33を通過するキャリアが増加し過ぎないよ
うに、例えば30nm〜1000nmの値とする。
In this structure, a potential barrier occurs in both forward diffusion of holes from the active layer 33 to the n-type cladding layer 34 and forward diffusion of electrons (n-type carriers) to the p-type cladding layer 2. Then, if the material of the n-type cladding layer 34 is selected so that a type I band lineup similar to that shown in FIG. 4 is formed between the active layer 33 and the n-type cladding layer 34, the position of the active layer becomes conductive. Well-shaped potential barriers are formed at both the bottom of the band and the top of the valence band, and the effect of confining both electrons and holes is enhanced. As a result, the promotion of carrier recombination and the improvement of the luminous efficiency become more remarkable. The material of the n-type cladding layer 34 is AlGa
N may be used, but if an n-type Mg z Zn 1- z O layer (where 0 ≦ z ≦ 1: hereinafter also referred to as an n-type MgZnO layer) is used, all layers constituting the light emitting layer portion are made of MgZnO-based. (Hereinafter, such a light-emitting layer portion is referred to as “all-oxide-type light-emitting layer portion”).
It is not necessary to use a rare metal such as In or In (except for the dopant), and a significant cost reduction can be achieved. Here, if the mixed crystal ratios of the n-type MgZnO layer 34 and the p-type MgZnO layer are made equal, the potential barrier heights on both sides of the active layer become equal. Note that the thickness t of the active layer 33 is
The value is set to, for example, 30 nm to 1000 nm so as not to cause a decrease in the carrier density in the inside and to prevent the number of carriers passing through the active layer 33 from excessively increasing due to the tunnel effect.

【0023】MgZnO活性層33において、混晶比y
の値は、バンドギャップエネルギーEgを決める因子と
もなる。例えば、波長280nm〜400nmの紫外線
発光を行なわせる場合は0≦y≦0.5の範囲にて選択
する。また、形成されるポテンシャル障壁の高さは、発
光ダイオードでは0.1eV〜0.3eV程度、半導体
レーザー光源では0.25eV〜0.5eV程度とする
のがよい。この値は、p型MgZn1−xO層2、M
Zn1−yO活性層33及びn型MgZn1−z
O層34の各混晶比x、y、zの数値の選択により決定
できる。
In the MgZnO active layer 33, the mixed crystal ratio y
Is also a factor that determines the bandgap energy Eg. For example, when ultraviolet light having a wavelength of 280 nm to 400 nm is to be emitted, a range of 0 ≦ y ≦ 0.5 is selected. The height of the potential barrier formed is preferably about 0.1 eV to 0.3 eV for a light emitting diode and about 0.25 eV to 0.5 eV for a semiconductor laser light source. This value is the same as the p-type Mg x Zn 1-x O layer 2, M
g y Zn 1-y O active layer 33 and n-type Mg z Zn 1-z
It can be determined by selecting numerical values of the respective mixed crystal ratios x, y, and z of the O layer 34.

【0024】以下、上記全酸化物型発光層部を有した発
光素子の製造工程の一例を説明する。まず、図6(a)
に示すように、サファイア基板10上にGaNバッファ
層11をエピタキシャル成長し、次いで、p型MgZn
O層52(層厚例えば50nm)、MgZnO活性層5
3(層厚例えば30nm)及びn型MgZnO層54
(層厚例えば50nm)をこの順序にて成長する(成長
順序を逆転させてもよい)。これら各層のエピタキシャ
ル成長は、前述の通りMOVPE法にて成長できる。な
お、本明細書においてMBEは、金属元素成分源と非金
属元素成分源との両方を固体とする狭義のMBEに加
え、金属元素成分源を有機金属とし非金属元素成分源を
固体とするMOMBE(Metal Organic Molecular Beam
Epitaxy)、金属元素成分源を固体とし非金属元素成分
源を気体とするガスソースMBE、金属元素成分源を有
機金属とし非金属元素成分源を気体とする化学ビームエ
ピタキシ(CBE(ChemicalBeam Epitaxy))を概念と
して含む。
Hereinafter, an example of a manufacturing process of a light emitting device having the all-oxide type light emitting layer will be described. First, FIG.
As shown in FIG. 1, a GaN buffer layer 11 is epitaxially grown on a sapphire substrate 10 and then a p-type MgZn
O layer 52 (layer thickness, for example, 50 nm), MgZnO active layer 5
3 (layer thickness of, for example, 30 nm) and n-type MgZnO layer 54
(A layer thickness of, for example, 50 nm) is grown in this order (the growth order may be reversed). The epitaxial growth of each of these layers can be performed by the MOVPE method as described above. In this specification, MBE refers to a MOMBE in which both a metal element component source and a non-metal element component source are solid, and a MOMBE in which a metal element component source is an organic metal and a non-metal element component source is a solid. (Metal Organic Molecular Beam
Epitaxy), gas source MBE using metal element source as solid and non-metal element source as gas, chemical beam epitaxy using organic metal as metal element source and non-metal element source as gas (CBE (Chemical Beam Epitaxy)) Is included as a concept.

【0025】図5(a)〜(c)に示すように、MOV
PE法により、p型MgZnO層52、MgZnO活性
層53及びn型MgZnO層54を全て同じ原料を用い
て同一の反応容器内にて連続的に成長できる。この場
合、GaNバッファ層(図5では図示せず)との反応性
を低減し、格子整合性を高めるために、多少低めの温
度、例えば300℃〜400℃にて成長を行なうことが
望ましい。なお、基板の加熱は、図5(d)に示すよう
に、基板を支持するサセプタ内に組み込まれたヒータに
より行なう。
As shown in FIGS. 5A to 5C, the MOV
By the PE method, the p-type MgZnO layer 52, the MgZnO active layer 53, and the n-type MgZnO layer 54 can all be continuously grown in the same reaction vessel using the same raw material. In this case, in order to reduce the reactivity with the GaN buffer layer (not shown in FIG. 5) and increase the lattice matching, it is desirable to perform the growth at a somewhat lower temperature, for example, 300 ° C. to 400 ° C. The heating of the substrate is performed by a heater incorporated in a susceptor that supports the substrate, as shown in FIG.

【0026】各層の主原料としては次のようなものを用
いることができる: ・酸素成分源ガス:酸素ガスを用いることもできるが、
酸化性化合物ガスの形で供給することが、後述する有機
金属との過度の反応を抑制する観点において望ましい。
具体的には、NO、NO、NO、COなど。本実施
形態では、NO(亜酸化窒素)を用いている。 ・Zn源(金属成分源)ガス:ジメチル亜鉛(DMZ
n)、ジエチル亜鉛(DEZn)など; ・Mg源(金属成分源)ガス:ビスシクロペンタジエニ
ルマグネシウム(CpMg)など。
The following can be used as the main raw material for each layer: Oxygen component source gas: Although oxygen gas can be used,
Supplying in the form of an oxidizing compound gas is desirable from the viewpoint of suppressing an excessive reaction with an organic metal described later.
Specifically, N 2 O, NO, NO 2 , CO, etc. In the present embodiment, N 2 O (nitrous oxide) is used. -Zn source (metal component source) gas: dimethyl zinc (DMZ)
n), diethyl zinc (DEZn) and the like; Mg source (metal component source) gas: biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) and the like.

【0027】また、p型ドーパントガスとしては次のよ
うなものを用いることができる; ・Li源ガス:ノルマルブチルリチウムなど; ・Si源ガス:モノシランなどのシリコン水素化物な
ど; ・C源ガス:炭化水素(例えばCを1つ以上含むアルキ
ルなど); ・Se源ガス:セレン化水素など。
The following can be used as the p-type dopant gas: Li source gas: normal butyl lithium or the like; Si source gas: silicon hydride such as monosilane; C source gas: Hydrocarbons (eg, alkyls containing one or more Cs); Se source gas: hydrogen selenide or the like.

【0028】また、Al、Ga及びInの1種又は2種
以上は、Nとの共添加により良好なp型ドーパントとし
て機能させることができる。ドーパントガスとしては以
下のようなものを使用できる; ・Al源ガス;トリメチルアルミニウム(TMAl)、
トリエチルアルミニウム(TEAl)など; ・Ga源ガス;トリメチルガリウム(TMGa)、トリ
エチルガリウム(TEGa)など; ・In源ガス;トリメチルインジウム(TMIn)、ト
リエチルインジウム(TEIn)など。 p型ドーパントとして金属元素(Ga)とともにNが使
用される場合、p型MgZnO層の気相成長を行なう際
に、N源となる気体を、Ga源となる有機金属ガスととも
に供給するようにする。例えば、本実施形態では、酸素
成分源として使用するNOがN源としても機能する形
となる。
One or more of Al, Ga and In can function as a good p-type dopant by co-addition with N. The following can be used as the dopant gas: Al source gas; trimethyl aluminum (TMAl);
-Ga source gas; trimethyl gallium (TMGa), triethyl gallium (TEGa), etc .; -In source gas; trimethyl indium (TMIn), triethyl indium (TEIn), etc. When N is used together with a metal element (Ga) as a p-type dopant, a gas serving as an N source is supplied together with an organic metal gas serving as a Ga source when performing vapor phase growth of a p-type MgZnO layer. . For example, in the present embodiment, N 2 O used as an oxygen component source also functions as an N source.

【0029】上記の各原料ガスをキャリアガス(例えば
窒素ガス)により適当に希釈し、反応容器内に供給す
る。なお、各層の混晶比の違いにより、層毎にMg源及
びZn源となる有機金属ガスMOの流量比をマスフロー
コントローラMFC等により制御する。また、酸素成分
源ガスであるNO及びp型ドーパント源ガスの流量も
マスフローコントローラMFCにより制御する。
Each of the above source gases is appropriately diluted with a carrier gas (for example, nitrogen gas) and supplied into the reaction vessel. The flow ratio of the organometallic gas MO serving as a Mg source and a Zn source is controlled by a mass flow controller MFC or the like for each layer, depending on the mixed crystal ratio of each layer. The mass flow controller MFC also controls the flow rates of N 2 O, which is an oxygen component source gas, and a p-type dopant source gas.

【0030】n型MgZnO層54の成長に際しては酸
素欠損を積極的に生じさせてn型とする方法を採用で
き、MgZnO活性層53及びp型MgZnO層52を
成長する場合よりも雰囲気圧力を下げる(例えば10t
orr未満とする)ことが有効である。また、n型ドー
パントを別途導入する形で層成長を行なってもよい。あ
るいは、供給原料のII族とVI族との比(供給II/
VI比)を大きくしても良い。
In growing the n-type MgZnO layer 54, a method of positively generating oxygen vacancies to make it n-type can be adopted, and the atmospheric pressure is reduced as compared with the case of growing the MgZnO active layer 53 and the p-type MgZnO layer 52. (For example, 10t
or less). Further, the layer may be grown by introducing an n-type dopant separately. Alternatively, the ratio of Group II to Group VI feed (Feed II /
VI ratio) may be increased.

【0031】また、MgZnO活性層53及びp型Mg
ZnO層52を成長する際は、酸素欠損発生を抑制する
ために、以下のような本発明特有の方法が採用される。
すなわち、図5(a)及び(b)に示すように、層の成
長を、酸素成分源ガス(NO)の供給は連続的に継続
しつつ、有機金属ガスの供給は断続的に停止させ、当該
有機金属ガスの供給停止期間を、酸素欠損の発生抑制あ
るいは生じた酸素欠損の修復のための熱処理の実施期間
に充当する。
The MgZnO active layer 53 and the p-type Mg
When the ZnO layer 52 is grown, the following method unique to the present invention is employed to suppress the generation of oxygen vacancies.
That is, as shown in FIGS. 5A and 5B, the supply of the organometallic gas is intermittently stopped while the supply of the oxygen component source gas (N 2 O) is continuously continued. The period during which the supply of the organometallic gas is stopped is applied to the period during which heat treatment for suppressing the generation of oxygen vacancies or repairing the generated oxygen vacancies is performed.

【0032】酸素欠損は、層成長中における酸素の脱離
により生ずるが、これを抑制するには、有機金属ガス中
の金属イオン(ZnとMg)を、酸素成分源ガス中の酸
素と十分に反応させることが重要である。酸素とZn及
びMgとの結合エネルギーは大きいので、過不足なくお
互いに反応した後では酸素は再脱離しにくくなる。しか
し、反応が十分に進行しない中間状態では酸素の離脱は
起こりやすいと考えられ、特に、前述のような低温での
層成長を実施した場合は、こうした不完全反応に起因し
た酸素欠損が生じやすいと考えられる。
Oxygen deficiency is caused by desorption of oxygen during layer growth. To suppress this, metal ions (Zn and Mg) in the organometallic gas are sufficiently converted to oxygen in the oxygen component source gas. It is important to react. Since the binding energy between oxygen and Zn and Mg is large, oxygen is less likely to be eliminated again after reacting with each other without excess or shortage. However, it is considered that oxygen is easily desorbed in an intermediate state where the reaction does not sufficiently proceed. Particularly, when layer growth is performed at a low temperature as described above, oxygen deficiency due to such an incomplete reaction is likely to occur. it is conceivable that.

【0033】そこで、図7(a)に示すように、酸素欠
損が層内の奥深くに取り込まれないよう、極薄く層成長
を行なった後、(b)に示すように有機金属ガスの供給
を停止させて、酸素成分源ガス(NO)のみを供給し
て熱処理を行なえば、未反応の酸素成分源ガスと有機金
属ガスとの反応が促進され、酸素欠陥の形成が抑制され
る。また、仮に酸素欠損が形成されても、酸素成分源ガ
ス中の酸素が分解・吸着し、酸素欠損が修復される効果
も期待できる。そして、これらの効果が十分達成される
のに必要十分な時間の熱処理が完了すれば、(c)に示
すように有機金属ガスの供給を再開し、さらに層成長を
行なう。以下、これらの繰り返しとなる。図8(a)に
は、有機金属(MO)ガスと、酸素成分源ガスとの供給
シーケンスの例を示している。また、MgZnO活性層
53とp型MgZnO層52とでは、ドーパントガスの
供給を前者において行なわず、後者において行なう点を
除けば、基本的には同じ処理にて成長が行なわれる。
Therefore, as shown in FIG. 7 (a), after a very thin layer is grown so that oxygen vacancies are not taken deep into the layer, the supply of the organometallic gas is performed as shown in FIG. 7 (b). If the heat treatment is performed by supplying only the oxygen component source gas (N 2 O) after stopping, the reaction between the unreacted oxygen component source gas and the organometallic gas is promoted, and the formation of oxygen defects is suppressed. Further, even if oxygen deficiency is formed, an effect that oxygen in the oxygen component source gas is decomposed and adsorbed and the oxygen deficiency is repaired can be expected. Then, when the heat treatment for a time necessary and sufficient to achieve these effects is completed, the supply of the organometallic gas is restarted as shown in FIG. Hereinafter, these are repeated. FIG. 8A shows an example of a supply sequence of an organic metal (MO) gas and an oxygen component source gas. The growth of the MgZnO active layer 53 and the p-type MgZnO layer 52 is basically performed in the same manner, except that the supply of the dopant gas is not performed in the former, but in the latter.

【0034】この場合、酸素成分源ガスの分解や、吸着
した酸素の酸素欠損補修のための再配列、さらには既に
層に取り込まれている金属イオンと結合反応を促すため
に、熱処理時の層表面は、層成長温度より100℃以上
高く、酸化物の融点以下(本実施形態では700℃)の
温度に保持されている必要がある。層成長温度より10
0℃未満では、酸素欠損抑制効果が不十分となる。ま
た、酸化物の融点を超えた温度の採用が無意味であるこ
とは自明である。なお、熱処理温度は層成長時の基板温
度よりも高く設定されるので、基板加熱用のヒータとは
別に設けられた熱処理用の専用ヒータを設けておくと便
利である。図5では、そのようなヒータとして赤外線ラ
ンプを使用している。
In this case, in order to promote the decomposition of the oxygen component source gas, rearrangement of the adsorbed oxygen for repairing oxygen deficiency, and a bonding reaction with metal ions already taken into the layer, the layer during the heat treatment is formed. The surface needs to be maintained at a temperature higher than the layer growth temperature by 100 ° C. or higher and lower than the melting point of the oxide (700 ° C. in this embodiment). 10 from layer growth temperature
Below 0 ° C., the effect of suppressing oxygen deficiency becomes insufficient. It is obvious that the use of a temperature exceeding the melting point of the oxide is meaningless. Since the heat treatment temperature is set higher than the substrate temperature during the layer growth, it is convenient to provide a dedicated heat treatment heater provided separately from the substrate heating heater. In FIG. 5, an infrared lamp is used as such a heater.

【0035】なお、新たな層成長部分に酸素欠損が形成
されたとき、これがなるべく塞がれてしまわないうちに
熱処理を行なうことが、酸素欠損の修復をより温和な条
件でスムーズに行なう上で有利となる。そのためには、
断続的(間欠的)に行なう層成長の単位を、1原子層
(ここでは、隣接する酸素イオン充填層と金属イオン充
填層とを一組として、1原子層を構成するものとみな
す)前後に設定することが有効である。従って、有機金
属ガスの導入時間sは、該1原子層の成長に必要なガス
導入量が得られるように設定する。
When an oxygen vacancy is formed in a new layer growth portion, it is necessary to perform a heat treatment before the oxygen vacancy is closed as much as possible, in order to repair the oxygen vacancy smoothly under milder conditions. This is advantageous. for that purpose,
The unit of the layer growth performed intermittently (intermittently) is before and after one atomic layer (here, it is assumed that an adjacent oxygen ion-filled layer and a metal ion-filled layer constitute one atomic layer to constitute one atomic layer). It is effective to set. Therefore, the introduction time s of the organometallic gas is set so as to obtain a gas introduction amount necessary for growing the one atomic layer.

【0036】なお、有機金属ガスの導入時間sは、0.
5原子層以上2原子層未満の範囲内であれば、図9
(a)に示すように、1原子層丁度を成長するための導
入時間sよりも長い時間s’を採用したり、あるいは
(b)に示すように短い時間s”を採用したりすること
もできる。有機金属ガスの導入時間sが0.5原子層相
当時間以下になると製造能率の低下を招き、2原子層相
当時間以上になると、酸素欠損の発生抑制のための熱処
理時間が長くなりすぎ、断続的に層成長を行なうことの
利点が少なくなる。なお、有機金属ガスの導入時間s
は、金属原子に対して酸素原子が反応し、結晶格子のひ
ずみが緩和する時間を見込んで設定することが望まし
い。
The time s for introducing the organometallic gas is set to 0.1.
If it is within the range of 5 atomic layers or more and less than 2 atomic layers, FIG.
As shown in (a), a time s' longer than the introduction time s for growing just one atomic layer may be employed, or a shorter time s "may be employed as shown in (b). When the introduction time s of the organometallic gas is less than 0.5 atomic layer equivalent time, the production efficiency is lowered, and when the introduction time s is more than 2 atomic layer equivalent time, the heat treatment time for suppressing the generation of oxygen deficiency becomes too long. In addition, the advantage of intermittently growing the layer is reduced.
It is desirable that the time be set in consideration of the time when the oxygen atoms react with the metal atoms and the strain of the crystal lattice is relaxed.

【0037】他方、熱処理期間の時間であるが、金属原
子と酸素原子との反応自体は短時間で完了するが、均一
に反応を起こさせるためには、有機金属ガスを反応容器
からパージアウトするための時間が事実上必要である
(このパージアウト時も含めて、熱処理期間との切換時
には、有機金属ガスの流量は時間とともに変化する過渡
期間が必ず生ずるが、図8((d)を除く)及び図9に
おいては、この過渡期間を省略して描いている)。例え
ば、図5(d)に示すように反応容器のガス流通断面積
を20cm、総ガス量を50リットル/分(標準状態
換算値)、基板を含む加熱部分のガス流方向の長さが
5.0cmのとき、最低必要なパージ時間は0.002
秒となる。ただ、ガスシーケンサの信号入出力サイクル
を精度良く0.1秒未満に保つことは技術上困難である
他、反応容器の内壁付近及び基板を含む加熱部分はよど
み層になっているため流速が遅くなっており、0.00
2秒のパージ時間では不十分である。そこで、機械的な
精度も含めて1秒以上の有機金属導入中断時間を設定す
ることが望ましい。熱処理の具体的な条件として、例え
ば窒素流量10リットル/分(標準状態換算)、N
流量1リットル/分(標準状態換算)、層表面温度70
0℃、圧力760Torr、1サイクルの保持時間が5
〜15秒間である。
On the other hand, during the heat treatment period, the reaction itself between the metal atoms and the oxygen atoms is completed in a short time, but in order to cause the reaction to occur uniformly, the organic metal gas is purged from the reaction vessel. (In the case of switching to the heat treatment period including the purge-out period, a transient period in which the flow rate of the organometallic gas changes with time necessarily occurs. ) And FIG. 9 omits this transition period). For example, as shown in FIG. 5 (d), the gas flow cross-sectional area of the reaction vessel is 20 cm 2 , the total gas amount is 50 liter / min (converted to the standard state), and the length of the heated portion including the substrate in the gas flow direction is At 5.0 cm, the minimum required purge time is 0.002
Seconds. However, it is technically difficult to accurately maintain the signal input / output cycle of the gas sequencer at less than 0.1 second.In addition, the flow rate is low due to the formation of a stagnation layer near the inner wall of the reaction vessel and the heated portion including the substrate. And 0.00
A purge time of 2 seconds is not enough. Therefore, it is desirable to set an organic metal introduction interruption time of 1 second or more including mechanical accuracy. Specific conditions of the heat treatment include, for example, a nitrogen flow rate of 10 l / min (converted to a standard state), N 2 O
Flow rate 1 liter / min (standard condition conversion), layer surface temperature 70
0 ° C., pressure 760 Torr, retention time of one cycle is 5
~ 15 seconds.

【0038】なお、図8(b)に示すように、熱処理期
間において有機金属ガスの供給を完全に停止せず、酸素
欠損抑制効果が大きく損なわれない範囲で少量の有機金
属ガスの供給を継続するようにしてもよい。また、熱処
理期間においては酸素欠損抑制及び修復に必要な酸素が
供給されるだけで十分なので、図8(c)に示すよう
に、酸素成分源ガスの供給量を層成長期間より少なく設
定することも可能である。また、図8(a)のように、
有機金属ガスの供給をステップ状に変化させるのではな
く、図8(d)に示すように、供給量を漸減/漸増させ
る方式を採用することもできる。
As shown in FIG. 8B, during the heat treatment period, the supply of the organic metal gas is not completely stopped, and the supply of a small amount of the organic metal gas is continued within a range where the effect of suppressing oxygen deficiency is not significantly impaired. You may make it. Further, in the heat treatment period, it is sufficient to supply only the oxygen necessary for suppressing and repairing the oxygen deficiency. Therefore, as shown in FIG. 8C, the supply amount of the oxygen component source gas is set to be smaller than that in the layer growth period. Is also possible. Also, as shown in FIG.
Instead of changing the supply of the organic metal gas stepwise, a method of gradually decreasing / gradually increasing the supply amount as shown in FIG. 8D can be adopted.

【0039】次に、有機金属ガスの導入により層の成長
を行なう際は、反応容器内の圧力を10torr以上に
保持することが有効である。これにより酸素の離脱が一
層抑制され、酸素欠損の少ないMgZnO層を成長する
ことができる。特に酸素成分源としてNOを使用する
場合、上記の圧力設定によりNOの解離が急激に進行
することが防止され、酸素欠損の発生をより効果的に抑
制することが可能となる。雰囲気圧力は高ければ高いほ
ど酸素離脱抑制効果は高められるが、760torr
(1気圧)程度までの圧力でも効果は十分顕著である。
例えば、760torr以下であれば、反応容器内が常
圧又は減圧となるので容器シール構造が比較的簡略なも
ので済む利点がある。他方、760torrを超える圧
力を採用する場合は、容器内が加圧となるので内部の気
体が漏れ出さないようにやや強固なシール構造を、ま
た、圧力が相当高い場合には耐圧構造等を考慮する必要
があるが、酸素離脱抑制効果は一層顕著となる。この場
合、圧力の上限は、装置コストと達成できる酸素離脱抑
制効果との兼ね合いにより適当な値に定めるべきである
(例えば、7600torr(10気圧)程度)。
Next, when growing a layer by introducing an organometallic gas, it is effective to maintain the pressure in the reaction vessel at 10 torr or more. Thereby, the desorption of oxygen is further suppressed, and an MgZnO layer with less oxygen deficiency can be grown. In particular, when N 2 O is used as the oxygen component source, the above-mentioned pressure setting prevents the dissociation of N 2 O from abruptly progressing, thereby making it possible to more effectively suppress the generation of oxygen deficiency. The higher the atmospheric pressure is, the higher the effect of suppressing oxygen desorption is, but it is 760 torr.
The effect is sufficiently remarkable even at a pressure up to about (1 atm).
For example, if the pressure is 760 torr or less, the inside of the reaction vessel is at normal pressure or reduced pressure, so that there is an advantage that the vessel sealing structure can be relatively simple. On the other hand, when a pressure exceeding 760 torr is adopted, the inside of the container is pressurized, so that a somewhat strong sealing structure is employed so that the gas inside does not leak out. However, the effect of suppressing oxygen desorption is more remarkable. In this case, the upper limit of the pressure should be set to an appropriate value (for example, about 7600 torr (10 atm)) in consideration of the apparatus cost and the achievable effect of suppressing oxygen desorption.

【0040】このようにして発光層部の成長が終了すれ
ば、図6(b)に示すようにn型MgZnO層54上に
金属反射層22を形成し、図6(c)に示すようにサフ
ァイア基板10を剥離した後、p型MgZnO層52側
に透明導電材料層25(例えばITO膜)を形成する。
その後、図6(d)に示すように、ダイシングすれば発
光素子104が得られる。なお、サファイア基板などの
成長基板を剥離せず、そのまま素子の一部として流用す
ることも可能である。
When the growth of the light emitting layer is completed in this way, the metal reflection layer 22 is formed on the n-type MgZnO layer 54 as shown in FIG. 6B, and as shown in FIG. After the sapphire substrate 10 is peeled off, a transparent conductive material layer 25 (for example, an ITO film) is formed on the p-type MgZnO layer 52 side.
Thereafter, as shown in FIG. 6D, dicing is performed to obtain the light emitting element 104. Note that a growth substrate such as a sapphire substrate can be used as it is as a part of an element without peeling.

【0041】なお、MgZnO活性層53及びp型Mg
ZnO層52の酸欠損抑制のための熱処理は、層成長後
に一括して行なうこともできる。この場合、この熱処理
を、反応容器とは別の熱処理専用炉に移送して行なうこ
ともできる。また、熱処理は、MgZnO活性層53及
びp型MgZnO層52の各層を成長する毎に、その都
度行なうことが望ましい。また、層内に取り込まれた酸
素欠損の修復を行なうため、断続的に層成長と熱処理と
を繰り返す場合と比較して多少高温での熱処理を行なう
ことが望ましい。熱処理の具体的な条件として、例えば
窒素流量10リットル/分(標準状態換算)、NO流
量1リットル/分(標準状態換算)、層表面温度800
℃、圧力760Torrで処理時間30分間である。
The MgZnO active layer 53 and the p-type Mg
The heat treatment for suppressing the acid deficiency of the ZnO layer 52 can be performed collectively after the layer growth. In this case, this heat treatment can be carried out by transferring to a furnace dedicated to heat treatment, which is different from the reaction vessel. It is desirable that the heat treatment be performed each time the MgZnO active layer 53 and the p-type MgZnO layer 52 are grown. Further, in order to repair oxygen vacancies incorporated in the layer, it is desirable to perform heat treatment at a somewhat higher temperature than when intermittently repeating layer growth and heat treatment. Specific conditions of the heat treatment include, for example, a nitrogen flow rate of 10 liter / minute (converted to standard state), a N 2 O flow rate of 1 liter / minute (converted to standard state), and a layer surface temperature of 800.
C., pressure 760 Torr, processing time 30 minutes.

【0042】また、図1において、活性層33は、p型
MgZnO層2との間にタイプIIのバンドラインナップ
を形成する半導体により形成することもできる。このよ
うな活性層33としては、例えばInGaN層(以下、
InGaN活性層という)を用いることができる。ここ
で、「活性層とp型MgZn1−xO層との間にタイ
プIIのバンドラインナップが形成される」とは、図10
(a)に示すように、p型クラッド層(p型MgZn
1−xO層2)の伝導帯底及び価電子帯上端の各エネル
ギーレベルEcp,Evpと、活性層の伝導帯底及び価
電子帯上端の各エネルギーレベルEci,Eviとの間
に次のような大小関係が成立している接合構造をいう: Eci>Ecp ‥‥(3) Evi>Evp ‥‥(4)
In FIG. 1, the active layer 33 can also be formed of a semiconductor forming a type II band lineup with the p-type MgZnO layer 2. As such an active layer 33, for example, an InGaN layer (hereinafter, referred to as an InGaN layer)
InGaN active layer) can be used. Here, the "band lineup Type II is formed between the active layer and the p-type Mg x Zn 1-x O layer" 10
As shown in (a), a p-type cladding layer (p-type Mg x Zn
Between the energy levels Ecp and Evp at the bottom of the conduction band and the top of the valence band of the 1- xO layer 2) and the energy levels Eci and Evi at the bottom and top of the valence band of the active layer as follows. Eci> Ecp ‥‥ (3) Evi> Evp ‥‥ (4)

【0043】該構造においては、活性層からp型クラッ
ド層への電子(n型キャリア)の順拡散に関しては特に
障壁を生じないが、活性層からp型クラッド層への正孔
(p型キャリア)の逆拡散については比較的高いポテン
シャル障壁が形成されるので、活性層におけるキャリア
再結合が促進され、高い発光効率を実現することができ
る。なお、InNの混晶比をαとしてInαGa1−α
Nと表したとき、青色可視光発光を狙う場合は0.34
≦α≦0.47とするのがよく、紫外線発光を狙う場合
は0≦α≦0.19とするのがよい。
In this structure, there is no particular barrier against forward diffusion of electrons (n-type carriers) from the active layer to the p-type cladding layer, but holes (p-type carriers) from the active layer to the p-type cladding layer. Regarding the back diffusion, since a relatively high potential barrier is formed, carrier recombination in the active layer is promoted, and high luminous efficiency can be realized. In addition, assuming that the mixed crystal ratio of InN is α, In α Ga 1-α
When expressed as N, 0.34 when aiming for blue visible light emission
.Ltoreq..alpha..ltoreq.0.47, and preferably 0.ltoreq..ltoreq..ltoreq.0.19 when aiming at ultraviolet light emission.

【0044】この場合、n型クラッド層34としては、
活性層との間でタイプIのバンドラインナップを形成す
る半導体を使用することが望ましい。このようなn型ク
ラッド層34としては、n型AlGaN(AlβGa
1−βN)層を用いることができる。「n型クラッド層
と活性層との間にタイプIのバンドラインナップが形成
される」とは、図10(a)に示すように、活性層の伝
導帯底及び価電子帯上端の各エネルギーレベルEci,
Eviと、n型クラッド層(n型AlGaN層4)の伝
導帯底及び価電子帯上端の各エネルギーレベルEcn,
Evnとの間に次のような大小関係が成立している接合
構造をいう: Eci<Ecn ‥‥(5) Evi>Evn ‥‥(6)
In this case, as the n-type cladding layer 34,
It is desirable to use a semiconductor that forms a type I band lineup with the active layer. As such an n-type cladding layer 34, n-type AlGaN (Al β Ga
A 1-βN ) layer can be used. "A band lineup of type I is formed between the n-type cladding layer and the active layer" means that each energy level at the bottom of the conduction band and the top of the valence band of the active layer as shown in FIG. Eci,
Evi and energy levels Ecn, at the bottom of the conduction band and at the top of the valence band of the n-type cladding layer (n-type AlGaN layer 4).
A junction structure having the following magnitude relationship with Evn: Eci <Ecn ‥‥ (5) Evi> Evn ‥‥ (6)

【0045】これにより、n型クラッド層から活性層へ
の電子の逆拡散に対して比較的高い障壁を生じるととも
に、価電子帯上端には活性層の位置に井戸状のポテンシ
ャル障壁が形成されるので、正孔に対する閉じ込め効果
が高められる。これは、いずれも活性層におけるキャリ
ア再結合促進ひいては発光効率向上に寄与する。
As a result, a relatively high barrier against back diffusion of electrons from the n-type cladding layer to the active layer is generated, and a well-shaped potential barrier is formed at the upper end of the valence band at the position of the active layer. Therefore, the effect of confining holes is enhanced. This contributes to the promotion of carrier recombination in the active layer and the improvement of the luminous efficiency.

【0046】図10(a)の構造において、活性層から
p型クラッド層への正孔逆拡散の抑制効果は、価電子帯
上端におけるエネルギー障壁高さ(Evi−Evp)を
大きくすることにより高められる。そのためには、p型
クラッド層を構成するp型MgZn1−xO層2のM
gO混晶比、すなわちxの値)を増加させることが有効
である。混晶比xは、必要とされる電流密度に応じて、
キャリアのp型クラッド層への過剰な溢れ出しが生じな
いように定められる。例えば活性層33をInGaN層
とする場合、混晶比xは、発光ダイオードでは0.05
〜0.2程度、半導体レーザー光源では0.1〜0.4
程度とするのがよい。
In the structure of FIG. 10A, the effect of suppressing the back diffusion of holes from the active layer to the p-type cladding layer is enhanced by increasing the height of the energy barrier (Evi-Evp) at the upper end of the valence band. Can be For this purpose, the p-type Mg x Zn 1-x O layer 2 constituting the p-type cladding layer has an M
It is effective to increase the gO mixed crystal ratio, that is, the value of x). The mixed crystal ratio x depends on the required current density.
It is determined so that the carrier does not excessively overflow into the p-type cladding layer. For example, when the active layer 33 is an InGaN layer, the mixed crystal ratio x is 0.05
~ 0.2, 0.1 ~ 0.4 for semiconductor laser light source
It is good to be about.

【0047】一方、伝導帯底は活性層からp型クラッド
層に向けて階段状に下がっているため、活性層中での発
光再結合に寄与しなかった電子はキャリア濃度の高いp
型クラッド層に流れ込むので、オージェ再結合等により
発光にはもはや寄与しなくなる。従って、発光効率を高
めるためには、p型クラッド層に流入する前になるべく
多くの電子が正孔と再結合することが必要である。その
ためには、活性層の厚さtを一定以上(例えば30nm
以上)に大きくすることが有効である。図10(b)に
示すように、活性層の厚さtが小さすぎると、p型クラ
ッド層に流れ込んで発光に寄与しなくなる電子が増大
し、発光効率の低下を招くことにつながる。他方、活性
層の厚さtを必要以上に大きくすることは、活性層内で
のキャリア密度の低下を招くので、発光効率が却って低
下することにつながるので、例えば2μm以下の値とす
る。
On the other hand, since the bottom of the conduction band is stepped down from the active layer toward the p-type cladding layer, the electrons which have not contributed to the luminescence recombination in the active layer are p-type having a high carrier concentration.
Since it flows into the mold cladding layer, it no longer contributes to light emission due to Auger recombination or the like. Therefore, in order to increase the luminous efficiency, it is necessary that as many electrons as possible recombine with holes before flowing into the p-type cladding layer. For this purpose, the thickness t of the active layer is set to a certain value or more (for example, 30 nm).
Above) is effective. As shown in FIG. 10B, if the thickness t of the active layer is too small, the number of electrons that flow into the p-type cladding layer and do not contribute to light emission increases, leading to a decrease in light emission efficiency. On the other hand, if the thickness t of the active layer is increased more than necessary, the carrier density in the active layer is reduced, which leads to a reduction in luminous efficiency. Therefore, the thickness is set to, for example, 2 μm or less.

【0048】また、図10(a)においては、InGa
N活性層を用いた場合のように、Ecp>Eviとなっ
ていること、つまりp型クラッド層と活性層との間で禁
止帯がオーバーラップしていることが、接合界面での非
発光再結合を抑制する上で有利である。
In FIG. 10A, InGa
As in the case of using the N active layer, the fact that Ecp> Evi, that is, the overlap of the forbidden band between the p-type cladding layer and the active layer indicates that non-light emission at the junction interface has occurred. This is advantageous in suppressing bonding.

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

【図1】p型MgZnO層を含んだダブルへテロ構造の
発光層部を概念的に示す図。
FIG. 1 is a diagram conceptually showing a light emitting layer portion having a double hetero structure including a p-type MgZnO layer.

【図2】MgZnOの結晶構造を示す模式図。FIG. 2 is a schematic view showing a crystal structure of MgZnO.

【図3】MgZnO層の金属イオンと酸素イオンとの配
列形態を示す模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an arrangement form of metal ions and oxygen ions in an MgZnO layer.

【図4】タイプI型バンドラインナップの接合構造を用
いた発光素子のバンド模式図。
FIG. 4 is a schematic view of a band of a light emitting element using a junction structure of a type I band lineup.

【図5】本発明による図4のタイプの発光素子の発光層
部の成長工程を模式的に説明する図。
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a growth step of a light emitting layer portion of the light emitting device of the type of FIG. 4 according to the present invention.

【図6】図4のタイプの発光素子の、製造工程の一例を
示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory view showing an example of the manufacturing process of the light emitting device of the type shown in FIG.

【図7】本発明の発光素子の製造方法の作用を説明する
図。
FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the method for manufacturing a light-emitting element of the present invention.

【図8】図5の工程における有機金属ガスと酸素成分源
ガスとの供給シーケンスをいくつか例示する図。
FIG. 8 is a diagram illustrating some supply sequences of an organometallic gas and an oxygen component source gas in the process of FIG. 5;

【図9】図5の工程における有機金属ガスと酸素成分源
ガスとの供給シーケンスの、さらに別の例を示す図。
9 is a diagram showing still another example of the supply sequence of the organometallic gas and the oxygen component source gas in the step of FIG.

【図10】タイプI型とタイプII型のバンドラインナッ
プの接合構造を用いた発光素子のバンド模式図。
FIG. 10 is a schematic view of a band of a light-emitting element using a junction structure of a type I and a type II band lineup.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

104 発光素子 2 p型MgZnO層(p型クラッド層) 33 活性層 34 n型クラッド層 10 サファイア基板 11 GaNバッファ層 52 p型MgZnO層(p型クラッド層) 53 MgZnO活性層 54 n型MgZnO層(n型クラッド層) 104 light emitting element 2 p-type MgZnO layer (p-type cladding layer) 33 active layer 34 n-type cladding layer 10 sapphire substrate 11 GaN buffer layer 52 p-type MgZnO layer (p-type cladding layer) 53 MgZnO active layer 54 n-type MgZnO layer ( n-type cladding layer)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F041 AA11 AA21 CA04 CA41 CA46 CA49 CA55 CA57 CA65 CA73 5F045 AA04 AB22 AC01 AC08 AC09 AC11 AC15 AC19 AD12 AE27 AF09 BB04 BB08 BB16 CA09 DA53 DP04 HA16  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F041 AA11 AA21 CA04 CA41 CA46 CA49 CA55 CA57 CA65 CA73 5F045 AA04 AB22 AC01 AC08 AC09 AC11 AC15 AC19 AD12 AE27 AF09 BB04 BB08 BB16 CA09 DA53 DP04 HA16

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光層部がp型MgZn1−xO(た
だし、0≦x≦1)層を有する発光素子の製造方法にお
いて、 反応容器内に、有機金属ガス、酸素成分源ガス及びp型
ドーパントガスを供給することにより、有機金属気相成
長法により前記p型MgZn1−xO層を成長させる
とともに、該p型MgZn1−xO層の成長途中及び
/又は成長完了後に、当該成長途中及び/又は成長完了
後のMgZn1−xO層を酸素含有雰囲気中にて熱処
理することを特徴とする発光素子の製造方法。
1. A method for manufacturing a light emitting device having a light emitting layer portion having a p-type Mg x Zn 1-x O (where 0 ≦ x ≦ 1) layer, wherein an organometallic gas and an oxygen component source gas are contained in a reaction vessel. and by supplying a p-type dopant gas, together with the growing said p-type Mg x Zn 1-x O layer by metal organic chemical vapor deposition method, the middle growth of the p-type Mg x Zn 1-x O layer and / Alternatively, after the growth is completed, a heat treatment is performed on the Mg x Zn 1-x O layer during and / or after the growth is completed in an oxygen-containing atmosphere.
【請求項2】 n型クラッド層、活性層、及びp型Mg
Zn1−xO(ただし、0≦x≦1)層からなるp型
クラッド層がこの順序にて積層された構造の発光層部を
有する発光素子の製造方法であって、 前記n型クラッド層を成長するn型クラッド層成長工程
と、 前記活性層を成長する活性層成長工程と、 反応容器内に、有機金属ガス、酸素成分源ガス及びp型
ドーパントガスを供給することにより、有機金属気相成
長法により前記p型クラッド層を成長させるとともに、
該p型クラッド層の成長途中及び/又は成長完了後に、
当該成長途中及び/又は成長完了後の層を酸素含有雰囲
気中にて熱処理する工程を含むp型クラッド層成長工程
と、 を有することを特徴とする発光素子の製造方法。
2. An n-type cladding layer, an active layer, and a p-type Mg layer.
A method for manufacturing a light-emitting device having a light-emitting layer portion having a structure in which a p-type clad layer composed of x Zn 1-x O (0 ≦ x ≦ 1) layers is stacked in this order, An n-type cladding layer growing step of growing a layer; an active layer growing step of growing the active layer; and supplying an organic metal gas, an oxygen component source gas and a p-type dopant gas into the reaction vessel. Growing the p-type cladding layer by vapor phase epitaxy,
During and / or after the growth of the p-type cladding layer,
A method of growing a p-type clad layer including a step of heat-treating the layer during and / or after growth in an oxygen-containing atmosphere.
【請求項3】 n型クラッド層がn型MgZn1−z
O層(ただし、0≦z≦1)からなり、活性層がMg
Zn1−yO層(ただし、0≦y<1、x>y)からな
り、 前記n型クラッド層成長工程において前記n型クラッド
層は、反応容器内に、有機金属ガス及び酸素成分源ガス
を供給することにより成長されるものであり、 前記活性層成長工程は、反応容器内に、有機金属ガス及
び酸素成分源ガスを供給することにより、有機金属気相
成長法により前記活性層を基板上に成長するものであっ
て、該活性層の成長途中及び/又は成長完了後に、当該
成長途中及び/又は成長完了後の層を酸素含有雰囲気中
にて熱処理する工程を含むものであることを特徴とする
請求項2記載の発光素子の製造方法。
3. A n-type cladding layer is n-type Mg z Zn 1-z
O layer (however, 0 ≦ z ≦ 1), and the active layer is Mg y
A Zn 1-y O layer (provided that 0 ≦ y <1, x> y), wherein in the n-type clad layer growing step, the n-type clad layer is placed in a reaction vessel in an organic metal gas and an oxygen component source gas. The active layer growth step comprises supplying an organic metal gas and an oxygen component source gas into a reaction vessel, thereby forming the active layer into a substrate by a metal organic chemical vapor deposition method. A method of growing the active layer during and / or after the growth of the active layer, and heat-treating the layer during and / or after the growth in an oxygen-containing atmosphere. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 2.
【請求項4】 前記熱処理を前記有機金属ガスの供給を
停止した状態にて行なうことを特徴とする請求項1ない
し3のいずれか1項に記載の発光素子の製造方法。
4. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 1, wherein the heat treatment is performed in a state where the supply of the organometallic gas is stopped.
【請求項5】 前記熱処理時の前記酸素含有雰囲気を、
前記酸素成分源ガスの前記反応容器への導入により形成
することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項
に記載の発光素子の製造方法。
5. The oxygen-containing atmosphere during the heat treatment,
The method for manufacturing a light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device is formed by introducing the oxygen component source gas into the reaction vessel.
【請求項6】 前記熱処理の対象となる層の成長を、前
記酸素成分源ガスの供給を連続的に継続しつつ、前記有
機金属ガスの供給を断続的に停止させることにより行
い、当該有機金属ガスの供給停止期間を前記熱処理の実
施期間となすことを特徴とする請求項5記載の発光素子
の製造方法。
6. The growth of a layer to be subjected to the heat treatment is performed by intermittently stopping the supply of the organometallic gas while continuously supplying the oxygen component source gas. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 5, wherein a period during which the supply of gas is stopped is set as an execution period of the heat treatment.
【請求項7】 前記酸素成分源ガスを酸化性化合物ガス
の形で供給することを特徴とする請求項1ないし6のい
ずれか1項に記載の発光素子の製造方法。
7. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 1, wherein the oxygen component source gas is supplied in the form of an oxidizing compound gas.
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