JP2003069076A - ＺｎＯ系半導体発光素子 - Google Patents
ＺｎＯ系半導体発光素子Info
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- JP2003069076A JP2003069076A JP2001260742A JP2001260742A JP2003069076A JP 2003069076 A JP2003069076 A JP 2003069076A JP 2001260742 A JP2001260742 A JP 2001260742A JP 2001260742 A JP2001260742 A JP 2001260742A JP 2003069076 A JP2003069076 A JP 2003069076A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＭｇｘＺｎ１−ｘＯ型酸化物（０≦ｘ≦１）
よりなるＺｎＯ系半導体発光素子において、活性層を高
品質にて確実に形成でき、ひいては高性能で安価な青色
発光型の発光素子を提供する。 【解決手段】 ダブルへテロ型の発光層部１０におい
て、ＺｎＯ系半導体活性層４を、ＳｅもしくはＴｅを含
むＺｎＯを主体としたＺｎＯ系半導体より形成すること
で、活性層４の形成過程におけるＺｎＯ結晶の酸素欠損
したサイトに同族であるＳｅもしくはＴｅを導入するこ
とが可能となり、活性層４の結晶性を向上させることが
できる。また、ＳｅもしくはＴｅを導入することで、バ
ンドギャップエネルギーが青色より短波長側に位置する
ＺｎＯより活性層を形成した場合に比べて、活性層４よ
り得られる発光波長を長波長側にシフトさせることがで
きるので、高発光効率の青色発光型発光素子の実現に寄
与することになる。
よりなるＺｎＯ系半導体発光素子において、活性層を高
品質にて確実に形成でき、ひいては高性能で安価な青色
発光型の発光素子を提供する。 【解決手段】 ダブルへテロ型の発光層部１０におい
て、ＺｎＯ系半導体活性層４を、ＳｅもしくはＴｅを含
むＺｎＯを主体としたＺｎＯ系半導体より形成すること
で、活性層４の形成過程におけるＺｎＯ結晶の酸素欠損
したサイトに同族であるＳｅもしくはＴｅを導入するこ
とが可能となり、活性層４の結晶性を向上させることが
できる。また、ＳｅもしくはＴｅを導入することで、バ
ンドギャップエネルギーが青色より短波長側に位置する
ＺｎＯより活性層を形成した場合に比べて、活性層４よ
り得られる発光波長を長波長側にシフトさせることがで
きるので、高発光効率の青色発光型発光素子の実現に寄
与することになる。
Description
【０００１】
【本発明の属する技術分野】本発明はＺｎＯ系半導体発
光素子、特に青色光の発光に適したＺｎＯ系半導体発光
素子に関する。
光素子、特に青色光の発光に適したＺｎＯ系半導体発光
素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、青色発光が可能な発光素子に対す
る研究・開発は盛んに行なわれてきたが、最近になり、
ＡｌＧａＩｎＮ系材料を用いた、青色発光素子が実現し
ている。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く、産業上における製品化のコス
ト削減の観点からは困難が伴うこととなる。そこで、Ａ
ｌＧａＩｎＮ系材料以外において、安価なＭｇｘＺｎ
１−ｘＯ（０≦ｘ≦１：以下、単にＭｇＺｎＯとも記す
る）型酸化物を発光層部に用いた二次元アレー面型発光
装置（特開平１１−１６８２６２号公報）もしくは、サ
ファイア基板上に、ＭｇＺｎＯ型酸化物をヘテロエピタ
キシャル成長させた発光素子（特開２００１−４４５０
０号公報）が提案されている。このような状況下におい
て、短波長発光が可能で、生産コストを抑えることがで
きるＭｇＺｎＯ型酸化物は、短波長半導体レーザ、高輝
度青色ＬＥＤあるいは紫外線発光素子などの高効率発光
素子の材料として開発が進められている。
る研究・開発は盛んに行なわれてきたが、最近になり、
ＡｌＧａＩｎＮ系材料を用いた、青色発光素子が実現し
ている。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く、産業上における製品化のコス
ト削減の観点からは困難が伴うこととなる。そこで、Ａ
ｌＧａＩｎＮ系材料以外において、安価なＭｇｘＺｎ
１−ｘＯ（０≦ｘ≦１：以下、単にＭｇＺｎＯとも記す
る）型酸化物を発光層部に用いた二次元アレー面型発光
装置（特開平１１−１６８２６２号公報）もしくは、サ
ファイア基板上に、ＭｇＺｎＯ型酸化物をヘテロエピタ
キシャル成長させた発光素子（特開２００１−４４５０
０号公報）が提案されている。このような状況下におい
て、短波長発光が可能で、生産コストを抑えることがで
きるＭｇＺｎＯ型酸化物は、短波長半導体レーザ、高輝
度青色ＬＥＤあるいは紫外線発光素子などの高効率発光
素子の材料として開発が進められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記ＭｇｘＺｎ１−ｘ
Ｏ（０≦ｘ≦１）型酸化物は、ＺｎＯ（酸化亜鉛）に対
するＭｇＯ（酸化マグネシウム）の混晶比ｘの増加に伴
い、バンドギャップエネルギーは増加する。そのため、
通常、発光効率の向上を図るために、ＭｇＺｎＯ型酸化
物よりなるＺｎＯ系半導体発光素子をダブルへテロ構造
より組む場合、活性層に注入されるキャリアの閉じ込め
効果をより機能させる観点から、活性層はＺｎＯより構
成されている。しかしながら、ＭｇＺｎＯ型酸化物より
構成されるＺｎＯ系半導体発光素子の製造は、ＭＯＶＰ
Ｅ（Metal Organic Vapour Phase Epitaxy）法もしくは
ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法が用いられるが、
その製造過程においてＭｇＺｎＯ型酸化物の酸素欠損が
顕著であるために、ＺｎＯよりなる活性層の結晶性低下
を招き、結果として、活性層より得られる発光波長の半
値全幅が広がり、かつ発光強度が低下するため、目的と
する特定波長の発光効率を抑制することとなる。
Ｏ（０≦ｘ≦１）型酸化物は、ＺｎＯ（酸化亜鉛）に対
するＭｇＯ（酸化マグネシウム）の混晶比ｘの増加に伴
い、バンドギャップエネルギーは増加する。そのため、
通常、発光効率の向上を図るために、ＭｇＺｎＯ型酸化
物よりなるＺｎＯ系半導体発光素子をダブルへテロ構造
より組む場合、活性層に注入されるキャリアの閉じ込め
効果をより機能させる観点から、活性層はＺｎＯより構
成されている。しかしながら、ＭｇＺｎＯ型酸化物より
構成されるＺｎＯ系半導体発光素子の製造は、ＭＯＶＰ
Ｅ（Metal Organic Vapour Phase Epitaxy）法もしくは
ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法が用いられるが、
その製造過程においてＭｇＺｎＯ型酸化物の酸素欠損が
顕著であるために、ＺｎＯよりなる活性層の結晶性低下
を招き、結果として、活性層より得られる発光波長の半
値全幅が広がり、かつ発光強度が低下するため、目的と
する特定波長の発光効率を抑制することとなる。
【０００４】本発明の課題は、ＭｇｘＺｎ１−ｘＯ型酸
化物よりなるＺｎＯ系半導体発光素子において、活性層
を高品質にて確実に形成でき、ひいては高性能で安価な
青色発光型の発光素子を提供することにある。
化物よりなるＺｎＯ系半導体発光素子において、活性層
を高品質にて確実に形成でき、ひいては高性能で安価な
青色発光型の発光素子を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するための本発明のＺｎＯ系半導体発光素子は、
発光層部がダブルへテロ構造を有するとともに、活性層
およびクラッド層よりなる前記ダブルへテロ構造におい
て、前記活性層は、ＩＩ族元素をＺｎとし、ＶＩ族元素
をＯと、ＳｅまたはＴｅとしたＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体より形成され、他方、前記クラッド層は、ＭｇｘＺｎ
１−ｘＯ（ただし、０≦ｘ≦１）型酸化物より形成され
てなることを特徴とする。
を解決するための本発明のＺｎＯ系半導体発光素子は、
発光層部がダブルへテロ構造を有するとともに、活性層
およびクラッド層よりなる前記ダブルへテロ構造におい
て、前記活性層は、ＩＩ族元素をＺｎとし、ＶＩ族元素
をＯと、ＳｅまたはＴｅとしたＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体より形成され、他方、前記クラッド層は、ＭｇｘＺｎ
１−ｘＯ（ただし、０≦ｘ≦１）型酸化物より形成され
てなることを特徴とする。
【０００６】ＭｇＺｎＯ型酸化物よりなるダブルへテロ
型ＺｎＯ系半導体発光素子において、ＺｎＯより活性層
を構成した場合、ＺｎＯのバンドギャップエネルギーが
３．２５ｅＶであるため、発光色は紫色に近いものとな
る。そこで、青色発光に適したバンドギャップエネルギ
ーとするためには、ＺｎＯ活性層に対して不純物を添加
し、不純物準位を形成させるか、ＺｎＯよりバンドギャ
ップエネルギーの低いＺｎＯを主体とする混晶化合物半
導体より活性層を構成する必要がある。
型ＺｎＯ系半導体発光素子において、ＺｎＯより活性層
を構成した場合、ＺｎＯのバンドギャップエネルギーが
３．２５ｅＶであるため、発光色は紫色に近いものとな
る。そこで、青色発光に適したバンドギャップエネルギ
ーとするためには、ＺｎＯ活性層に対して不純物を添加
し、不純物準位を形成させるか、ＺｎＯよりバンドギャ
ップエネルギーの低いＺｎＯを主体とする混晶化合物半
導体より活性層を構成する必要がある。
【０００７】高発光効率の青色発光を得るためには、活
性層の上記構成条件を備え、かつ活性層の結晶性を安定
させる必要がある。ＺｎＯを主体としたＺｎＯ系半導体
よりなる活性層の結晶性を安定させるためには、ＭＯＶ
ＰＥ法もしくＭＢＥ法にて、ＺｎＯ系半導体をエピタキ
シャル成長させて活性層を積層させる際に、酸素欠損を
いかに抑制するかが問題となる。図２は、ＭｇＺｎＯ型
酸化物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、酸素原子層と金属原子（Ｚｎ
イオンまたはＭｇイオン）層とが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、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
孔を生ずることで酸素欠損が発生する。
性層の上記構成条件を備え、かつ活性層の結晶性を安定
させる必要がある。ＺｎＯを主体としたＺｎＯ系半導体
よりなる活性層の結晶性を安定させるためには、ＭＯＶ
ＰＥ法もしくＭＢＥ法にて、ＺｎＯ系半導体をエピタキ
シャル成長させて活性層を積層させる際に、酸素欠損を
いかに抑制するかが問題となる。図２は、ＭｇＺｎＯ型
酸化物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、酸素原子層と金属原子（Ｚｎ
イオンまたはＭｇイオン）層とが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、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
孔を生ずることで酸素欠損が発生する。
【０００８】しかしながら本発明においては、活性層
を、ＩＩ族元素をＺｎ（亜鉛）とし、ＶＩ族元素をＯ
（酸素）と、Ｓｅ（セレン）またはＴｅ（テルル）とし
たＩＩ−ＶＩ族化合物半導体（上記ＺｎＯ系半導体）よ
り形成されるので、酸素欠損したサイトに同族である、
ＳｅまたはＴｅを導入することが可能となる。また、導
入されたＳｅもしくはＴｅが不純物として働いた場合
は、Ｚｎ−Ｓｅ対もしくは、Ｚｎ―Ｔｅ対がＺｎＯより
深い準位に不純物準位を形成すると考えられるので、Ｚ
ｎＯ系半導体よりなる活性層より高効率な青色発光を可
能とする。
を、ＩＩ族元素をＺｎ（亜鉛）とし、ＶＩ族元素をＯ
（酸素）と、Ｓｅ（セレン）またはＴｅ（テルル）とし
たＩＩ−ＶＩ族化合物半導体（上記ＺｎＯ系半導体）よ
り形成されるので、酸素欠損したサイトに同族である、
ＳｅまたはＴｅを導入することが可能となる。また、導
入されたＳｅもしくはＴｅが不純物として働いた場合
は、Ｚｎ−Ｓｅ対もしくは、Ｚｎ―Ｔｅ対がＺｎＯより
深い準位に不純物準位を形成すると考えられるので、Ｚ
ｎＯ系半導体よりなる活性層より高効率な青色発光を可
能とする。
【０００９】また、本発明のＺｎＯ系半導体より形成さ
れる活性層において、酸素欠損したサイトに導入される
ＳｅもしくはＴｅが不純物としてではなく、ＺｎＯＳｅ
結晶もしくはＺｎＯＴｅ結晶といった結晶を組んだ場
合、ＺｎＯＳｅ結晶およびＺｎＯＴｅ結晶ともに、Ｚｎ
Ｏ結晶に比べてバンドギャップエネルギーを下げること
ができるため、活性層より高効率な青色発光を可能とす
る。また、上述した、不純物準位を経由して発光させる
場合は、不純物準位を形成するＺｎ−Ｓｅ対もしくはＺ
ｎ−Ｔｅ対の生成に限度があり、その時点で発光効率の
向上は飽和することになるが、ＺｎＯＳｅ結晶もしくは
ＺｎＯＴｅ結晶が形成するバンドを経由して発光させる
場合、さらに発光効率の向上が可能となる。
れる活性層において、酸素欠損したサイトに導入される
ＳｅもしくはＴｅが不純物としてではなく、ＺｎＯＳｅ
結晶もしくはＺｎＯＴｅ結晶といった結晶を組んだ場
合、ＺｎＯＳｅ結晶およびＺｎＯＴｅ結晶ともに、Ｚｎ
Ｏ結晶に比べてバンドギャップエネルギーを下げること
ができるため、活性層より高効率な青色発光を可能とす
る。また、上述した、不純物準位を経由して発光させる
場合は、不純物準位を形成するＺｎ−Ｓｅ対もしくはＺ
ｎ−Ｔｅ対の生成に限度があり、その時点で発光効率の
向上は飽和することになるが、ＺｎＯＳｅ結晶もしくは
ＺｎＯＴｅ結晶が形成するバンドを経由して発光させる
場合、さらに発光効率の向上が可能となる。
【００１０】上記したＳｅもしくはＴｅを含むＺｎＯ系
半導体より形成される活性層を、該活性層よりバンドギ
ャップエネルギーの大きなＭｇｘＺｎ１−ｘＯ（０≦ｘ
≦１）型酸化物より形成されるクラッド層で挟み込む形
にて本発明のダブルへテロ構造はなる。ＭｇｘＺｎ
１−ｘＯ（０≦ｘ≦１）型酸化物は、ＭｇＯ混晶比ｘの
増加に伴い、バンドギャップエネルギーとともに絶縁性
も大きくなる。そのため、ＭｇＯ混晶比ｘが大きくなる
と、クラッド層に有効なキャリア数をドープすることが
困難となり、特にＺｎＯがノンドープでｎ型であるため
に、ｐ型キャリアをドープする必要があるｐ型クラッド
層では困難となる。しかしながら、従来、ＺｎＯより活
性層を形成していたのに対して、本発明では、上述した
ようにＺｎＯよりバンドギャップエネルギーが低い、Ｓ
ｅもしくはＴｅを含むＺｎＯ系半導体より活性層は形成
されるので、クラッド層を、ＺｎＯもしくはＭｇＯ混晶
比ｘを低く抑えたＭｇｘＺｎ１−ｘＯ型酸化物より構成
することが可能となる。結果、クラッド層に有効なキャ
リア数をドープすることを可能にするとともに、活性層
に有効なキャリア数を注入することができ、ひいては発
光効率の向上を可能とする。
半導体より形成される活性層を、該活性層よりバンドギ
ャップエネルギーの大きなＭｇｘＺｎ１−ｘＯ（０≦ｘ
≦１）型酸化物より形成されるクラッド層で挟み込む形
にて本発明のダブルへテロ構造はなる。ＭｇｘＺｎ
１−ｘＯ（０≦ｘ≦１）型酸化物は、ＭｇＯ混晶比ｘの
増加に伴い、バンドギャップエネルギーとともに絶縁性
も大きくなる。そのため、ＭｇＯ混晶比ｘが大きくなる
と、クラッド層に有効なキャリア数をドープすることが
困難となり、特にＺｎＯがノンドープでｎ型であるため
に、ｐ型キャリアをドープする必要があるｐ型クラッド
層では困難となる。しかしながら、従来、ＺｎＯより活
性層を形成していたのに対して、本発明では、上述した
ようにＺｎＯよりバンドギャップエネルギーが低い、Ｓ
ｅもしくはＴｅを含むＺｎＯ系半導体より活性層は形成
されるので、クラッド層を、ＺｎＯもしくはＭｇＯ混晶
比ｘを低く抑えたＭｇｘＺｎ１−ｘＯ型酸化物より構成
することが可能となる。結果、クラッド層に有効なキャ
リア数をドープすることを可能にするとともに、活性層
に有効なキャリア数を注入することができ、ひいては発
光効率の向上を可能とする。
【００１１】活性層がＺｎＯＳｅ結晶もしくはＺｎＯＴ
ｅ結晶よりなる場合、ＺｎＯＳｅ結晶もしくはＺｎＯＴ
ｅ結晶は、Ｏに対するＳｅ、Ｔｅの比率が大きくなるに
従い、そのバンドギャップエネルギーは小さくなるの
で、活性層における発光波長は短くなることになる。青
色発光に適したバンドギャップエネルギーは、２．５２
〜３．１５ｅＶの範囲であり、例えば、ＺｎＯＳｅ結晶
におけるＯとＳｅの比率を６１：３９に、ＺｎＯＴｅ結
晶におけるＯとＴｅの比率を８１：１９にすることで、
ともに青色発光に適した最大のバンドギャップエネルギ
ー３．１５ｅＶとすることができる。ＺｎＯのバンドギ
ャップエネルギーは、３．２５ｅＶであるので、活性層
におけるキャリア閉じ込め効果を抑制することなく、Ｚ
ｎＯよりクラッド層を構成することが可能となる。この
ように、ＺｎＯよりクラッド層を構成することで、クラ
ッド層および活性層をＺｎＯ主体とすることができ、製
造時における作業効率を高めることが可能になるばかり
ではなく、余分なＭｇを使用することがなくなりコスト
削減に寄与することとなる。
ｅ結晶よりなる場合、ＺｎＯＳｅ結晶もしくはＺｎＯＴ
ｅ結晶は、Ｏに対するＳｅ、Ｔｅの比率が大きくなるに
従い、そのバンドギャップエネルギーは小さくなるの
で、活性層における発光波長は短くなることになる。青
色発光に適したバンドギャップエネルギーは、２．５２
〜３．１５ｅＶの範囲であり、例えば、ＺｎＯＳｅ結晶
におけるＯとＳｅの比率を６１：３９に、ＺｎＯＴｅ結
晶におけるＯとＴｅの比率を８１：１９にすることで、
ともに青色発光に適した最大のバンドギャップエネルギ
ー３．１５ｅＶとすることができる。ＺｎＯのバンドギ
ャップエネルギーは、３．２５ｅＶであるので、活性層
におけるキャリア閉じ込め効果を抑制することなく、Ｚ
ｎＯよりクラッド層を構成することが可能となる。この
ように、ＺｎＯよりクラッド層を構成することで、クラ
ッド層および活性層をＺｎＯ主体とすることができ、製
造時における作業効率を高めることが可能になるばかり
ではなく、余分なＭｇを使用することがなくなりコスト
削減に寄与することとなる。
【００１２】また、上記した青色発光のみならず、活性
層を構成するＺｎＯＳｅ結晶もしくはＺｎＯＴｅ結晶に
おける、Ｏに対するＳｅ、Ｔｅの比率を調整するとで、
青色よりさらに長波長領域の青緑色もしくは緑色の発光
に適したバンドギャップエネルギーとすることも可能で
ある。この場合、活性層におけるバンドギャップエネル
ギーは、青色発光に適したバンドギャップエネルギーに
比べ小さくなるので、クラッド層はＺｎＯより構成する
ことができる。
層を構成するＺｎＯＳｅ結晶もしくはＺｎＯＴｅ結晶に
おける、Ｏに対するＳｅ、Ｔｅの比率を調整するとで、
青色よりさらに長波長領域の青緑色もしくは緑色の発光
に適したバンドギャップエネルギーとすることも可能で
ある。この場合、活性層におけるバンドギャップエネル
ギーは、青色発光に適したバンドギャップエネルギーに
比べ小さくなるので、クラッド層はＺｎＯより構成する
ことができる。
【００１３】次に本発明のＺｎＯ系半導体発光素子にお
ける活性層は、ＺｎＯより形成される主層中に、ＺｎＳ
ｅもしくはＺｎＴｅより形成される副層が、層厚方向に
分散してなる多層構造とされることを特徴とする。
ける活性層は、ＺｎＯより形成される主層中に、ＺｎＳ
ｅもしくはＺｎＴｅより形成される副層が、層厚方向に
分散してなる多層構造とされることを特徴とする。
【００１４】ＺｎＯ系半導体をエピタキシャル成長させ
て活性層を形成する際、その結晶性は酸素欠損をいかに
抑えるかに起因し、酸素欠損したサイトに同族であるＳ
ｅもしくはＴｅを導入することで、活性層の結晶性が高
められ、かつ活性層における発光波長が長波長側にシフ
トする効果について上記した。上記活性層は、例えば、
ＳｅもしくはＴｅを含むＺｎＯ系半導体よりなる単層と
して構成されるが、これを本発明の第一として、第二と
しては、活性層をＺｎＯより形成される主層中に、例え
ば、活性層の１分子層以下の領域幅で、ＺｎＳｅもしく
はＺｎＴｅが副層として介挿された多層構造として形成
させる。このように形成される副層はδドーピング層と
して機能し、ＳｅもしくはＴｅを層厚方向に局在化させ
ることが可能となるので、酸素欠損したサイトにＳｅも
しくはＴｅを導入させる効果を一層顕著にすることがで
きる。結果、最近接に位置するＺｎとの結合性が高めら
れ、Ｚｎ―Ｓｅ対もしくはＺｎ−Ｔｅ対の形成、または
ＺｎＯＳｅ結晶もしくはＺｎＯＴｅ結晶の形成確率が高
められることになる。さらに、酸素の欠損サイトに導入
されず、ＺｎＳｅもしくはＺｎＴｅといった異種結晶相
が形成されることを抑制することで、非整合の異相界面
や転位等による非発光中心の発生を抑えることが可能と
なる。また、副層を活性層の一分子層より小さい被膜率
とした場合、ＳｅもしくはＴｅが酸素欠損サイトに導入
されず、不純物として析出することを抑制することがで
きる。
て活性層を形成する際、その結晶性は酸素欠損をいかに
抑えるかに起因し、酸素欠損したサイトに同族であるＳ
ｅもしくはＴｅを導入することで、活性層の結晶性が高
められ、かつ活性層における発光波長が長波長側にシフ
トする効果について上記した。上記活性層は、例えば、
ＳｅもしくはＴｅを含むＺｎＯ系半導体よりなる単層と
して構成されるが、これを本発明の第一として、第二と
しては、活性層をＺｎＯより形成される主層中に、例え
ば、活性層の１分子層以下の領域幅で、ＺｎＳｅもしく
はＺｎＴｅが副層として介挿された多層構造として形成
させる。このように形成される副層はδドーピング層と
して機能し、ＳｅもしくはＴｅを層厚方向に局在化させ
ることが可能となるので、酸素欠損したサイトにＳｅも
しくはＴｅを導入させる効果を一層顕著にすることがで
きる。結果、最近接に位置するＺｎとの結合性が高めら
れ、Ｚｎ―Ｓｅ対もしくはＺｎ−Ｔｅ対の形成、または
ＺｎＯＳｅ結晶もしくはＺｎＯＴｅ結晶の形成確率が高
められることになる。さらに、酸素の欠損サイトに導入
されず、ＺｎＳｅもしくはＺｎＴｅといった異種結晶相
が形成されることを抑制することで、非整合の異相界面
や転位等による非発光中心の発生を抑えることが可能と
なる。また、副層を活性層の一分子層より小さい被膜率
とした場合、ＳｅもしくはＴｅが酸素欠損サイトに導入
されず、不純物として析出することを抑制することがで
きる。
【００１５】上記した活性層中に介挿される副層の形成
層数は、目的とするバンドギャップエネルギー、つまり
活性層を形成するＺｎＯＳｅ結晶もしくはＺｎＯＴｅ結
晶のＯに対するＳｅ、Ｔｅの比率により適宜選択される
ので、特に限定されるものではないが、活性層より均一
な発光を得るために、ＳｅもしくはＴｅを導入すること
による効果が活性層中で一様に生じるようになっている
ことが当然望ましい。そのためには、層厚方向に分散形
成、例えば周期的に形成することが望ましい。
層数は、目的とするバンドギャップエネルギー、つまり
活性層を形成するＺｎＯＳｅ結晶もしくはＺｎＯＴｅ結
晶のＯに対するＳｅ、Ｔｅの比率により適宜選択される
ので、特に限定されるものではないが、活性層より均一
な発光を得るために、ＳｅもしくはＴｅを導入すること
による効果が活性層中で一様に生じるようになっている
ことが当然望ましい。そのためには、層厚方向に分散形
成、例えば周期的に形成することが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態を説
明するための発光素子要部の積層構造を模式的に示すも
のである。図１（ａ）に示すように、基板１上に、Ｚｎ
Ｏバッファ層２、ｎ型ＭｇＺｎＯ型酸化物層３、ＺｎＯ
系半導体活性層４、さらにｐ型ＭｇＺｎＯ型酸化物層５
を、エピタキシャル成長法により格子整合形態にて積層
させることで、ダブルへテロ型の発光層部１０が形成さ
れる。ＺｎＯ系半導体活性層（以下、単に活性層とも記
する）４は、ＩＩ族元素をＺｎとし、ＶＩ族元素をＯ
と、ＳｅまたはＴｅとしたＺｎＯ系半導体より構成され
る。図１（ａ）において、活性層４は単層として構成さ
れるが、図１（ｂ）は、活性層４を、ＺｎＯ主層６中
に、ＺｎＳｅもしくはＺｎＴｅよりなる副層７が、活性
層４の一分子層以下の領域幅で周期的に介挿された多層
構造の形態となる。
面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態を説
明するための発光素子要部の積層構造を模式的に示すも
のである。図１（ａ）に示すように、基板１上に、Ｚｎ
Ｏバッファ層２、ｎ型ＭｇＺｎＯ型酸化物層３、ＺｎＯ
系半導体活性層４、さらにｐ型ＭｇＺｎＯ型酸化物層５
を、エピタキシャル成長法により格子整合形態にて積層
させることで、ダブルへテロ型の発光層部１０が形成さ
れる。ＺｎＯ系半導体活性層（以下、単に活性層とも記
する）４は、ＩＩ族元素をＺｎとし、ＶＩ族元素をＯ
と、ＳｅまたはＴｅとしたＺｎＯ系半導体より構成され
る。図１（ａ）において、活性層４は単層として構成さ
れるが、図１（ｂ）は、活性層４を、ＺｎＯ主層６中
に、ＺｎＳｅもしくはＺｎＴｅよりなる副層７が、活性
層４の一分子層以下の領域幅で周期的に介挿された多層
構造の形態となる。
【００１７】図１（ａ）に示すように、活性層４を、Ｓ
ｅもしくはＴｅを含むＺｎＯ系半導体より構成すること
で、酸素欠損したサイトに同族であるＳｅもしくはＴｅ
を導入することが可能となり、上述したように活性層４
の結晶性を向上させ、そのバンドギャップエネルギーを
青色発光に適したものとすることができる。また、図１
（ｂ）に示すように、ＺｎＯ主層６中に、ＺｎＳｅもし
くはＺｎＴｅよりなる副層７を周期的に介挿させた多層
構造とすることで、導入されるＳｅもしくはＴｅと最近
接のＺｎとの結合性を高めることができる。図１（ｂ）
では、副層７の被膜率が１となるように図示されている
が、ＳｅもしくはＴｅが酸素欠損サイトに導入されず不
純物として析出するのを抑制するために、被膜率を１よ
り小さくしてもよい。また、副層７の形成層数は、目的
する活性層４における発光波長に合わせて適宜調整され
る。
ｅもしくはＴｅを含むＺｎＯ系半導体より構成すること
で、酸素欠損したサイトに同族であるＳｅもしくはＴｅ
を導入することが可能となり、上述したように活性層４
の結晶性を向上させ、そのバンドギャップエネルギーを
青色発光に適したものとすることができる。また、図１
（ｂ）に示すように、ＺｎＯ主層６中に、ＺｎＳｅもし
くはＺｎＴｅよりなる副層７を周期的に介挿させた多層
構造とすることで、導入されるＳｅもしくはＴｅと最近
接のＺｎとの結合性を高めることができる。図１（ｂ）
では、副層７の被膜率が１となるように図示されている
が、ＳｅもしくはＴｅが酸素欠損サイトに導入されず不
純物として析出するのを抑制するために、被膜率を１よ
り小さくしてもよい。また、副層７の形成層数は、目的
する活性層４における発光波長に合わせて適宜調整され
る。
【００１８】図１における基板１として、酸化亜鉛、酸
化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化マグネシウム、窒
化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコン、炭化シリコ
ン、砒化ガリウム、インジウム・スズ複合酸化物あるい
はガラス等を使用できる。また、本発明に特に好適な基
板の態様としては、以下のようなものである。ＭｇＺｎ
Ｏ型酸化物は、図２に示すように、ｃ軸方向に交互に積
層される金属原子層と酸素原子層とからなるウルツ鉱型
結晶構造を有し、その酸素原子が六方晶系原子配列をな
す。従って、基板は、酸素原子が六方晶系原子配列をな
すとともに、該六方晶系原子配列のＣ面（（０００１）
面）を主表面とする酸化物単結晶基板とすることが、Ｍ
ｇＺｎＯ型酸化物との結晶整合性を良好なものとし、ひ
いては結晶性の良好な発光層部１０を得る上で有効であ
る。このような酸化物単結晶基板として例えばコランダ
ム型構造を有する酸化物があり、そのさらに具体的な例
としてサファイア基板を挙げることことができる。
化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化マグネシウム、窒
化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコン、炭化シリコ
ン、砒化ガリウム、インジウム・スズ複合酸化物あるい
はガラス等を使用できる。また、本発明に特に好適な基
板の態様としては、以下のようなものである。ＭｇＺｎ
Ｏ型酸化物は、図２に示すように、ｃ軸方向に交互に積
層される金属原子層と酸素原子層とからなるウルツ鉱型
結晶構造を有し、その酸素原子が六方晶系原子配列をな
す。従って、基板は、酸素原子が六方晶系原子配列をな
すとともに、該六方晶系原子配列のＣ面（（０００１）
面）を主表面とする酸化物単結晶基板とすることが、Ｍ
ｇＺｎＯ型酸化物との結晶整合性を良好なものとし、ひ
いては結晶性の良好な発光層部１０を得る上で有効であ
る。このような酸化物単結晶基板として例えばコランダ
ム型構造を有する酸化物があり、そのさらに具体的な例
としてサファイア基板を挙げることことができる。
【００１９】図１におけるＺｎＯバッファ層２の形成
は、エピタキシャル成長法によりＺｎＯ結晶を積層させ
てもよいが、ＺｎＳ、ＺｎＳｅまたはＺｎＴｅのうち一
種をエピタキシャル成長法により積層させた後、酸素雰
囲気下で熱処理することでＺｎＯバッファ層２とするこ
とも可能である。
は、エピタキシャル成長法によりＺｎＯ結晶を積層させ
てもよいが、ＺｎＳ、ＺｎＳｅまたはＺｎＴｅのうち一
種をエピタキシャル成長法により積層させた後、酸素雰
囲気下で熱処理することでＺｎＯバッファ層２とするこ
とも可能である。
【００２０】また、図１におけるｎ型ＭｇＺｎＯ型酸化
物層２（以下、単にｎ型ＭｇＺｎＯ層２とも記する）に
は、ｎ型ドーパントとしてＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの１種
又は２種以上が含有される。ＩＩＩ族元素であるＢ、Ａ
ｌ、Ｇａ、Ｉｎは、ＩＩ族元素であるＭｇ、Ｚｎ元素を
置換し、ｎ型キャリアをドーピングすることが可能であ
る。ｎ型ＭｇＺｎＯ層２の結晶性を考慮し、Ｚｎ元素の
イオン半径に近いＧａを、ｎ型ドーパントとして選択す
ることが好適である。
物層２（以下、単にｎ型ＭｇＺｎＯ層２とも記する）に
は、ｎ型ドーパントとしてＢ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの１種
又は２種以上が含有される。ＩＩＩ族元素であるＢ、Ａ
ｌ、Ｇａ、Ｉｎは、ＩＩ族元素であるＭｇ、Ｚｎ元素を
置換し、ｎ型キャリアをドーピングすることが可能であ
る。ｎ型ＭｇＺｎＯ層２の結晶性を考慮し、Ｚｎ元素の
イオン半径に近いＧａを、ｎ型ドーパントとして選択す
ることが好適である。
【００２１】他方、ｐ型ＭｇＺｎＯ型酸化物層５（以
下、単にｐ型ＭｇＺｎＯ層５とも記する）には、ｐ型ド
ーパントとしてＬｉ、Ｎａ、Ｃｕ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ａ
ｌ、Ｇａ、Ｉｎの１種又は２種以上が含有される。Ｉ族
元素であるＬｉ、Ｎａは、ＩＩ族元素であるＭｇ、Ｚｎ
サイトを置換し、Ｖ族元素であるＮ、Ｐ、Ａｓは、ＶＩ
族であるＯサイトを置換することによりｐ型キャリアを
ドーピングすることが可能である。ＣｕＯは、ノンドー
ピングでｐ型半導体であるので、ＣｕをドーピングしＣ
ｕＯを生成することにより、Ｃｕはｐ型ドーパントとし
て機能することになる。また、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ
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。さらに、ｐ型ＭｇＺｎＯ層５
の結晶性を考慮して、ＺｎもしくはＯ元素にイオン半径
が近いＮと、Ｇａ、Ａｌ及びＩｎの一種又は２種以上、
特にＧａとを選択することが好適である。
下、単にｐ型ＭｇＺｎＯ層５とも記する）には、ｐ型ド
ーパントとしてＬｉ、Ｎａ、Ｃｕ、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、Ａ
ｌ、Ｇａ、Ｉｎの１種又は２種以上が含有される。Ｉ族
元素であるＬｉ、Ｎａは、ＩＩ族元素であるＭｇ、Ｚｎ
サイトを置換し、Ｖ族元素であるＮ、Ｐ、Ａｓは、ＶＩ
族であるＯサイトを置換することによりｐ型キャリアを
ドーピングすることが可能である。ＣｕＯは、ノンドー
ピングでｐ型半導体であるので、ＣｕをドーピングしＣ
ｕＯを生成することにより、Ｃｕはｐ型ドーパントとし
て機能することになる。また、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ
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。さらに、ｐ型ＭｇＺｎＯ層５
の結晶性を考慮して、ＺｎもしくはＯ元素にイオン半径
が近いＮと、Ｇａ、Ａｌ及びＩｎの一種又は２種以上、
特にＧａとを選択することが好適である。
【００２２】図１（ａ）に示す各層のエピタキシャル成
長は、ＭＯＶＰＥ法もしくはMBE法にて成長させること
ができる。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 Mole
cular 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（Chemical Beam Epitax
y））を概念として含む。
長は、ＭＯＶＰＥ法もしくはMBE法にて成長させること
ができる。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 Mole
cular 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（Chemical Beam Epitax
y））を概念として含む。
【００２３】図１（ｂ）に示すＺｎＯ主層６は、上記と
同様のエピタキシャル成長法にて形成することができ
る。一方、活性層４の一分子層以下の領域幅に調整する
必要があるＺｎＳｅもしくはＺｎＴｅよりなる副層７
は、ＡＬＥ（Atomic Layer Epitaxy）法により、副層７
の主原料となるＺｎ源ガスと、ＳもしくはＳｅ源ガスと
を交互に供給することで、形成することができる。ま
た、供給源ガスの流量を調整することで、副層７の被膜
率を１より小さくすることができる。
同様のエピタキシャル成長法にて形成することができ
る。一方、活性層４の一分子層以下の領域幅に調整する
必要があるＺｎＳｅもしくはＺｎＴｅよりなる副層７
は、ＡＬＥ（Atomic Layer Epitaxy）法により、副層７
の主原料となるＺｎ源ガスと、ＳもしくはＳｅ源ガスと
を交互に供給することで、形成することができる。ま
た、供給源ガスの流量を調整することで、副層７の被膜
率を１より小さくすることができる。
【００２４】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、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、Ｎ
Ｏ２、ＣＯなど。本実施形態では、Ｎ２Ｏ（亜酸化窒
素）を用いている。 Ｓｅ源ガス：Ｈ２Ｓｅなど。 Ｔｅ源ガス：Ｈ２Ｔｅなど。 ・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（Ｃｐ２Ｍｇ）など。
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、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、Ｎ
Ｏ２、ＣＯなど。本実施形態では、Ｎ２Ｏ（亜酸化窒
素）を用いている。 Ｓｅ源ガス：Ｈ２Ｓｅなど。 Ｔｅ源ガス：Ｈ２Ｔｅなど。 ・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（Ｃｐ２Ｍｇ）など。
【００２５】ｐ型ドーパントとして、Ａｌ、Ｇａ及びＩ
ｎの１種又は２種以上を、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、本実施例の場合、酸素
成分源として使用するＮ２ＯがＮ源としても機能する形
となる。
ｎの１種又は２種以上を、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、本実施例の場合、酸素
成分源として使用するＮ２ＯがＮ源としても機能する形
となる。
【００２６】ｎ型ドーパントとして、Ａｌ、Ｇａ及びＩ
ｎの１種又は２種以上を添加することによりｎ型キャリ
アをドーピングすることができる。ドーパントガスとし
ては、上記同様なものが使用できる。
ｎの１種又は２種以上を添加することによりｎ型キャリ
アをドーピングすることができる。ドーパントガスとし
ては、上記同様なものが使用できる。
【００２７】ＭｇＺｎＯ型酸化物は真空雰囲気中での気
相成長時に、酸素欠損が非常に生じやすく、導電型が必
然的にｎ型となる傾向がある。そこで、図１におけるｎ
型ＭｇＺｎＯ層３の成長に際しては酸素欠損を積極的に
生じさせてｎ型とする方法をとることも可能で、活性層
４及びｐ型ＭｇＺｎＯ層５を成長する場合よりも酸素雰
囲気圧力を下げる（例えば１０ｔｏｒｒ未満とする）こ
とが有効である。また、同時にｎ型ドーパントを導入す
る形で層成長を行なうことにより積極的にｎ型キャリア
をドーピングすることも可能である。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。
相成長時に、酸素欠損が非常に生じやすく、導電型が必
然的にｎ型となる傾向がある。そこで、図１におけるｎ
型ＭｇＺｎＯ層３の成長に際しては酸素欠損を積極的に
生じさせてｎ型とする方法をとることも可能で、活性層
４及びｐ型ＭｇＺｎＯ層５を成長する場合よりも酸素雰
囲気圧力を下げる（例えば１０ｔｏｒｒ未満とする）こ
とが有効である。また、同時にｎ型ドーパントを導入す
る形で層成長を行なうことにより積極的にｎ型キャリア
をドーピングすることも可能である。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。
【００２８】他方、活性層４及びｐ型ＭｇＺｎＯ層５を
成長させる場合、１０ｔｏｒｒ（９．８×１０４Ｐａ）
以上の圧力を有した酸素雰囲気下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
特性の活性層４あるいはｐ型ＭｇＺｎＯ層５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 ２
以外の酸素含有分子も、含有される酸素をＯ２に換算し
て組み入れるものとする）が１０ｔｏｒｒ（９．８×１
０４Ｐａ）以上とするのがよい。さらに、ｐ型ＭｇＺｎ
Ｏ層５を成長させる場合、ｐ型ＭｇＺｎＯ層５の主原料
となるガス流量を間欠的に中断させ、酸化を促進するこ
とで酸素欠損発生をさらに抑制することができる。ま
た、本発明においては、活性層４は、酸素欠損したサイ
トに同族であるＳｅもしくはＴｅを導入することができ
るので、酸素欠損発生による活性層４の結晶性低下をさ
らに抑制することができる。
成長させる場合、１０ｔｏｒｒ（９．８×１０４Ｐａ）
以上の圧力を有した酸素雰囲気下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
特性の活性層４あるいはｐ型ＭｇＺｎＯ層５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 ２
以外の酸素含有分子も、含有される酸素をＯ２に換算し
て組み入れるものとする）が１０ｔｏｒｒ（９．８×１
０４Ｐａ）以上とするのがよい。さらに、ｐ型ＭｇＺｎ
Ｏ層５を成長させる場合、ｐ型ＭｇＺｎＯ層５の主原料
となるガス流量を間欠的に中断させ、酸化を促進するこ
とで酸素欠損発生をさらに抑制することができる。ま
た、本発明においては、活性層４は、酸素欠損したサイ
トに同族であるＳｅもしくはＴｅを導入することができ
るので、酸素欠損発生による活性層４の結晶性低下をさ
らに抑制することができる。
【００２９】以上のようにして発光層部１０の成長が終
了すれば、基板１側をラッピング、そしてエッチングし
た後、図４の模式図に示すように、Ｉｎよりなるｐ型電
極１１、Ａｕよりなるｎ型電極１２を形成するととも
に、ダイシング工程を経て、各々電極にＡｌ配線を施す
ことによりＺｎＯ系半導体発光素子を得ることができ
る。光取出しは、主としてｐ型ＭｇＺｎＯ層５側から行
うことになる。図４では、ｐ型電極１１の形成領域から
は光取出しができないため、図５に示すように活性層４
及びｐ型ＭｇＺｎＯ層５の一部をフォトリソグラフィー
等により一部除去して、インジウム・スズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）等からなる透明電極２３を形成する一方、残余のｐ
型ＭｇＺｎＯ層５上には金属電極２２を形成し、その
後、サファイア基板２１とともにダイシングすればＺｎ
Ｏ系半導体発光素子が得られる。この場合、光取出は、
主として透明なサファイア基板１０側から行なうことに
なる。
了すれば、基板１側をラッピング、そしてエッチングし
た後、図４の模式図に示すように、Ｉｎよりなるｐ型電
極１１、Ａｕよりなるｎ型電極１２を形成するととも
に、ダイシング工程を経て、各々電極にＡｌ配線を施す
ことによりＺｎＯ系半導体発光素子を得ることができ
る。光取出しは、主としてｐ型ＭｇＺｎＯ層５側から行
うことになる。図４では、ｐ型電極１１の形成領域から
は光取出しができないため、図５に示すように活性層４
及びｐ型ＭｇＺｎＯ層５の一部をフォトリソグラフィー
等により一部除去して、インジウム・スズ酸化物（ＩＴ
Ｏ）等からなる透明電極２３を形成する一方、残余のｐ
型ＭｇＺｎＯ層５上には金属電極２２を形成し、その
後、サファイア基板２１とともにダイシングすればＺｎ
Ｏ系半導体発光素子が得られる。この場合、光取出は、
主として透明なサファイア基板１０側から行なうことに
なる。
【図１】本発明のＺｎＯ系半導体発光素子の一実施形態
を示す積層構造断面図
を示す積層構造断面図
【図２】ＭｇＺｎＯ型酸化物の結晶構造を示す模式図。
【図３】ＭｇＺｎＯ型酸化物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。
ンとの配列形態を示す模式図。
【図４】本発明のＺｎＯ系半導体発光素子の一電極形成
形態を示す積層構造断面図。
形態を示す積層構造断面図。
【図５】図４に続く一電極形成形態を示す積層構造断面
図。
図。
【符号の説明】
３ ｎ型ＭｇＺｎＯ型酸化物層
４ ＺｎＯ系半導体活性層
５ ｐ型ＭｇＺｎＯ型酸化物層
６ ＺｎＯ主層
７ 副層
１０ 発光層部
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5F041 AA40 CA04 CA41 CA43 CA46
CA65 CA66 CA74 CA76 CA77
CA82 CA83 CA88
5F045 AA04 AA05 AA15 AB22 AC01
AC08 AC09 AC11 AF02 AF03
AF06 AF07 AF09 AF13 BB08
BB12 CA11 DA53 DA63
Claims (4)
- 【請求項１】 発光層部がダブルへテロ構造を有すると
ともに、活性層およびクラッド層よりなる前記ダブルへ
テロ構造において、前記活性層は、ＩＩ族元素をＺｎと
し、ＶＩ族元素をＯと、ＳｅまたはＴｅとしたＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体より形成され、他方、前記クラッド層
は、ＭｇｘＺｎ１−ｘＯ（ただし、０≦ｘ≦１）型酸化
物より形成されてなることを特徴とするＺｎＯ系半導体
発光素子。 - 【請求項２】 前記活性層は、ＺｎＯより形成される主
層中に、ＺｎＳｅもしくはＺｎＴｅより形成される副層
が、層厚方向に分散して介挿されてなる多層構造とされ
ることを特徴とする請求項１記載のＺｎＯ系半導体発光
素子。 - 【請求項３】 前記副層は、前記活性層の一分子層以下
の領域幅であることを特徴とする請求項２記載のＺｎＯ
系半導体発光素子。 - 【請求項４】 前記クラッド層は、ＺｎＯより形成され
てなることを特徴とする請求項１記載のＺｎＯ系半導体
発光素子。
Priority Applications (13)
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|---|---|---|---|
| JP2001260742A JP4232363B2 (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | ＺｎＯ系半導体発光素子 |
| TW091108306A TW541723B (en) | 2001-04-27 | 2002-04-23 | Method for manufacturing light-emitting element |
| EP02720596A EP1391941B1 (en) | 2001-04-27 | 2002-04-25 | Production method for a light emitting element |
| US10/475,489 US6939731B2 (en) | 2001-04-27 | 2002-04-25 | Production method for light emitting element |
| PCT/JP2002/004127 WO2002089223A1 (fr) | 2001-04-27 | 2002-04-25 | Procede de production d'element luminescent |
| EP07019355A EP1901358A1 (en) | 2001-04-27 | 2002-04-25 | Method of fabricating light emitting device |
| EP07019356A EP1890344A1 (en) | 2001-04-27 | 2002-04-25 | Method of fabricating light emitting device |
| KR10-2003-7013499A KR20040015100A (ko) | 2001-04-27 | 2002-04-25 | 발광소자의 제조방법 |
| KR1020087001145A KR100875396B1 (ko) | 2001-04-27 | 2002-04-25 | 발광소자 |
| CNB028110838A CN100438088C (zh) | 2001-04-27 | 2002-04-25 | 制造发光装置的方法 |
| DE60230607T DE60230607D1 (de) | 2001-04-27 | 2002-04-25 | Herstellungsverfahren für ein lichtaussendendes bauteil |
| KR1020087001144A KR20080011730A (ko) | 2001-04-27 | 2002-04-25 | 발광소자의 제조방법 |
| US11/149,302 US20050224825A1 (en) | 2001-04-27 | 2005-06-10 | Production method for light emitting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001260742A JP4232363B2 (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | ＺｎＯ系半導体発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003069076A true JP2003069076A (ja) | 2003-03-07 |
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ID=19087901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001260742A Expired - Fee Related JP4232363B2 (ja) | 2001-04-27 | 2001-08-30 | ＺｎＯ系半導体発光素子 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP4232363B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004086521A1 (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-07 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | 発光素子および発光素子の製造方法 |
| JP2004296459A (ja) * | 2003-03-25 | 2004-10-21 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子およびその製造方法 |
| WO2005076341A1 (ja) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Tohoku University | 薄膜及びｐ型酸化亜鉛薄膜製造方法と半導体デバイス |
| JP2009004314A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 無機エレクトロルミネッセンス素子 |
| JP2009016656A (ja) * | 2007-07-06 | 2009-01-22 | Stanley Electric Co Ltd | ＺｎＯ系半導体層及びＺｎＯ系半導体発光素子 |
| JP2010116621A (ja) * | 2008-11-14 | 2010-05-27 | Stanley Electric Co Ltd | ＺｎＯ系半導体層とその製造方法、ＺｎＯ系半導体発光素子、及びＺｎＯ系半導体素子 |
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