JP2003158295A - GaN系半導体薄膜、その製造方法、半導体発光素子 - Google Patents
GaN系半導体薄膜、その製造方法、半導体発光素子Info
- Publication number
- JP2003158295A JP2003158295A JP2001356801A JP2001356801A JP2003158295A JP 2003158295 A JP2003158295 A JP 2003158295A JP 2001356801 A JP2001356801 A JP 2001356801A JP 2001356801 A JP2001356801 A JP 2001356801A JP 2003158295 A JP2003158295 A JP 2003158295A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gan
- based semiconductor
- thin film
- semiconductor thin
- grown
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
特性の改良に有効な新しい構造を有するGaN系半導体
薄膜とその製造方法を提供する。 【解決手段】GaN系半導体薄膜の選択成長の過程にお
いて存在する、結晶の表面が平坦化していない非平面状
の結晶面を利用して光を乱反射させることにより、光を
外部に取り出す効率を向上させる。屈折率の異なる第1
のGaN系半導体と第2のGaN系半導体12の間、お
よび第2のGaN系半導体と第3のGaN系半導体の間
に、平坦化していない界面を形成する。
Description
膜とその製造方法に関し、特にGaN系半導体を用いた
半導体発光素子の発光特性の改良に有効な新しい構造を
有するGaN系半導体薄膜とその製造方法に関する。
N、但し0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)
は、結晶成長に適したGaN基板の入手が困難であり、
半導体発光素子のような半導体素子を得るためには、不
整合基板であるサファイア基板やSiC基板を用い、そ
の上にGaN系半導体薄膜を不整合の緩和をさせながら
成長させる必要がある。
導体薄膜には、108〜1010cm-2もの非常に多数の
転位が生じていた。この多数の転移により、GaN系半
導体を用いた発光素子の素子特性は悪影響を受ける。そ
こで、GaN系発光素子の特性改良の為に、転位密度の
低いGaN系半導体薄膜を成長するための技術が要求さ
れていた。
つに、選択成長による方法がある。これはGaN系半導
体の結晶成長が可能な基板上に、結晶成長が起こらない
マスクを付着させ、パターニングによりマスクに開口部
を設け、開口部からGaN系半導体の結晶を成長させる
方法である。(A.Usui,H.Sunakawa,
A.Sakai and A.Yamaguchi,J
pn.J.Appl.Phys.,36,L899(1
997))この方法は、マスク上では結晶の横方向成長
による低転位領域が得られることを利用して、転位密度
の高い結晶領域をマスクの開口部上のみに制限し、Ga
N系半導体薄膜の転位密度を低減することを可能とする
方法である。
坦な基板の上に組成やキャリア濃度等の特性の異なる半
導体薄膜を複数成長させて、目的とする素子構造を得
る。半導体発光素子の発光部は、通常、半導体薄膜のp
n接合によって形成される。半導体発光素子において、
その発光出力を決定しているのは、主に素子内の発光部
で電流が光に変換される効率と、発光部で生じた発光を
素子内部から外部に取り出す効率である。
ためには、発光素子の表面で全反射が起こらない臨界角
以内の角度で、光が素子表面に入射する必要がある。そ
こで発光素子内部から光を外部に取り出す効率を向上さ
せるには、発光素子内で光を乱反射させ、臨界角以内の
角度で光が素子表面に入射する確率を増やしてやる必要
がある。
GaN系半導体薄膜の製造方法では、結晶成長の初期に
はマスクの開口部上にのみGaN系半導体が成長し、そ
の後開口部上に成長したGaN系半導体を種結晶とし
て、結晶の横方向成長が起きる。従って、半導体薄膜の
形成の過程において必ず、結晶の表面が平坦ではない非
平面状の結晶面が現れる過程が存在する。しかし、従来
はこの平坦でない結晶面を有するGaN系半導体につい
て、特に関心を持たれていなかった。
体薄膜の製造の過程で、非平面状の結晶面を有するGa
N系半導体が現れることに着目して為したものであり、
GaN系半導体を用いた半導体発光素子の発光特性の改
良に有効な新しい構造を有するGaN系半導体薄膜とそ
の製造方法を提供することを目的とする。
0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)が成長可能
な基板の表面に、GaN系半導体の成長が起こらない物
質からなるマスクを付着させ、該マスクに適切な開口部
を設け、開口部からGaN系半導体薄膜を成長させるG
aN系半導体薄膜の製造方法において、屈折率n1を持
った第1のGaN系半導体を開口部から成長させる第1
の工程と、該第1のGaN系半導体の表面が平坦化しな
い段階で、第1のGaN系半導体とは異なる屈折率n2
を持つ第2のGaN系半導体を第1のGaN系半導体上
に成長させる第2の工程と、該第2のGaN系半導体の
表面が平坦化しない段階で、さらに第2のGaN系半導
体とは異なる屈折率n3を持つ第3のGaN系半導体を
第2のGaN系半導体上に成長させる第3の工程とを具
備することを特徴とするGaN系半導体薄膜の製造方
法。である。
ぞれ隣接するGaN系半導体とは組成の異なるAlxG
ayIn1-x-yN(但し、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦
x+y≦1)より構成されることを特徴とする上記
(1)に記載のGaN系半導体薄膜の製造方法。 (3)前記第1、第2、第3のGaN系半導体が、それ
ぞれ隣接するGaN系半導体とはドーピング状態の異な
るAlxGayIn1-x-yN(但し、0≦x≦1、0≦y
≦1、0≦x+y≦1)より構成されることを特徴とす
る上記(1)または(2)に記載のGaN系半導体薄膜
の製造方法。 (4)前記第2のGaN系半導体が、2種類以上の組成
の異なるAlxGayIn 1-x-yN(但し、0≦x≦1、
0≦y≦1、0≦x+y≦1)を周期的に積層した多層
膜よりなることを特徴とする上記(1)に記載のGaN
系半導体薄膜の製造方法。 (5)前記第1のGaN系半導体と第3のGaN系半導
体が、同じAlxGayIn1-x-yN(但し、0≦x≦
1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)より構成されること
を特徴とする上記(1)ないし(4)に記載のGaN系
半導体薄膜の製造方法。 (6)前記第3のGaN系半導体が、表面の平坦なGa
N系半導体薄膜となることを特徴とする上記(1)ない
し(5)に記載のGaN系半導体薄膜の製造方法。 (7)前記第3のGaN系半導体上に、表面の平坦なG
aN系半導体薄膜を成長させることを特徴とする上記
(1)ないし(6)に記載のGaN系半導体薄膜の製造
方法。 (8)前記GaN系半導体が成長可能な基板が、Ga
N、サファイア、SiC、シリコンのうちの何れか1種
類であることを特徴とする上記(1)ないし(7)に記
載のGaN系半導体薄膜の製造方法。 (9)前記マスクがSiNからなることを特徴とする上
記(1)ないし(8)に記載のGaN系半導体薄膜の製
造方法。である。
開口部を設け、開口部からマスク表面を覆って成長させ
たGaN系半導体薄膜において、該GaN系半導体薄膜
が、開口部から成長させた屈折率n1を持つ第1のGa
N系半導体と、該第1のGaN系半導体の表面が平坦化
しない段階で第1のGaN系半導体上に成長させた、第
1のGaN系半導体とは異なる屈折率n2を持つ第2の
GaN系半導体と、第2のGaN系半導体の表面が平坦
化しない段階で第2のGaN系半導体上に成長させた、
第2のGaN系半導体とは異なる屈折率n3を持つ第3
のGaN系半導体とを具備することを特徴とするGaN
系半導体薄膜。である。
れぞれ隣接するGaN系半導体とは組成の異なるAlx
GayIn1-x-yN(但し、0≦x≦1、0≦y≦1、0
≦x+y≦1)より構成されることを特徴とする上記
(10)に記載のGaN系半導体薄膜。 (12)前記第1、第2、第3のGaN系半導体が、そ
れぞれ隣接するGaN系半導体とはドーピング状態の異
なるAlxGayIn1-x-yN(但し、0≦x≦1、0≦
y≦1、0≦x+y≦1)より構成されることを特徴と
する上記(10)または(11)に記載のGaN系半導
体薄膜。 (13)前記第2のGaN系半導体が、2種類以上の組
成の異なるAlxGayIn1-x-yN(但し、0≦x≦
1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)を周期的に積層した
多層膜よりなることを特徴とする上記(10)に記載の
GaN系半導体薄膜。 (14)前記第1のGaN系半導体と第3のGaN系半
導体が、同じAlxGayIn1-x-yN(但し、0≦x≦
1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)より構成されること
を特徴とする上記(10)ないし(13)に記載のGa
N系半導体薄膜。 (15)前記第3のGaN系半導体が、表面の平坦なG
aN系半導体薄膜であることを特徴とする上記(10)
ないし(14)に記載のGaN系半導体薄膜。 (16)前記第3のGaN系半導体上に、表面の平坦な
GaN系半導体薄膜が形成されていることを特徴とする
上記(10)ないし(15)に記載のGaN系半導体薄
膜。 (17)前記GaN系半導体が成長可能な基板が、Ga
N、サファイア、SiC、シリコンのうちの何れか1種
類であることを特徴とする上記(10)ないし(16)
に記載のGaN系半導体薄膜。 (18)前記マスクがSiNからなることを特徴とする
上記(10)ないし(17)に記載のGaN系半導体薄
膜。である。
型のGaN系半導体薄膜からなるpn接合が形成されて
いることを特徴とする上記(10)ないし(18)に記
載のGaN系半導体薄膜。 (20)上記(19)に記載のGaN系半導体薄膜を用
いて作製した半導体発光素子。である。
おいては、GaN系半導体の成長が可能な基板の上にG
aN系半導体の成長が起こらない物質からなるマスクを
蒸着やスパッタ、CVD等の方法で付着させる。しかる
後にフォトリソグラフィーにより開口部を適切な形状に
パターニングし、開口部のマスクを部分的に除去する。
このように、基板上にマスクを形成した例を図4に示
す。図4はマスクを形成した基板の表面を示す平面図
で、斜線部で示す41はマスクが付着している部分であ
り、42はマスクが除去され基板が露出した開口部であ
る。図4の例では、マスクの開口部42は、基板表面に
互いに平行な線状に形成してある。
にGaN系半導体の結晶を成長させる。この場合、Ga
N系半導体の成長初期には、マスクを除去した開口部に
のみ結晶が成長する。この開口部にのみ結晶が成長した
段階での結晶の断面形状を図3に示す。図3において、
15は基板、14はマスク、31は表面が平坦化してい
ない非平面形状を有するGaN系半導体の結晶である。
この様にGaN系半導体薄膜の選択成長においては、表
面が平坦な薄膜が形成される途中で、結晶表面が平坦化
していない段階が必ず存在する。結晶はその後成長を続
けることによって隣接する開口部から成長した別の結晶
が合体し、最終的に表面が平坦なGaN系半導体薄膜が
成長することになる。
択成長の過程において必ず存在する、結晶の表面が平坦
化していない非平面状の結晶面が現れる過程に着目し、
この非平面状の結晶面を利用して光を乱反射させること
により、光を外部に取り出す効率を向上させ、GaN系
半導体を用いた半導体発光素子の発光特性を改良するこ
とに想到し、本発明を行った。
構造の一例を示す図を図1に示す。図1において、11
は屈折率n3を持つ第3のGaN系半導体、12は屈折
率n2を持つ第2のGaN系半導体、13は屈折率n1を
持つ第1のGaN系半導体、14はマスク、15は基板
である。
体薄膜では、第1のGaN系半導体13と第2のGaN
系半導体12の間、および第2のGaN系半導体12と
第3のGaN系半導体11の間に、平坦化していない界
面が形成される。ここで、第1のGaN系半導体13と
第2のGaN系半導体12、および第2のGaN系半導
体12と第3のGaN系半導体11では屈折率が異なる
ため、第1のGaN系半導体13と第2のGaN系半導
体12の界面、または第2のGaN系半導体12と第3
のGaN系半導体11の界面に入射した光はそれぞれの
界面で乱反射を起こすことになる。
で形成させる。まず、GaN系半導体が成長可能な基板
上に、GaN系半導体の成長が起こらない物質からなる
マスクを付着させ、該マスクに適切な開口部を設ける。
成長可能な基板としては、GaN、サファイア、Si
C、シリコンが好ましい。例えば、GaN層を表面に形
成したサファイアを基板として用いることができる。ま
た、マスクを構成するGaN系半導体の成長が起こらな
い物質としては、SiNが好ましい。マスクの厚さは、
開口部をエッチングにより作製するのに容易であり、か
つ熱応力に伴う過剰なストレスを生じさせないために、
0.01μm〜1μm程度とするのが好ましい。
法で基板に付着させることが出来る。またマスクの開口
部は、フォトリソグラフィーにより開口部を適切な形状
にパターニングし、開口部のマスクをエッチング等の方
法により部分的に除去することにより形成することがで
きる。
板の大きさに対応する長さの線状とすることができる。
この線状の開口部を設ける場合、同じ形状の開口部を1
〜50μmの間隔でマスクに平行に配置することによ
り、隣接した開口部から成長したGaN系半導体結晶同
士を合体させて、平坦な表面を有するGaN系半導体薄
膜を製造することができる。
m程度の円とし、該開口部をマスクに5〜100μmの
間隔で分散配置させても、隣接した開口部から成長した
GaN系半導体結晶同士を合体させて、平坦な表面を有
するGaN系半導体薄膜を製造することもできる。
のGaN系半導体を成長させる。そして、該第1のGa
N系半導体の表面が平坦化する前の非平面形状を有する
段階で、第1のGaN系半導体とは異なる屈折率n2を
持つ第2のGaN系半導体を第1のGaN系半導体上に
成長させる。
前の非平面形状を有する段階とは、隣接する開口部から
成長した結晶同士が合体する前であっても良いし、一部
合体した後でも良い。一般に選択成長で形成した結晶
は、隣接する開口部の間隔とおよそ同程度の厚さになる
と表面が平坦な薄膜となる。例えば、マスクに間隔を6
μmとして線状の開口部を形成した場合、およそ6μm
程度の厚さの結晶を成長させるとほぼ表面が平坦な薄膜
となる。従って本発明においては、表面が平坦化するま
での適当な段階で、第1のGaN系半導体の成長を中止
し、その上に第2のGaN系半導体を成長させる。
1と第2のGaN系半導体の屈折率n2とを異なるものに
することにより、第1のGaN系半導体と第2のGaN
系半導体の界面で光の反射や屈折が生じ、光が乱反射す
ることになる。屈折率n1と屈折率n2との大小関係やそ
の値の差は、任意に選ぶことが出来る。ここで屈折率n
1と屈折率n2との差が大きいほど光の反射率が高いため
好ましい。
半導体の表面が平坦化しない段階で、第2のGaN系半
導体とは異なった屈折率n3を持つ第3のGaN系半導
体を第2のGaN系半導体上に成長させる。第3のGa
N系半導体を第2のGaN系半導体上に成長させる条件
は、第2のGaN系半導体を第1のGaN系半導体上に
成長させる条件と同様とする。
導体上に成長させることにより、第2のGaN系半導体
と第3のGaN系半導体の界面でも光の乱反射が生じる
ことになり、光を外部に取り出す効率が向上する。
aN系半導体が、それぞれ隣接するGaN系半導体とは
組成の異なるAlxGayIn1-x-yN(但し、0≦x≦
1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)より構成されること
が好ましい。AlxGayIn1- x-yNの組成によりGa
N系半導体の屈折率は変化するため、第1、第2、第3
のGaN系半導体を、それぞれ隣接するGaN系半導体
とは組成の異なるAlxGayIn1-x-yN(但し、0≦
x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)より構成するこ
とにより、屈折率の異なるGaN系半導体の順次積層す
ることができる。
N系半導体が、それぞれ隣接するGaN系半導体とはド
ーピング状態の異なるAlxGayIn1-x-yN(但し、
0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)より構成さ
れるのが好ましい。AlxGayIn1-x-yNのドーピン
グ状態を制御することにより、GaN系半導体の屈折率
を設定して、屈折率の異なるGaN系半導体の組み合わ
せを構成することができる。
折率の差は、異なる組成のAlxGayIn1-x-yNの組み
合わせの他に、同じ組成でも異なるドーピング状態のA
lxGayIn1-x-yNの組み合わせで実現することも可能
である。もちろん、異なるドーピング状態で異なる組成
のAlxGayIn1-x-yNの組み合わせから、第1、第
2、第3のGaN系半導体を構成しても良い。
系半導体を、2種類以上の組成の異なるAlxGayIn
1-x-yN(但し、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y
≦1)を周期的に積層した多層膜から構成することがで
きる。例えば、第2のGaN系半導体層を、各々の厚さ
が発光波長の四分の一に相当する2種類の組成の異なる
AlxGayIn1-x-yNを交互に積層した多層膜(DB
R反射膜)から構成すると、光の乱反射が生じやすくな
り発光を外部に取り出す効率が向上する。
第3のGaN系半導体が、同じAlxGayIn1-x-yN
(但し、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)よ
り構成されていても良い。本発明は、屈折率の異なる2
種類のGaN系半導体を交互に形成する構成とすること
が出来る。その場合、第3のGaN系半導体の上にさら
に1以上のGaN系半導体を成長させても良い。
GaN系半導体を、第3のGaN系半導体を成長する際
に合体させて、表面の平坦なGaN系半導体薄膜を構成
することができる。また、第3のGaN系半導体の上に
さらに1以上のGaN系半導体を成長させ、そのGaN
系半導体を成長する際に合体させて、表面の平坦なGa
N系半導体薄膜を構成しても良い。本発明では、最低限
3つのGaN系半導体を順次成長させて、光を乱反射す
る2つの界面を作ることにより、光を外部に取り出す効
果を向上させる。
表面の平坦なGaN系半導体薄膜を形成させることが出
来る。例えば、第3のGaN系半導体上に、表面の平坦
なp型およびn型のGaN系半導体薄膜を成長させ、p
n接合を形成することが出来る。そして、このpn接合
を発光部として用いることにより、本発明のGaN系半
導体薄膜から半導体発光素子を作製することが出来る。
半導体発光素子のpn接合の界面は、平坦である方が結
晶欠陥の導入される可能性が少ないため好ましい。
N層を1.6μm成長させたサファイアのウェハーを基
板として用いた。まず、ウェハー上のGaN層の表面
に、プラズマCVDにより窒化シリコン(SiN)を
0.1μmの厚さでマスクとして堆積させた。
ジストを塗布し、通常のフォトリソグラフィーの方法を
用いて、マスクの開口部のパターンを形成した。マスク
の開口部のパターンは、幅4μmのストリート状の開口
部と幅4μmのストリート状のマスクが残存する部分と
が交互に並ぶ1次元の周期的な形状とした。開口部上の
レジストを剥離した後、ウェハーをフッ酸(HF):水
=1:9のエッチング液でエッチングし、開口部のSi
Nを除去した。その後SiNマスク表面のレジストを除
去して、4μmのストリート状にGaN層が露出した開
口部とマスクが4μmのストリート状に残った領域とが
周期状に隣り合って形成されたウェハーを得た。作製し
たウェハーの開口部とマスクの形状は、図4に示したも
のと同様である。
長は、有機金属気相成長法(MOCVD法)によって行
った。本実施例1のMOCVD法では、V族原料にはア
ンモニアを用い、III族原料には有機金属であるトリ
メチルガリウム(TMG)、トリメチルアルミニウム
(TMA)、トリメチルインジウム(TMI)を用い
た。また、n型不純物のドーピング原料としてはモノシ
ラン、p型不純物のドーピング原料としてはビスシクロ
ペンタジエニルマグネシウムを用いた。キャリアガスと
しては水素及び窒素を用いた。
ーに、上記のウェハーをセットした。そしてリアクター
を真空でパージした後、キャリアガスとアンモニアを流
しながらリアクターの温度を成長温度である1140℃
に昇温した。なお以下の工程では、キャリアガスとアン
モニアはリアクターに常時供給しておいた。リアクター
の温度が1140℃に達したところで、第1の工程とし
てリアクター内にTMGを130μmol/minの流
量で60分間導入した。この第1の工程では、GaN層
が露出したストリート上の開口部に、図3に示したもの
と同様に上辺4μm、底辺6μm、高さ2μmの台形状
の断面を持つGaN結晶が成長した。但し、隣り合う開
口部から成長したGaN結晶同士は合体していなかっ
た。
mol/minの流量でTMGと一緒に15分間リアク
ターに供給し、上記のGaN結晶上にAl0.2Ga0.8N
結晶を0.2μm成長させた。さらに引き続き第3の工
程で、TMGだけをリアクターに供給して、再度GaN
結晶をAl0.2Ga0.8N結晶上に成長させた。この第3
の工程でのGaN結晶の成長により、隣接する開口部か
ら成長したGaN結晶同士の合体と結晶表面の平坦化を
達成した。この表面が平坦化したGaN結晶からなる半
導体薄膜の層厚は、6μmであった。
同時にモノシランを1nmol/minの流量でリアク
ターに供給し、上記のGaNからなる半導体薄膜の上に
n型GaN層を2μm成長させた。n型GaN層のキャ
リア濃度は4×1018cm-3であった。
せ、多重量子井戸(MQW)構造よりなる発光部を成長
させた。MQW構造は、GaNからなる7nmの障壁層
とInGaNからなる3nmの井戸層との組み合わせを
5ペア積層して形成し、発光波長が470nmとなるよ
うに組成等の条件を設定した。なお、MQW構造の成長
の時には、リアクターにモノシランの供給は行わなかっ
た。
温し、TMG或いはTMAと同時にビスシクロペンタジ
エニルマグネシウムを0.2μmol/minの流量で
リアクターに供給することによって、MQW構造の上に
Mgをドープしたp型のAl0. 1Ga0.9N層を0.1μ
m、さらにその上にp型のGaN層を0.1μm成長さ
せた。
のリアクターから取り出した後、p型のGaN層の表面
にNi/Auよりなる透光性電極とボンディング電極を
作製した。さらに、ウェハーの一部分でp型のGaN
層、p型のAl0.1Ga0.9N層およびMQW構造をドラ
イエッチングによって除去し、n型GaN層を露出させ
て、そこにTi/Auよりなるn型電極を形成した。そ
の後、スクライバーによりウェハーを切断し、半導体発
光素子を製造した。
の断面構造を、図2に示す。図2において、21はボン
ディング電極、22は透光性電極、23はp型GaN
層、24はp型Al0.1Ga0.9N層、25は多重量子井
戸構造よりなる発光部、26はn型GaN層、27はn
型電極、28は第3の工程で成長したGaN結晶、29
は第2の工程で成長したAl0.2Ga0.8N結晶、30は
第1の工程で成長したGaN結晶、14はマスク、15
は基板である。
性は、輝度の平均が3〜4Cdであった。
の工程のAl0.2Ga0.8Nの成長を行わず、その他は実
施例1と同じにして、半導体発光素子の作製を行った。
本比較例1で作製した半導体発光素子の輝度の平均が2
Cdであった。本比較例1で作製した半導体発光素子の
輝度が、実施例1で作製した半導体発光素子の輝度より
低い原因は、第2の工程のAl0.2Ga0.8Nの成長を行
わず、第1の工程で成長したGaN結晶の上に直接第3
の工程でGaN結晶を成長したため、屈折率の異なる半
導体の界面が形成されず、発光素子内で光の乱反射が生
じなかったためだと考えられる。
用して光を乱反射させることにより、光を外部に取り出
す効率を向上させ、GaN系半導体を用いた半導体発光
素子の輝度を向上させることが出来る。
一例を示す図
構造を示す図
半導体結晶の断面形状を示す図
N系半導体結晶 41 マスクが付着している部分 42 開口部
Claims (20)
- 【請求項1】GaN系半導体(AlxGayIn
1-x-yN、但し0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦
1)が成長可能な基板の表面に、GaN系半導体の成長
が起こらない物質からなるマスクを付着させ、該マスク
に適切な開口部を設け、開口部からGaN系半導体薄膜
を成長させるGaN系半導体薄膜の製造方法において、
屈折率n1を持った第1のGaN系半導体を開口部から
成長させる第1の工程と、該第1のGaN系半導体の表
面が平坦化しない段階で、第1のGaN系半導体とは異
なる屈折率n2を持つ第2のGaN系半導体を第1のG
aN系半導体上に成長させる第2の工程と、該第2のG
aN系半導体の表面が平坦化しない段階で、さらに第2
のGaN系半導体とは異なる屈折率n3を持つ第3のG
aN系半導体を第2のGaN系半導体上に成長させる第
3の工程とを具備することを特徴とするGaN系半導体
薄膜の製造方法。 - 【請求項2】前記第1、第2、第3のGaN系半導体
が、それぞれ隣接するGaN系半導体とは組成の異なる
AlxGayIn1-x-yN(但し、0≦x≦1、0≦y≦
1、0≦x+y≦1)より構成されることを特徴とする
請求項1に記載のGaN系半導体薄膜の製造方法。 - 【請求項3】前記第1、第2、第3のGaN系半導体
が、それぞれ隣接するGaN系半導体とはドーピング状
態の異なるAlxGayIn1-x-yN(但し、0≦x≦
1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)より構成されること
を特徴とする請求項1または2に記載のGaN系半導体
薄膜の製造方法。 - 【請求項4】前記第2のGaN系半導体が、2種類以上
の組成の異なるAlxGayIn1-x-yN(但し、0≦x
≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)を周期的に積層し
た多層膜よりなることを特徴とする請求項1に記載のG
aN系半導体薄膜の製造方法。 - 【請求項5】前記第1のGaN系半導体と第3のGaN
系半導体が、同じAlxGayIn1-x-yN(但し、0≦
x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)より構成される
ことを特徴とする請求項1ないし4に記載のGaN系半
導体薄膜の製造方法。 - 【請求項6】前記第3のGaN系半導体が、表面の平坦
なGaN系半導体薄膜となることを特徴とする請求項1
ないし5に記載のGaN系半導体薄膜の製造方法。 - 【請求項7】前記第3のGaN系半導体上に、表面の平
坦なGaN系半導体薄膜を成長させることを特徴とする
請求項1ないし6に記載のGaN系半導体薄膜の製造方
法。 - 【請求項8】前記GaN系半導体が成長可能な基板が、
GaN、サファイア、SiC、シリコンのうちの何れか
1種類であることを特徴とする請求項1ないし7に記載
のGaN系半導体薄膜の製造方法。 - 【請求項9】前記マスクがSiNからなることを特徴と
する請求項1ないし8に記載のGaN系半導体薄膜の製
造方法。 - 【請求項10】基板上にマスクを付着させ、該マスクに
適切な開口部を設け、開口部からマスク表面を覆って成
長させたGaN系半導体薄膜において、該GaN系半導
体薄膜が、開口部から成長させた屈折率n1を持つ第1
のGaN系半導体と、該第1のGaN系半導体の表面が
平坦化しない段階で第1のGaN系半導体上に成長させ
た、第1のGaN系半導体とは異なる屈折率n2を持つ
第2のGaN系半導体と、第2のGaN系半導体の表面
が平坦化しない段階で第2のGaN系半導体上に成長さ
せた、第2のGaN系半導体とは異なる屈折率n3を持
つ第3のGaN系半導体とを具備することを特徴とする
GaN系半導体薄膜。 - 【請求項11】前記第1、第2、第3のGaN系半導体
が、それぞれ隣接するGaN系半導体とは組成の異なる
AlxGayIn1-x-yN(但し、0≦x≦1、0≦y≦
1、0≦x+y≦1)より構成されることを特徴とする
請求項10に記載のGaN系半導体薄膜。 - 【請求項12】前記第1、第2、第3のGaN系半導体
が、それぞれ隣接するGaN系半導体とはドーピング状
態の異なるAlxGayIn1-x-yN(但し、0≦x≦
1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)より構成されること
を特徴とする請求項10または11に記載のGaN系半
導体薄膜。 - 【請求項13】前記第2のGaN系半導体が、2種類以
上の組成の異なるAlxGayIn1-x-yN(但し、0≦
x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)を周期的に積層
した多層膜よりなることを特徴とする請求項10に記載
のGaN系半導体薄膜。 - 【請求項14】前記第1のGaN系半導体と第3のGa
N系半導体が、同じAl xGayIn1-x-yN(但し、0
≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)より構成され
ることを特徴とする請求項10ないし13に記載のGa
N系半導体薄膜。 - 【請求項15】前記第3のGaN系半導体が、表面の平
坦なGaN系半導体薄膜であることを特徴とする請求項
10ないし14に記載のGaN系半導体薄膜。 - 【請求項16】前記第3のGaN系半導体上に、表面の
平坦なGaN系半導体薄膜が形成されていることを特徴
とする請求項10ないし15に記載のGaN系半導体薄
膜。 - 【請求項17】前記GaN系半導体が成長可能な基板
が、GaN、サファイア、SiC、シリコンのうちの何
れか1種類であることを特徴とする請求項10ないし1
6に記載のGaN系半導体薄膜。 - 【請求項18】前記マスクがSiNからなることを特徴
とする請求項10ないし17に記載のGaN系半導体薄
膜。 - 【請求項19】前記第3のGaN系半導体上に、p型お
よびn型のGaN系半導体薄膜からなるpn接合が形成
されていることを特徴とする請求項10ないし18に記
載のGaN系半導体薄膜。 - 【請求項20】請求項19に記載のGaN系半導体薄膜
を用いて作製した半導体発光素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001356801A JP2003158295A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | GaN系半導体薄膜、その製造方法、半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001356801A JP2003158295A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | GaN系半導体薄膜、その製造方法、半導体発光素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003158295A true JP2003158295A (ja) | 2003-05-30 |
JP2003158295A5 JP2003158295A5 (ja) | 2005-07-07 |
Family
ID=19168255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001356801A Pending JP2003158295A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | GaN系半導体薄膜、その製造方法、半導体発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003158295A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1681727A1 (en) * | 2003-11-04 | 2006-07-19 | Pioneer Corporation | Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing same |
WO2006080708A1 (en) * | 2004-10-06 | 2006-08-03 | Epivalley Co., Ltd. | Iii-nitride semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same |
US7704860B2 (en) | 2004-11-22 | 2010-04-27 | Panasonic Corporation | Nitride-based semiconductor device and method for fabricating the same |
WO2020213388A1 (ja) * | 2019-04-19 | 2020-10-22 | ソニー株式会社 | 化合物半導体層積層体及びその形成方法、並びに、発光デバイス |
-
2001
- 2001-11-22 JP JP2001356801A patent/JP2003158295A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1681727A1 (en) * | 2003-11-04 | 2006-07-19 | Pioneer Corporation | Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing same |
JPWO2005043633A1 (ja) * | 2003-11-04 | 2007-05-10 | パイオニア株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
EP1681727A4 (en) * | 2003-11-04 | 2009-12-16 | Pioneer Corp | SEMICONDUCTOR LIGHT EMISSION ELEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
JP4588638B2 (ja) * | 2003-11-04 | 2010-12-01 | パイオニア株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
WO2006080708A1 (en) * | 2004-10-06 | 2006-08-03 | Epivalley Co., Ltd. | Iii-nitride semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same |
US7704860B2 (en) | 2004-11-22 | 2010-04-27 | Panasonic Corporation | Nitride-based semiconductor device and method for fabricating the same |
WO2020213388A1 (ja) * | 2019-04-19 | 2020-10-22 | ソニー株式会社 | 化合物半導体層積層体及びその形成方法、並びに、発光デバイス |
EP3958333A4 (en) * | 2019-04-19 | 2022-06-08 | Sony Group Corporation | COMPOUND SEMICONDUCTOR LAYER LAMINATE AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF, AND LIGHT-EMITTING DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5521981B2 (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
JP5330040B2 (ja) | 半導体素子、半導体装置、半導体ウェーハ及び半導体結晶の成長方法 | |
JP4307113B2 (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
TWI385822B (zh) | Iii 族氮化物半導體層之製造方法,及iii 族氮化物半導體發光元件,以及燈 | |
JP3567790B2 (ja) | Iii族窒化物系化合物半導体発光素子 | |
JP5187610B2 (ja) | 窒化物半導体ウエハないし窒化物半導体装置及びその製造方法 | |
KR101060830B1 (ko) | 질화갈륨계 화합물 반도체 발광 소자의 제조 방법, 질화갈륨계 화합물 반도체 발광 소자 및 이를 이용한 램프 | |
KR100568298B1 (ko) | 외부양자효율이 개선된 질화물 반도체 및 그 제조방법 | |
JP3712770B2 (ja) | 3族窒化物半導体の製造方法及び半導体素子 | |
JP2005277374A (ja) | Iii族窒化物系化合物半導体発光素子及びその製造方法 | |
JPH10321911A (ja) | 単結晶シリコン上に化合物半導体のエピタキシヤル層を製造する方法及びそれにより製造された発光ダイオード | |
JP2001160627A (ja) | Iii族窒化物系化合物半導体発光素子 | |
JP2003152220A (ja) | 半導体発光素子の製造方法および半導体発光素子 | |
JPH11135832A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体及びその製造方法 | |
KR101071450B1 (ko) | Ⅲ족 질화물 반도체층의 제조 방법 및 ⅲ족 질화물 반도체 발광 소자, 및 램프 | |
WO2009142265A1 (ja) | Iii族窒化物半導体発光素子及びその製造方法、並びにランプ | |
JP4724901B2 (ja) | 窒化物半導体の製造方法 | |
JP3744155B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法 | |
JP2006339427A (ja) | 窒化物半導体発光ダイオード用エピタキシャルウエハの製造方法、窒化物半導体発光ダイオード用エピタキシャルウエハ、及び窒化物半導体発光ダイオード | |
TW202231946A (zh) | 紫外線發光元件用磊晶晶圓、紫外線發光元件用金屬貼合基板的製造方法、紫外線發光元件的製造方法、及紫外線發光元件陣列的製造方法 | |
JP3841537B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体及びその製造方法 | |
JP2006147787A (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
JP3884969B2 (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
JP2005085932A (ja) | 発光ダイオード及びその製造方法 | |
JP3589000B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041110 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041110 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070717 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070821 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071018 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080325 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080519 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080519 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080619 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20080725 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081002 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20081002 |