JP2005057308A - 窒化物半導体素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 井戸層と障壁層との多重量子井戸からなる活性層のn層側にn型不純物としてSiをドープし、さらにそのドープする層を限定することで、n層側からのドナーの供給を補うことができ、発光出力の高い窒化物半導体素子が得られる。
【選択図】図1
Description
(a)n型窒化物半導体とp型窒化物半導体との間に、量子井戸からなりn型不純物を含む活性層を有する窒化物半導体素子において、前記活性層に含まれるn型不純物濃度はn層側の方がp層側よりも大きいことを特徴とする窒化物半導体素子。
j=i/6+2(但しi≧4、jは少数以下を切り捨てた整数)・・・(1)
[実施例1]図1を元に実施例1について説明する。
(活性層7)TMG、アンモニアを用いアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームと、Siを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、アンドープからなる障壁層を11層、最初の2層のみSiがドープされ、残りの8層はアンドープからなる井戸層10層を交互に積層して、総数21層、総膜厚2500オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニアを用いアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームと、アンドープのIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、アンドープからなる障壁層を6層、最初の1層のみSiがドープされ、残りの4層はアンドープからなる井戸層5層を交互に積層して、総数11層、総膜厚1350オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニアを用いアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームと、アンドープのIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、アンドープからなる障壁層を3層、最初の1層のみSiがドープされ、残りの1層はアンドープからなる井戸層2層を交互に積層して、総数5層、総膜厚660オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニアを用いアンドープのIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームと、アンドープのIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、最初の3層のみSiがドープされ、残りの13層はアンドープからなる障壁層を16層、アンドープからなる井戸層15層を交互に積層して、総数31層、総膜厚3650オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームとSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、最初の3層のみSiがドープされ、残りの13層はアンドープからなる障壁層を16層、最初の3層のみSiがドープされ、残りの12層はアンドープからなる井戸層を15層交互に積層して、総数31層、総膜厚3650オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用い、Siを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームとSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、最初の2層のみSiドープがドープされ、残りの9層はアンドープからなる障壁層を11層、最初の2層のみSiドープがドープされ、残りの8層はアンドープからなる井戸層を10層交互に積層して、総数21層、総膜厚3650オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用い、Siを5×1017/cm3ドープしたIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームとアンドープのIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、最初の1層のみSiドープがドープされ、残りの9層はアンドープからなる障壁層を11層、最初の1層のみSiドープがドープされ、残りの8層はアンドープからなる井戸層を10層交互に積層して、総数21層、総膜厚3650オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
(活性層7)TMG、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニアを用いアンドープのIn0.3Ga0.7Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームを成長させ、単一量子井戸構造からなる活性層7を成長させる。
(第2のアンドープGaN層5)次にシランガスのみを止め、1050℃で同様にして第2のアンドープGaN層5を1500オングストロームの膜厚で成長させる。
(p型アンドープAlGaN層)p型多層膜形成後、アンドープのAl0.05Ga0.95N層を2000オングストロームの膜厚で形成する。この層はp型多層膜層8からのMgの拡散により、p型不純物を含むようになりp型を示す。
(活性層7)TMG、アンモニアを用いアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、さらにTMG、TMI、アンモニア、シランガスを用いSiを5×1017/cm3ドープしたIn0.35Ga0.65Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。さらにアンドープのGaNよりなる障壁層を200オングストロームと、アンドープのIn0.35Ga0.65Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で成長させ、アンドープからなる障壁層を6層、最初の1層のみSiがドープされ、残りの4層はアンドープからなる井戸層5層を交互に積層して、総数11層、総膜厚1350オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層7を成長させる。
2・・・バッファ層
3・・・アンドープGaN層
4・・・n型コンタクト層
5・・・n型第1多層膜層
6・・・n型第2多層膜層
7・・・活性層
8・・・p型多層膜層
9・・・p型コンタクト層
10・・・p電極
11・・・n電極
Claims (7)
- n型窒化物半導体とp型窒化物半導体との間に、量子井戸からなりn型不純物を含む活性層を有する窒化物半導体素子において、前記活性層に含まれるn型不純物濃度はn層側の方がp層側よりも大きいことを特徴とする窒化物半導体素子。
- n型窒化物半導体とp型窒化物半導体との間に、多重量子井戸からなりn型不純物を含む活性層を有する窒化物半導体素子において、前記活性層は層の総数をi層とした場合、次の(1)式を満たすn型窒化物半導体に接する層から数えてj層までのいずれかにn型不純物が含まれていることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体素子。
j=i/6+2(但しi≧4、jは少数以下を切り捨てた整数)・・・(1) - 前記n型不純物が含まれている位置は、活性層中の井戸層であることを特徴とする請求項1乃至請求項2のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子。
- 前記n型不純物が含まれている位置は活性層中の障壁層であることを特徴とする請求項1乃至請求項2のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子。
- 前記n型不純物が含まれている位置は活性層中の井戸層と障壁層の両方であることを特徴とする請求項1乃至請求項2のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子。
- 前記n型不純物はSi、Ge、Snの中の少なくとも1種であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子。
- 前記n型不純物はSiであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子。
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