JP2005093682A - ＧａＮ系半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
ＧａＮ系半導体発光素子及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005093682A JP2005093682A JP2003324571A JP2003324571A JP2005093682A JP 2005093682 A JP2005093682 A JP 2005093682A JP 2003324571 A JP2003324571 A JP 2003324571A JP 2003324571 A JP2003324571 A JP 2003324571A JP 2005093682 A JP2005093682 A JP 2005093682A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- gan
- based semiconductor
- uneven
- aln
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 13
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 16
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 13
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 8
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 108091006149 Electron carriers Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QBJCZLXULXFYCK-UHFFFAOYSA-N magnesium;cyclopenta-1,3-diene Chemical compound [Mg+2].C1C=CC=[C-]1.C1C=CC=[C-]1 QBJCZLXULXFYCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/24—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate of the light emitting region, e.g. non-planar junction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/16—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular crystal structure or orientation, e.g. polycrystalline, amorphous or porous
- H01L33/18—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular crystal structure or orientation, e.g. polycrystalline, amorphous or porous within the light emitting region
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
【課題】 成長プロセスの複雑化を抑えながら発光効率を増大したＧａＮ系半導体発光素子及びその製造方法を提供することにある。
【構成】 ｎ型ＧａＮクラッド層３の上にＡｌＮ凹凸層４を形成し、ＡｌＮ凹凸層４の上に活性層（ＩｎＧａＮ井戸層５）を形成することにより活性層を凹凸の形状にする。Ａｌ凹凸層４は、ｎ型ＧａＮクラッド層３の上に１０Å程度の膜厚のＡｌＮ層を形成し、８３０℃程度の熱処理を施すことによりＡｌＮ層を凝集させて形成する。その結果、活性層の面積が増大し、活性層に組成不均一が生ずる。
【選択図】 図１
【構成】 ｎ型ＧａＮクラッド層３の上にＡｌＮ凹凸層４を形成し、ＡｌＮ凹凸層４の上に活性層（ＩｎＧａＮ井戸層５）を形成することにより活性層を凹凸の形状にする。Ａｌ凹凸層４は、ｎ型ＧａＮクラッド層３の上に１０Å程度の膜厚のＡｌＮ層を形成し、８３０℃程度の熱処理を施すことによりＡｌＮ層を凝集させて形成する。その結果、活性層の面積が増大し、活性層に組成不均一が生ずる。
【選択図】 図１
Description
本発明はＧａＮ系半導体発光素子及びその製造方法に関し、特に、成長プロセスの複雑化を抑えながら発光効率を増大したＧａＮ系半導体発光素子及びその製造方法に関する。
従来のＧａＮ系半導体発光素子として、例えば、特許文献１に記載されているものがある。
特許文献１に記載されているＧａＮ系半導体発光素子は、例えば、ｎ型光ガイド層の表面をエッチング等によって凹凸にし、その凹凸にした表面にＩｎＧａＮ活性層を凹凸に形成することによって構成されている。
この構成によれば、活性層を凹凸に形成することによって活性層にＩｎプアー領域とＩｎリッチ領域を形成し、その結果、活性層に量子ドット効果、量子箱効果を付与することによって発光効率を増大させることができると記載している。
特開平１０−２１５０２９号公報
しかし、従来のＧａＮ系半導体発光素子によれば、各半導体層の成長過程、例えば、気相成長中にｎ型光ガイド層をエッチングするエッチング工程を挿入しなければならないため、成長プロセスが複雑化するという不都合がある。
従って、本発明の目的は、成長プロセスの複雑化を抑えながら発光効率を増大したＧａＮ系半導体発光素子及びその製造方法を提供することにある。
本発明によると、ｎ型層とｐ型層の間に活性層を配置したＧａＮ系半導体発光素子において、
前記ｎ型層と前記活性層の間に配置されたＡｌＮ凹凸層を備え、
前記活性層は、前記ＡｌＮ凹凸層の形状に基づいて凹凸に形成されていることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子を提供する。
前記ｎ型層と前記活性層の間に配置されたＡｌＮ凹凸層を備え、
前記活性層は、前記ＡｌＮ凹凸層の形状に基づいて凹凸に形成されていることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子を提供する。
また、本発明によると、ｎ型層とｐ型層の間に活性層を配置したＧａＮ系半導体発光素子において、
前記ｎ型層と前記活性層の間に配置され、所定の温度で形成されたＧａＮ系半導体層を前記所定の温度より大なる温度で熱処理することによって形成されたＧａＮ系半導体凹凸層を備え、
前記活性層は前記ＧａＮ系半導体凹凸層の形状に基づいて凹凸に形成されていることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子を提供する。
前記ｎ型層と前記活性層の間に配置され、所定の温度で形成されたＧａＮ系半導体層を前記所定の温度より大なる温度で熱処理することによって形成されたＧａＮ系半導体凹凸層を備え、
前記活性層は前記ＧａＮ系半導体凹凸層の形状に基づいて凹凸に形成されていることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子を提供する。
本発明のＧａＮ系半導体発光素子において、前記ＧａＮ系半導体凹凸層は、ＡｌＮ凹凸層のよって形成され、
前記活性層は、複数のＩｎＧａＮ井戸層を含む多重量子井戸構造を有することが好ましい。
前記活性層は、複数のＩｎＧａＮ井戸層を含む多重量子井戸構造を有することが好ましい。
更に、本発明によると、
基板上にｎ型ＧａＮ系半導体層を形成し、
前記ｎ型ＧａＮ系半導体層上に所定の温度でアモルファス状のＧａＮ系半導体層を形成し、
前記ＧａＮ系半導体層に前記所定の温度より高い温度の熱処理を施すことにより、前記ＧａＮ系半導体層の凝集に基づいて多結晶状のＧａＮ系半導体凹凸層を形成し、
前記ＧａＮ系半導体凹凸層上に活性層を成長させることにより凹凸状活性層を形成し、
前記凹凸状活性層上にｐ型ＧａＮ系半導体層を形成することを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子の製造方法を提供する。
基板上にｎ型ＧａＮ系半導体層を形成し、
前記ｎ型ＧａＮ系半導体層上に所定の温度でアモルファス状のＧａＮ系半導体層を形成し、
前記ＧａＮ系半導体層に前記所定の温度より高い温度の熱処理を施すことにより、前記ＧａＮ系半導体層の凝集に基づいて多結晶状のＧａＮ系半導体凹凸層を形成し、
前記ＧａＮ系半導体凹凸層上に活性層を成長させることにより凹凸状活性層を形成し、
前記凹凸状活性層上にｐ型ＧａＮ系半導体層を形成することを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子の製造方法を提供する。
本発明のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法において、
前記ＧａＮ系半導体凹凸層の形成は、ＡｌＮ凹凸層の形成であり、
前記凹凸状活性層の形成は、複数のＩｎＧａＮ井戸層を含む多重量子井戸構造の形成であることが好ましい。
前記ＧａＮ系半導体凹凸層の形成は、ＡｌＮ凹凸層の形成であり、
前記凹凸状活性層の形成は、複数のＩｎＧａＮ井戸層を含む多重量子井戸構造の形成であることが好ましい。
本発明のＧａＮ系半導体発光素子によると、活性層はＡｌＮ凹凸層の形状に基づいて凹凸に形成されているため、活性層の面積を大にし、活性層の組成を不均一にし、それによって発光効率を増大することができる。
また、本発明のＧａＮ系半導体発光素子によると、活性層はＧａＮ系半導体凹凸層形状に基づいて凹凸に形成されているため、活性層の面積を大にし、活性層の組成を不均一にし、それによって発光効率を増大することができる。
また、本発明のＧａＮ系半導体発光素子によると、ＧａＮ系半導体凹凸層は、ＡｌＮ凹凸層によって形成され、
活性層は、複数のＩｎＧａＮ井戸層を含む多重量子井戸構造であるため、凝集による凹凸の形成が容易になり、また、制御されたピーク波長において発光出力を大にすることができる。
活性層は、複数のＩｎＧａＮ井戸層を含む多重量子井戸構造であるため、凝集による凹凸の形成が容易になり、また、制御されたピーク波長において発光出力を大にすることができる。
更に、本発明によると、
ＧａＮ系半導体層に所定の温度より高い温度の熱処理を施すことにより、
前記ＧａＮ系半導体層の凝集に基づいて多結晶状のＧａＮ系半導体層凹凸層を形成し、
前記ＧａＮ系半導体凹凸層上に活性層を成長させることにより凹凸状活性層を形成するため、成長プロセスの複雑化を抑えながら、面積が大きく、組成の不均一な活性層を提供することができる。
ＧａＮ系半導体層に所定の温度より高い温度の熱処理を施すことにより、
前記ＧａＮ系半導体層の凝集に基づいて多結晶状のＧａＮ系半導体層凹凸層を形成し、
前記ＧａＮ系半導体凹凸層上に活性層を成長させることにより凹凸状活性層を形成するため、成長プロセスの複雑化を抑えながら、面積が大きく、組成の不均一な活性層を提供することができる。
本発明の好ましい実施形態によると、ＧａＮ系半導体凹凸層の形成は、ＡｌＮ凹凸層の形成であり、
凹凸状活性層の形成は、複数のＩｎＧａＮ井戸層を含む多重量子井戸構造の形成であるため、凹凸の形成が容易になり、ピーク波長の制御と発光出力の向上の実現が容易になるＧａＮ系半導体発光素子を製造することができる。
凹凸状活性層の形成は、複数のＩｎＧａＮ井戸層を含む多重量子井戸構造の形成であるため、凹凸の形成が容易になり、ピーク波長の制御と発光出力の向上の実現が容易になるＧａＮ系半導体発光素子を製造することができる。
図１は、本発明のＧａＮ系半導体発光素子を示す。このＧａＮ系半導体発光素子は、サファイア基板１上に低温成長のＡｌＮバッファ層２を形成し、その上にＳｉドープのｎ型ＧａＮ：Ｓｉクラッド層（コンタクト層）３を形成する。次に、ｎ型ＧａＮ：Ｓｉクラッド層３の上にＡｌＮ凹凸層４を形成し、この上に凹凸の形状を有する３層のＩｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５と凹凸の形状を有する２層のＧａＮ障壁層６を交互に配置したＭＱＷ７を形成する。更に、その上にＭｇドープのｐ型Ａｌ0.12Ｇａ0.88Ｎクラッド層８を形成し、その上にＭｇドープのｐ型ＧａＮコンタクト層９を形成する。次に、ｐ型ＧａＮコンタクト層９、ｐ型Ａｌ0.12Ｇａ0.88Ｎクラッド層８、ＭＱＷ７、及びｎ型ＧａＮクラッド層３の一部をエッチングしてｎ型ＧａＮクラッド層３を露出し、露出した表面にｎ型電極１２を形成し、更に、ｐ型コンタクト層９の表面に透明電極１０及びパッド電極１１を形成する。
以上の構成において、パッド電極１１及びｎ型電極１２にボンディングされた図示しないボンディングワイヤを介して順方向の電圧を印加すると、Ｉｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５においてホール及びエレクトロンのキャリア再結合が発生して発光し、出力光が透明電極１０を介して外部へ放射される。
ここで、Ｉｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５が凹凸に形成されているので、Ｉｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５の組成の不均一化と面積の増加が実現され、その結果、発光効率が増加する。
以下に、本発明のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法を説明する。
図１及び図２（ａ）において、（０００１）面を結晶成長面とするサファイア基板１を有機洗浄の後、サファイア基板１をＭＯＣＶＤ装置内の成長炉のサセプタ上に設置する。成長炉を真空排気の後、水素を供給して１２００℃程度まで昇温する。これによりサファイア基板上１の表面に付着していた炭化水素ガスがある程度取り除かれる。
次に、サファイア基板１の温度を６００℃程度まで降温し、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）及びＮＨ3（アンモニア）を供給してサファイア基板１上に５０ｎｍ程度の膜厚の低温ＡｌＮバッファ層２を形成する。
次に、ＴＭＡの供給を止め、基板温度を１０００℃まで上げ、ＮＨ3、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）、ＳｉＨ4（シラン）を供給してキャリア濃度５×１０18／ｃｍ3のｎ型ＧａＮ：Ｓｉクラッド層（コンタクト層）３を形成する。
次に、サファイア基板１の温度を４００℃程度まで降温し、ＴＭＡ及びＮＨ3を１０秒程度供給してｎ型ＧａＮクラッド層３の上に１０Å程度の膜厚のＡｌＮ層４０を形成する（図２（ａ））。
次に、原料ガスの供給を止めながらサファイア基板１の温度を８３０℃程度まで上げると、ＡｌＮ層４０は熱処理を受けて凝集し、その結果、ＡｌＮ凹凸層４が形成される（図２（ｂ））。
次に、サファイア基板１の温度を７３０℃まで降温し、ＮＨ3、ＴＭＧ、及びＴＭＩ（トリメチルインジウム）を供給して膜厚３０ÅのＩｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５を形成する。このＩｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５は、Ａｌ凹凸層４の形状に基づいて凹凸に形成される。
次に、サファイア基板１の温度８８０℃まで上げ、ＮＨ3及びＴＭＧを供給して１７０Åの膜厚のＧａＮ障壁層６を形成する。このＧａＮ障壁層６は、その下のＩｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５の凹凸形状に基づいて凹凸に形成される。
次に、上記したＩｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５及びＧａＮ障壁層６の成長条件に基づいて２層のＩｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５及び１層のＧａＮ障壁層６を形成して合計３層のＩｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５と合計２層のＧａＮ障壁層６より成るＭＱＷ７を形成する。このＭＱＷ７は、図１に示すように、全体として凹凸の形状を有している。
次に、サファイア基板１の温度を１０００℃まで上げ、ＴＭＡ，ＴＭＧ、ＮＨ3、及びＣｐ2Ｍｇ（ビスシクロペンタディエニルマグネシウム）を供給して２００Åの膜厚のマグネシウムドープのｐ型Ａｌ0.12Ｇａ0.88Ｎクラッド層８を形成する。
次に、サファイア基板１の温度を１０００℃に維持したまま、ＮＨ3、ＴＭＧ、及びＣｐ2Ｍｇを供給してマグネシウムドープのｐ型ＧａＮコンタクト層９を形成する。
次に、所定のエッチャントを使用してｐ型ＧａＮコンタクト層９、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層８、ＭＱＷ７、及びｎ型ＧａＮ：Ｓｉクラッド層３の一部を除去してｎ型ＧａＮ：Ｓｉクラッド層３を露出させる。
次に、ｐ型ＧａＮコンタクト層９の上に透明電極１０とパッド電極１１を形成し、露出したｎ型ＧａＮ：Ｓｉクラッド層３の上にｎ型電極１２を形成する。
以上の成長プロセスを経て製造されたＧａＮ系半導体発光素子は、Ｉｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５の形状が凹凸にされるため、Ｉｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５の面積が増大し、また、Ｉｎ0.25Ｇａ0.85Ｎ井戸層５に組成不均一が生ずる。その結果、発光効率の増大が図れる。
図３は、本発明のＧａＮ系半導体発光素子と従来のものとの波長対輝度特性の対比を示す。
図３において、曲線（１）はＡｌＮ層４０を成長温度４００℃、成長時間１０秒で成長させた後、８３０℃の熱処理を施してＡｌＮ凹凸層４を形成した前記実施例のＧａＮ系半導体発光素子の波長対輝度特性である。
曲線（２）はＡｌＮ層４０を成長温度４００℃、成長時間１５秒で成長させた後、８３０℃の熱処理を施してＡｌＮ凹凸層４を形成した本発明の別のＧａＮ系半導体発光素子の波長対輝度特性である。
曲線（３）はＡｌＮ凹凸層４を有しない従来のＧａＮ系半導体発光素子の波長対輝度特性であり、輝度は１０倍にして表示されている。
図３の曲線（１）、（２）及び（３）の対比から明らかなように、本発明のＧａＮ系半導体発光素子は発光効率が増大している。
また、これを実現するために形成されるＡｌＮ凹凸層４は、通常の成長プロセスに熱処理を付加するだけで形成されるので、成長プロセスの複雑化を抑えることができる。
図４は、本発明の成長プロセスによって製造されたＧａＮ系半導体発光素子において、ＡｌＮ層４０の熱処理時間に対する輝度変化を示す曲線（１）と、ＡｌＮ層４０の熱処理時間に対するピーク波長変化を示す曲線（２）を表わす。
図４より明らかな通り、ＡｌＮ層４０に熱処理を施してＡｌＮ凹凸層４にする熱処理時間は１０秒前後が好ましく、２０秒を超える必要はない。
尚、凹凸層４は、ＡｌＮによって限定されるものではなく、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮによって置換されても良い。
また、ＡｌＮ凹凸層４はドット状に分散的に配置して形成されるものとして説明したが、これに限定されることはなく、底部において相互に連結された形状であっても良い。
１：サファイア基板
２：ＡｌＮバッファ層
３：シリコンドープのｎ型ＧａＮクラッド層（コンタクト層）
４：ＡｌＮ凹凸層
５：ＩｎＧａＮ井戸層
６：ＧａＮ障壁層
７：ＭＱＷ
８：マグネシウムドープのｐ型ＡｌＧａＮクラッド層
９：マグネシウムドープのｐ型ＧａＮコンタクト層
１０：透明電極
１１：パッド電極
１２：ｎ型電極
４０：熱処理前のＡｌＮ層
２：ＡｌＮバッファ層
３：シリコンドープのｎ型ＧａＮクラッド層（コンタクト層）
４：ＡｌＮ凹凸層
５：ＩｎＧａＮ井戸層
６：ＧａＮ障壁層
７：ＭＱＷ
８：マグネシウムドープのｐ型ＡｌＧａＮクラッド層
９：マグネシウムドープのｐ型ＧａＮコンタクト層
１０：透明電極
１１：パッド電極
１２：ｎ型電極
４０：熱処理前のＡｌＮ層
Claims (5)
- ｎ型層とｐ型層の間に活性層を配置したＧａＮ系半導体発光素子において、
前記ｎ型層と前記活性層の間に配置されたＡｌＮ凹凸層を備え、
前記活性層は、前記ＡｌＮ凹凸層の形状に基づいて凹凸に形成されていることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子。 - ｎ型層とｐ型層の間に活性層を配置したＧａＮ系半導体発光素子において、
前記ｎ型層と前記活性層の間に配置され、所定の温度で形成されたＧａＮ系半導体層を前記所定の温度より大なる温度で熱処理することによって形成されたＧａＮ系半導体凹凸層を備え、
前記活性層は、前記ＧａＮ系半導体凹凸層の形状に基づいて凹凸に形成されていることを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子。 - 前記ＧａＮ系半導体凹凸層は、ＡｌＮ凹凸層によって形成され、
前記活性層は、複数のＩｎＧａＮ井戸層を含む多重量子井戸構造であることを特徴とする請求項２記載のＧａＮ系半導体発光素子。 - 基板上にｎ型ＧａＮ系半導体層を形成し、
前記ｎ型ＧａＮ系半導体層上に所定の温度でアモルファス状のＧａＮ系半導体層を形成し、
前記ＧａＮ系半導体層に前記所定の温度より高い温度の熱処理を施すことにより前記ＧａＮ系半導体層の凝集に基づいて多結晶状のＧａＮ系半導体凹凸層を形成し、
前記ＧａＮ系半導体凹凸層上に活性層を成長させることにより凹凸状活性層を形成し、
前記凹凸状活性層上にｐ型ＧａＮ系半導体層を形成することを特徴とするＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。 - 前記ＧａＮ系半導体凹凸層の形成は、ＡｌＮ凹凸層の形成であり、
前記凹凸状活性層の形成は、複数のＩｎＧａＮ井戸層を含む多重量子井戸構造の形成であることを特徴とする請求項４記載のＧａＮ系半導体発光素子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003324571A JP2005093682A (ja) | 2003-09-17 | 2003-09-17 | ＧａＮ系半導体発光素子及びその製造方法 |
| US10/926,398 US7190001B2 (en) | 2003-09-17 | 2004-08-26 | GaN based semiconductor light emitting device and method of making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003324571A JP2005093682A (ja) | 2003-09-17 | 2003-09-17 | ＧａＮ系半導体発光素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005093682A true JP2005093682A (ja) | 2005-04-07 |
Family
ID=34270072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003324571A Withdrawn JP2005093682A (ja) | 2003-09-17 | 2003-09-17 | ＧａＮ系半導体発光素子及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7190001B2 (ja) |
| JP (1) | JP2005093682A (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006295128A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 窒化物半導体素子 |
| KR100643474B1 (ko) | 2005-09-06 | 2006-11-10 | 엘지전자 주식회사 | 발광 소자 |
| KR100661715B1 (ko) | 2005-06-16 | 2006-12-26 | 엘지전자 주식회사 | 아일랜드(ｉｓｌａｎｄ )형상의 삽입층이 구비된 발광다이오드 및 이의 제조 방법 |
| JP2007053251A (ja) * | 2005-08-18 | 2007-03-01 | Ngk Insulators Ltd | Ｉｉｉ族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 |
| KR100699147B1 (ko) | 2005-12-15 | 2007-03-21 | 엘지전자 주식회사 | 다파장 발광소자 및 그 제조방법 |
| KR100700529B1 (ko) | 2005-10-17 | 2007-03-28 | 엘지전자 주식회사 | 전류 확산층을 구비한 발광 다이오드 및 그 제조 방법 |
| KR100808012B1 (ko) * | 2006-06-13 | 2008-02-28 | 나이넥스 주식회사 | 개선된 발광 효율을 갖는 발광 다이오드 및 그 제조 방법 |
| JP2008199016A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Koga Koden Kofun Yugenkoshi | 発光素子のエピタキシャル構造 |
| JP2009124149A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Advanced Optoelectronic Technology Inc | Ｉｉｉ族元素窒化物半導体発光デバイス及びその作成方法 |
| JP2010195678A (ja) * | 2010-03-10 | 2010-09-09 | Ngk Insulators Ltd | Ｉｉｉ族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 |
| KR101008287B1 (ko) * | 2006-12-30 | 2011-01-13 | 주식회사 에피밸리 | 3족 질화물 반도체 발광소자 |
| US8179938B2 (en) | 2008-09-16 | 2012-05-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light-emitting element capable of increasing amount of light emitted, light-emitting device including the same, and method of manufacturing light-emitting element and light-emitting device |
| WO2016072278A1 (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| WO2016072275A1 (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| WO2016072276A1 (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| WO2016072277A1 (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| WO2016152772A1 (ja) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2018006687A (ja) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | 国立大学法人京都大学 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| CN112687777A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-20 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法 |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7781777B2 (en) * | 2004-03-08 | 2010-08-24 | Showa Denko K.K. | Pn junction type group III nitride semiconductor light-emitting device |
| FI118196B (fi) * | 2005-07-01 | 2007-08-15 | Optogan Oy | Puolijohderakenne ja puolijohderakenteen valmistusmenetelmä |
| DE102005061346A1 (de) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronischer Halbleiterchip |
| WO2007053624A2 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-10 | Trustees Of Boston University | Optical devices featuring textured semiconductor layers |
| KR101241477B1 (ko) * | 2006-01-27 | 2013-03-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조 방법 |
| JP5076656B2 (ja) * | 2006-06-19 | 2012-11-21 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体レーザ素子 |
| KR101283261B1 (ko) * | 2007-05-21 | 2013-07-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 및 그 제조방법 |
| TWI398017B (zh) * | 2007-07-06 | 2013-06-01 | Huga Optotech Inc | 光電元件及其製作方法 |
| JP2010205988A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Panasonic Corp | 窒化物半導体素子及びその製造方法 |
| KR101028286B1 (ko) | 2009-12-28 | 2011-04-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
| DE102009060747A1 (de) | 2009-12-30 | 2011-07-07 | OSRAM Opto Semiconductors GmbH, 93055 | Halbleiterchip |
| US8569737B2 (en) * | 2010-12-08 | 2013-10-29 | Lehigh University | Broadband light emitting diodes and method for producing same |
| CN102842660B (zh) * | 2012-08-17 | 2015-11-11 | 圆融光电科技有限公司 | 一种氮化镓基发光二极管外延片结构及其制备方法 |
| CN102969419A (zh) * | 2012-12-24 | 2013-03-13 | 厦门大学 | 一种弱极性面上氮化镓基发光二极管外延片及其制备方法 |
| KR20140100115A (ko) * | 2013-02-05 | 2014-08-14 | 삼성전자주식회사 | 반도체 발광 소자 |
| CN103413876A (zh) * | 2013-08-09 | 2013-11-27 | 西安神光皓瑞光电科技有限公司 | 一种发光器件及其制备方法 |
| CN103824915A (zh) * | 2014-03-13 | 2014-05-28 | 华延芯光（北京）科技有限公司 | 一种氮化镓基发光二极管及其制备方法 |
| CN104319233B (zh) * | 2014-09-30 | 2018-03-13 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种MOCVD中InN/LT‑AlN复合应力释放缓冲层技术 |
| JP6552234B2 (ja) | 2015-03-23 | 2019-07-31 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP6605213B2 (ja) * | 2015-03-23 | 2019-11-13 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP6605214B2 (ja) * | 2015-03-23 | 2019-11-13 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| CN105206725B (zh) * | 2015-08-24 | 2017-09-22 | 中国科学院半导体研究所 | 基于二维岛的InGaN量子点外延结构及制备方法 |
| CN106898948B (zh) * | 2015-12-17 | 2019-05-31 | 杭州增益光电科技有限公司 | 超辐射发光二极管或激光器外延结构及其制备方法 |
| CN106057995B (zh) * | 2016-05-31 | 2018-10-09 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种氮化镓基发光二极管的外延片及其制造方法 |
| CN106057989B (zh) * | 2016-06-22 | 2018-10-09 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种GaN基发光二极管的外延片的制作方法 |
| CN106057988B (zh) * | 2016-06-22 | 2018-10-30 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 一种GaN基发光二极管的外延片的制备方法 |
| JP6967024B2 (ja) * | 2019-02-04 | 2021-11-17 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
| CN110571311B (zh) * | 2019-07-30 | 2021-12-14 | 中国科学技术大学 | 一种多量子阱结构、光电器件外延片及光电器件 |
| WO2021102666A1 (zh) * | 2019-11-26 | 2021-06-03 | 重庆康佳光电技术研究院有限公司 | 发光二极管结构 |
| CN112614918A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-06 | 木昇半导体科技(苏州)有限公司 | 一种高内量子率的外延材料生长方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5787104A (en) * | 1995-01-19 | 1998-07-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor light emitting element and method for fabricating the same |
| JP3396356B2 (ja) * | 1995-12-11 | 2003-04-14 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置，及びその製造方法 |
| JP3282174B2 (ja) | 1997-01-29 | 2002-05-13 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体発光素子 |
| JP3969029B2 (ja) * | 2001-08-03 | 2007-08-29 | ソニー株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
-
2003
- 2003-09-17 JP JP2003324571A patent/JP2005093682A/ja not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-08-26 US US10/926,398 patent/US7190001B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006295128A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 窒化物半導体素子 |
| KR100661715B1 (ko) | 2005-06-16 | 2006-12-26 | 엘지전자 주식회사 | 아일랜드(ｉｓｌａｎｄ )형상의 삽입층이 구비된 발광다이오드 및 이의 제조 방법 |
| JP4554469B2 (ja) * | 2005-08-18 | 2010-09-29 | 日本碍子株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 |
| JP2007053251A (ja) * | 2005-08-18 | 2007-03-01 | Ngk Insulators Ltd | Ｉｉｉ族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 |
| US8039130B2 (en) | 2005-08-18 | 2011-10-18 | Ngk Insulators, Ltd. | Method of forming group-III nitride crystal, layered structure and epitaxial substrate |
| KR100643474B1 (ko) | 2005-09-06 | 2006-11-10 | 엘지전자 주식회사 | 발광 소자 |
| KR100700529B1 (ko) | 2005-10-17 | 2007-03-28 | 엘지전자 주식회사 | 전류 확산층을 구비한 발광 다이오드 및 그 제조 방법 |
| KR100699147B1 (ko) | 2005-12-15 | 2007-03-21 | 엘지전자 주식회사 | 다파장 발광소자 및 그 제조방법 |
| KR100808012B1 (ko) * | 2006-06-13 | 2008-02-28 | 나이넥스 주식회사 | 개선된 발광 효율을 갖는 발광 다이오드 및 그 제조 방법 |
| KR101008287B1 (ko) * | 2006-12-30 | 2011-01-13 | 주식회사 에피밸리 | 3족 질화물 반도체 발광소자 |
| JP2008199016A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Koga Koden Kofun Yugenkoshi | 発光素子のエピタキシャル構造 |
| JP2009124149A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Advanced Optoelectronic Technology Inc | Ｉｉｉ族元素窒化物半導体発光デバイス及びその作成方法 |
| US8179938B2 (en) | 2008-09-16 | 2012-05-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light-emitting element capable of increasing amount of light emitted, light-emitting device including the same, and method of manufacturing light-emitting element and light-emitting device |
| US8268653B2 (en) | 2008-09-16 | 2012-09-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light-emitting element capable of increasing amount of light emitted, light-emitting device including the same, and method of manufacturing light-emitting element and light-emitting device |
| JP2010195678A (ja) * | 2010-03-10 | 2010-09-09 | Ngk Insulators Ltd | Ｉｉｉ族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 |
| WO2016072275A1 (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| US10062805B2 (en) | 2014-11-07 | 2018-08-28 | Stanley Electric Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting element |
| WO2016072276A1 (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| WO2016072277A1 (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP2016092286A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP2016092284A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP2016092287A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP2016092285A (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-23 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| KR102397663B1 (ko) | 2014-11-07 | 2022-05-13 | 스탠리 일렉트릭 컴퍼니, 리미티드 | 반도체 발광 소자 |
| US10270045B2 (en) | 2014-11-07 | 2019-04-23 | Stanley Electric Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting element |
| KR20170080600A (ko) * | 2014-11-07 | 2017-07-10 | 스탠리 일렉트릭 컴퍼니, 리미티드 | 반도체 발광 소자 |
| US10186671B2 (en) | 2014-11-07 | 2019-01-22 | Stanley Electric Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting element |
| US10056524B2 (en) | 2014-11-07 | 2018-08-21 | Stanley Electric Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting element |
| WO2016072278A1 (ja) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
| US10193021B2 (en) | 2015-03-23 | 2019-01-29 | Stanley Electric Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting element, and manufacturing method for same |
| JP2016178268A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-06 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| WO2016152772A1 (ja) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2018006687A (ja) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | 国立大学法人京都大学 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| CN112687777A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-20 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法 |
| CN112687777B (zh) * | 2020-12-18 | 2021-12-03 | 华灿光电(苏州）有限公司 | 发光二极管外延片及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7190001B2 (en) | 2007-03-13 |
| US20050056850A1 (en) | 2005-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2005093682A (ja) | ＧａＮ系半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JP5995302B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子の製造方法 | |
| JP4908381B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体層の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、並びにランプ | |
| JP5549338B2 (ja) | 紫外光放射用窒素化合物半導体ｌｅｄおよびその製造方法 | |
| JP4223797B2 (ja) | 窒化物系半導体発光素子およびその製造方法 | |
| WO2014178248A1 (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
| TWI381547B (zh) | 三族氮化合物半導體發光二極體及其製造方法 | |
| JP4063520B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
| TWI497766B (zh) | 半導體裝置製造方法 | |
| JP2006024884A (ja) | 窒化物半導体素子及び製造方法 | |
| JPH11354839A (ja) | ＧａＮ系半導体発光素子 | |
| KR20080022818A (ko) | 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 | |
| JP2007134507A (ja) | 半導体発光素子、および半導体発光素子を作製する方法 | |
| JP2009239243A (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
| JP2008103665A (ja) | 窒化物半導体デバイス及びその製造方法 | |
| KR20090079993A (ko) | Ⅲ족 질화물 반도체층의 제조 방법 및 ⅲ족 질화물 반도체 발광 소자, 및 램프 | |
| JP6181661B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
| JPH11354842A (ja) | ＧａＮ系半導体発光素子 | |
| JP5626123B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法 | |
| JP4940670B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子を作製する方法 | |
| JP3667995B2 (ja) | ＧａＮ系量子ドット構造の製造方法およびその用途 | |
| US8633469B2 (en) | Group III nitride semiconductor light-emitting device | |
| JP2012248763A5 (ja) | ||
| JP5423026B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JPH11354843A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系量子ドット構造の製造方法およびその用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051025 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070425 |