JP2005191519A - GaN半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明はGaN成長時AlをドープすることによりGa空孔のような欠陥を減少させると共に転位などのような格子不整合による欠陥を減少させ、電気的特性及び光学的特性を向上させられる高品質GaN半導体発光素子及びその製造方法に関するものである。本発明によると、発光素子の電気的、光学的特性を向上させることができ、安価ながら良質の結晶成長を保障できる優れた効果を奏する。
【解決手段】
本発明は、GaN半導体物質を成長させるための基板と、上記基板上に形成され、Alがドープされたn型GaNクラッド層と、上記n型GaNクラッド層上に形成され量子井戸構造を有する活性層と、上記活性層上に形成されるp型GaNクラッド層とを含むフリップチップ用GaN半導体発光素子を提供する。
【選択図】図1
Description
31、41 n型GaNクラッド層
32、42 活性層
33、43 p型GaNクラッド層
341、441 バッファ層
342、442 GaN中間層
343、443 AlがドープされたGaN層
Claims (24)
- GaN半導体物質を成長させるための基板と、
上記基板上に形成され、Alがドープされたn型GaNクラッド層と、
上記n型GaNクラッド層上に形成され量子井戸構造を有する活性層と、
上記活性層上に形成されるp型GaNクラッド層と、
を含むフリップチップ用GaN半導体発光素子。 - 上記n型GaNクラッド層はAl含有量が0.01%ないし1%でAlドープされたことを特徴とする請求項1に記載のGaN半導体発光素子。
- 上記基板と上記n型GaNクラッド層との間に形成されるバッファ層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のGaN半導体発光素子。
- 上記バッファ層は、
上記基板上に形成されるAlシード層と、
上記Alシード層上に形成される単結晶AlN層と、
を含むことを特徴とする請求項3に記載のGaN半導体発光素子。 - 上記単結晶AlN層の厚さは10nmないし50nmであることを特徴とする請求項4に記載のGaN半導体発光素子。
- 上記バッファ層は、非結晶質のAlN層または非結晶質のGaN層であることを特徴とする請求項3に記載のGaN半導体発光素子。
- 上記バッファ層とn型GaNクラッド層との間に形成されるGaN中間層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のGaN半導体発光素子。
- 上記GaN中間層の厚さは100nmないし1μmであることを特徴とする請求項7に記載のGaN半導体発光素子。
- 上記GaN中間層と上記n型GaNクラッド層との間に形成されるAlがドープされたGaN層をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のGaN半導体発光素子。
- 上記AlがドープされたGaN層はAl含有量が0.01%ないし1%でAlドープされたことを特徴とする請求項9に記載のGaN半導体発光素子。
- 上記AlがドープされたGaN層の厚さは1μmないし4μmであることを特徴とする請求項9または10に記載のGaN半導体発光素子。
- GaN半導体物質を成長させるための基板を用意する段階と、
上記基板上にAlがドープされたn型GaNクラッド層を形成する段階と、
上記n型GaNクラッド層上に量子井戸構造を有する活性層を形成する段階と、
上記活性層上にp型GaNクラッド層を形成する段階と、
を含むGaN半導体発光素子の製造方法。 - 上記n型GaNクラッド層を形成する段階は、Al含有量が0.01%ないし1%でAlドープされたn型GaNクラッド層を形成する段階であることを特徴とする請求項12に記載のGaN半導体発光素子の製造方法。
- 上記n型GaNクラッド層を形成する段階以前に、上記基板上にバッファ層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のGaN半導体発光素子の製造方法。
- 上記バッファ層を形成する段階は、
上記基板上にAlシード層を形成する段階と、
上記Alシード層上に単結晶AlN層を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項14に記載のGaN半導体発光素子の製造方法。 - 上記単結晶AlN層を形成する段階は、MOCVD法を用いて1000℃ないし1100℃の高温において単結晶AlN層を形成する段階であることを特徴とする請求項15に記載のGaN半導体発光素子の製造方法。
- 上記単結晶AlN層を形成する段階は、10nmないし50nmの厚さで単結晶AlN層を形成する段階であることを特徴とする請求項15または16に記載のGaN半導体発光素子の製造方法。
- 上記バッファ層を形成する段階は、上記基板上に非結晶質AlN層を形成する段階または上記基板上に非結晶質GaN層を形成する段階であることを特徴とする請求項14に記載のGaN半導体発光素子の製造方法。
- 上記n型GaNクラッド層を形成する段階以前に、上記バッファ層上にGaN中間層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のGaN半導体発光素子。
- 上記GaN中間層を形成する段階は、100nmないし1μmの厚さでGaN中間層を形成する段階であることを特徴とする請求項19に記載のGaN半導体発光素子。
- 上記n型GaNクラッド層を形成する段階以前に、上記GaN中間層上にAlがドープされたGaN層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のGaN半導体発光素子の製造方法。
- 上記AlがドープされたGaN層を形成する段階はAl含有量が0.01%ないし1%でAlドープされたGaN層を形成する段階であることを特徴とする請求項21に記載のGaN半導体発光素子の製造方法。
- 上記AlがドープされたGaN層を形成する段階は、1μmないし4μmの厚さでGaN層を形成する段階であることを特徴とする請求項21または22に記載のGaN半導体発光素子。
- 上記活性層とp型GaNクラッド層の一部を除去して上記n型GaNクラッド層の一部領域を露出させる段階と、
上記p型GaNクラッド層上にpメタル層を形成する段階と、
上記pメタル層上にp側ボンディング電極及び上記露出したn型GaNクラッド層の一部領域にn側電極を形成する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のGaN半導体発光素子。
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