JP2005251922A - Semiconductor light emitting device - Google Patents
Semiconductor light emitting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005251922A JP2005251922A JP2004059145A JP2004059145A JP2005251922A JP 2005251922 A JP2005251922 A JP 2005251922A JP 2004059145 A JP2004059145 A JP 2004059145A JP 2004059145 A JP2004059145 A JP 2004059145A JP 2005251922 A JP2005251922 A JP 2005251922A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- active layer
- emitting device
- semiconductor light
- 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
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
Description
この発明は、窒化ガリウムインジュウム(InGaN)などの窒化ガリウム系半導体を用いた発光ダイオードなどの半導体発光素子に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device such as a light emitting diode using a gallium nitride based semiconductor such as gallium indium nitride (InGaN).
窒化ガリウムインジュウムを代表とする窒化ガリウム系半導体は、紫外域から可視域にわたる広い発光領域を持つ発光ダイオードなどの半導体発光素子に用いられている。
このような窒化ガリウム系半導体を用いた半導体発光素子として、その基板にシリコン基板を用いることが、近時検討されている。これは、従来基板として多用されてきたサファイア基板に比較して、導電性であるため電極の形成が容易であること、基板自体が安価であること、基板が比較的軟らかくダイシングソーで容易に切断できるなどの理由による。
Gallium nitride-based semiconductors typified by gallium indium nitride are used in semiconductor light-emitting elements such as light-emitting diodes having a wide light-emitting region ranging from the ultraviolet region to the visible region.
As a semiconductor light emitting element using such a gallium nitride based semiconductor, it has recently been studied to use a silicon substrate as the substrate. Compared to a sapphire substrate that has been widely used as a conventional substrate, this is because it is conductive, so that the electrode can be easily formed, the substrate itself is inexpensive, and the substrate is relatively soft and easily cut with a dicing saw. For reasons such as being able to.
しかしながら、このようなシリコン基板を用いた半導体発光素子にあっても、以下の解決すべき問題点が残されている。
シリコン基板を使用した発光素子においても、シリコン基板上に、AlN、GaNなどからなるバッファー層をまず形成し、このバッファー層上にクラッド層となるn型GaN層を積層することが行われるが、GaNとシリコンとの熱膨張係数の差に起因する残留応力が、室温付近でGaN層に引張力として作用し、これによりGaN層を厚さ1μm以上に成長させると、このGaN層が割れる現象が生じる。
However, even in the semiconductor light emitting device using such a silicon substrate, the following problems to be solved remain.
Even in a light emitting device using a silicon substrate, a buffer layer made of AlN, GaN or the like is first formed on the silicon substrate, and an n-type GaN layer serving as a cladding layer is stacked on the buffer layer. Residual stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between GaN and silicon acts as a tensile force on the GaN layer near room temperature. As a result, when the GaN layer is grown to a thickness of 1 μm or more, this GaN layer breaks. Arise.
一方、GaNとシリコンとの格子定数の差により発生する転位欠陥を低減させ、結晶性の良いGaN層を形成するには、例えばマスク材料を堆積させて転位欠陥を終端させるなどの方策をとる必要があり、必然的に厚いGaN層が必要となってくる。
しかし、厚さ1μm以上のGaN層では、上述のように割れが発生するため、厚いGaN層を成長させることができず、転位欠陥密度を十分に低下させることができない。
このため、クラッド層となるGaN層に転位欠陥が多く存在し、GaN層上のInGaNなどからなる量子井戸構造の活性層においても転位欠陥が生じ、発光素子としたときの発光効率が低いレベルに留まっている。
However, in a GaN layer having a thickness of 1 μm or more, cracks occur as described above, so that a thick GaN layer cannot be grown, and the dislocation defect density cannot be sufficiently reduced.
For this reason, there are many dislocation defects in the GaN layer serving as the cladding layer, and dislocation defects also occur in the active layer having a quantum well structure made of InGaN or the like on the GaN layer. Stays.
よって、本発明における課題は、窒化ガリウム系半導体を用いた半導体発光素子において、シリコン基板を用いても高い発光効率を有する発光ダイオードなどの半導体発光素子を得ることにある。 Accordingly, an object of the present invention is to obtain a semiconductor light emitting device such as a light emitting diode having high light emission efficiency even when a silicon substrate is used in a semiconductor light emitting device using a gallium nitride based semiconductor.
かかる課題を解決するため、
請求項1にかかる発明は、窒化ガリウム系半導体からなる活性層の表面がピラミッド状の凹凸構造となっており、この凹凸構造の凹部がp型窒化ガリウム系半導体からなる第1クラッド層で埋められた構造を有する半導体発光素子である。
請求項2にかかる発明は、活性層の下地層の一部をなすn型窒化ガリウム系半導体からなる第2クラッド層の転位欠陥密度が109〜1011/cm2である請求項1記載の半導体発光素子である。
To solve this problem,
In the invention according to claim 1, the surface of the active layer made of a gallium nitride semiconductor has a pyramidal uneven structure, and the recess of the uneven structure is filled with a first cladding layer made of a p-type gallium nitride semiconductor. The semiconductor light emitting device having the above structure.
According to a second aspect of the present invention, the dislocation defect density of the second cladding layer made of an n-type gallium nitride semiconductor forming a part of the underlayer of the active layer is 10 9 to 10 11 / cm 2 . It is a semiconductor light emitting device.
請求項3にかかる発明は、第2クラッド層における転位欠陥の間隔が120〜170nmである請求項2記載の半導体発光素子である。
請求項4にかかる発明は、下地層の全厚さが3μm以下である請求項2または3記載の半導体発光素子である。
請求項5にかかる発明は、活性層が有機金属気相成長法により形成され、その製膜圧力条件が大気圧また大気圧よりもやや低い圧力である請求項1ないし4のいずれかに記載の半導体発光素子である。
The invention according to
The invention according to
The invention according to
本発明によれば、発光素子に印加される電流の大部分が活性層のピラミッド構造の凸部の頂点に流れ、活性層に存在する転位欠陥を避けるようにして流れることになる。このため、非発光中心として働く転位欠陥に電流がほとんど流れず、発光効率が高くなる。
また、活性層の多重量子井戸構造が活性層のc軸から傾斜した斜面上に形成されるため、応力による活性層の分極がc面上に比較して小さくなる。このため、量子シュタルク効果による電子と正孔との空間的な距離が小さくなって、再結合効率が増加することになり、これによっても発光効率が向上する。
したがって、多くの転位欠陥が存在する第2クラッド層上に活性層を形成したにもかかわらず、高い発光効率の半導体発光素子を得ることができる。
According to the present invention, most of the current applied to the light emitting element flows to the apex of the convex portion of the pyramid structure of the active layer, and flows so as to avoid dislocation defects existing in the active layer. For this reason, almost no current flows through the dislocation defect serving as a non-luminescent center, and the luminous efficiency is increased.
Moreover, since the multiple quantum well structure of the active layer is formed on a slope inclined from the c-axis of the active layer, the polarization of the active layer due to stress is smaller than that on the c-plane. For this reason, the spatial distance between electrons and holes due to the quantum Stark effect is reduced, and the recombination efficiency is increased. This also improves the light emission efficiency.
Therefore, a semiconductor light emitting device with high light emission efficiency can be obtained even though the active layer is formed on the second cladding layer in which many dislocation defects exist.
さらに、第2クラッド層に許容される転位欠陥密度が大きいので、第2クラッド層として転位欠陥密度を減少させるために厚膜のものを使用する必要がなく、薄い第2クラッド層でよく、第2クラッド層の形成のためのコストを低減できる。また、第2クラッド層において許容される転位欠陥密度が大きいので、シリコン基板を用いることができ、さらにはサファイア基板も使用することができる。 Furthermore, since the dislocation defect density allowed in the second cladding layer is large, it is not necessary to use a thick film to reduce the dislocation defect density as the second cladding layer, and a thin second cladding layer may be used. The cost for forming the two cladding layers can be reduced. Moreover, since the dislocation defect density allowed in the second cladding layer is large, a silicon substrate can be used, and a sapphire substrate can also be used.
以下、本発明を詳しく説明する。
図1は、本発明の半導体発光素子の一例としての発光ダイオード(LED)を示すもので、図中符号1はシリコン基板を示す。
このシリコン基板1は、n型シリコンの結晶からなるもので、(111)面が表面となっている。
このシリコン基板1は、予めアンモニアガス中で加熱処理されたものが用いられ、このアンモニア雰囲気での加熱処理により、基板1上に形成されるAlNからなる遮蔽層2との界面での接触抵抗が小さくなる効果が得られる。
The present invention will be described in detail below.
FIG. 1 shows a light emitting diode (LED) as an example of the semiconductor light emitting device of the present invention, and reference numeral 1 in the drawing denotes a silicon substrate.
The silicon substrate 1 is made of an n-type silicon crystal and has a (111) plane as a surface.
The silicon substrate 1 is preliminarily heat-treated in ammonia gas, and the contact resistance at the interface with the
このシリコン基板1上には、AlNからなる厚さ2〜3nmの遮蔽層2が設けられている。この遮蔽層2は、この遮蔽層2上に形成されるAlGaNからなる導電層3のガリウムがシリコン基板1のシリコンと反応することを防止するためのものである。
遮蔽層2上には、n型AlGaNからなる厚さ20nm程度の導電層3が設けられている。さらに、この導電層3上には厚さ20nm程度のGaN層と厚さ50nm程度のAlN層とを交互に20〜30層積層してなる多重層4が形成されている。この多重層4は、シリコン基板1と、この多重層4上に積層されるn型GaNからなる第2クラッド層5との間で生じる熱応力を緩和するためのものである。
On this silicon substrate 1, a
On the
多重層4上には、厚さ200nm程度のn型GaNからなる第2クラッド層5が設けられている。この第2クラッド層5は後述する第1クラッド層7ともに活性層6を挟むダブルへテロ構造をなすものである。第2クラッド層5の厚さは、厚くする必要はなく、200nmで十分である。
第2クラッド層5上には、厚さ100〜200nmのInGaNからなる活性層(発光層)6が形成されている。この活性層6は、厚さ3nm程度の井戸層と厚さ5nm程度の障壁層とを交互に10〜20周期積層した多重量子井戸構造(MQW)となっている。
On the
An active layer (light emitting layer) 6 made of InGaN having a thickness of 100 to 200 nm is formed on the
さらに、活性層6上には、厚さ20nm程度のp型AlGaNからなる第1クラッド層7が積層されている。この第1クラッド層7は、第2クラッド層5とともに活性層6を挟み込むダブルへテロ接合構造をなすものである。
また、第1クラッド層7上には、厚さ200nm程度のp型GaNからなる電極層8が設けられ、この電極層8上にはNi膜/Au膜からなる透明電極9が形成され、この透明電極9上にはNi膜/Au膜からなるp型オーミック電極10が形成されている。
Further, a first cladding layer 7 made of p-type AlGaN having a thickness of about 20 nm is stacked on the
An
また、シリコン基板1の裏面には、AuSb膜/Au膜からなるn型オーミック電極11が形成されており、この例の発光ダイオードが構成されている。
この発光ダイオードでは、p型オーミック電極10とn型オーミック電極11との間に、直流電流を印加することで、活性層6において発光が行われ、発光素子として機能する。
このような発光ダイオードのシリコン基板1上の各層の形成は、周知の有機金属気相成長法(MOCVD法)によって行われる。
Further, an n-
In this light emitting diode, light is emitted from the
Each layer on the silicon substrate 1 of the light emitting diode is formed by a well-known metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method).
図2は、図1に示した積層構造における要部を拡大して模式的に描いたものである。
図2において、n型GaNからなる第2クラッド層5内には、層の厚さ方向に延びる多数の転位欠陥Aが100〜150nmの間隔で、かつ密度109〜1011/cm2の割合で存在している。これらの転位欠陥Aは、シリコン基板1のシリコンとこの基板1上の各層をなす半導体との格子定数のミスフィットによって遮蔽層2から延びるようにして、各層に伝搬、形成されたものである。
FIG. 2 schematically shows an enlarged main part in the laminated structure shown in FIG.
In FIG. 2, in the
また、活性層6は、その第1クラッド層7と接する側の表面形状が四角錐のピラミッドが多数隣接して形成された状態のピラミッド構造となっている。このピラミッド構造は、活性層6をなす多重量子構造の井戸層61と障壁層62のc面が上方に行くにつれて徐々に小さくなり、C軸に対して傾斜した傾斜面が形成され、この傾斜面にも井戸層61と障壁層62とからなる多重量子構造が形成されたものである。そして、このピラミッド構造は、図示のように、第2クラッド層5の転位間隔がその基底の底辺とほぼ等しくなっており、隣接する転位欠陥の間に1個のピラミッドが形成されている。
In addition, the
また、第2クラッド層5内の転位欠陥は、このピラミッド構造の底部付近において、その一部が終端されており、活性層6を通過して第1クラッド層7にまで達する転位欠陥はかなり減少している。
Further, the dislocation defects in the
本発明は、このような活性層6のピラミッド構造に特長を有するもので、上述の優れた効果を発揮する。すなわち、第1クラッド層7をなすp型AlGaNは、p型GaNからなる電極層8よりもバンドギャップが大きく、抵抗率が高いので、ダイオードに注入される電流は、その大部分が活性層6のピラミッド構造の頂点を目指して流れ、転位欠陥に流れ込む電流は大幅に減少する。
The present invention is characterized by such a pyramid structure of the
また、活性層6の多重量子井戸構造の大部分がc軸から傾斜している傾斜面に形成されているので、応力による活性層6の分極がc面上の多重量子井戸構造に比較して小さい。このため、量子シュタルク効果による電子と正孔との空間的な距離が小さくなり、再結合確率が増す。この結果、このようなピラミッド構造を採用することで、非発光中心として働く転位欠陥を電流の大部分が避けて流れると同時に傾斜面上に形成された多重量子井戸構造における再結合確率を増すことができる。
したがって、転位欠陥が多く残る第2クラッド層5上に活性層6を形成しても高い発光効率を実現できる。
In addition, since most of the multiple quantum well structure of the
Therefore, even if the
次に、このような活性層6におけるピラミッド構造の発現に要する要件について説明する。
第1に、活性層6に適切な歪が入っている、換言すれば適切な応力が作用している必要がある。一般に、結晶成長の際に、大きな応力が加わると、結晶は横方向に成長するよりも縦方向に成長する方が、歪エネルギーが小さくなるために、支配的になる。そして、このようなときに、第2クラッド層5に一定密度の転位欠陥が存在すると、横方向の連続性が分断されて、図2に示すようなピラミッド構造が形成される。
Next, requirements necessary for the expression of the pyramid structure in the
First, it is necessary that the
活性層6に適切な歪を加えるためには、第2クラッド層5に適切な歪が存在することが必要であり、第2クラッド層5に適切な歪を存在させるには、第2クラッド層5とシリコン基板1との間の熱膨張係数差による室温での応力を適切に調整する必要があり、このために多重層4を設けているのである。
In order to apply an appropriate strain to the
第2に、第2クラッド層5における転位欠陥密度が適切な範囲であることが必要である。先の例では、透過型電子顕微鏡観察によると約1010/cm2となっている。好適な転位欠陥密度の範囲としては、109〜1011/cm2とされるが、必ずしもこの範囲であることが必要条件とされない。
このような転位欠陥密度を形成するには、遮蔽層2、導電層3、多重層4の各層の構成、すなわち各層を構成する元素の構成比、厚さ、成膜条件等を制御することで可能となる。
Secondly, the dislocation defect density in the
In order to form such a dislocation defect density, the configuration of each layer of the
また、第2クラッド層5における転位欠陥密度が小さく、転位欠陥間隔が広い場合には、活性層6の厚さを厚くすることがピラミッド構造を得るうえで必要であり、この場合に活性層6が薄いと、ピラミッド構造の上部に平坦な部分が発現し、電流の流れが頂部に集中しなくなる。
さらに、第2クラッド層5における転位欠陥密度が大きく、転位欠陥間隔が狭い場合には、活性層6の厚さを薄くすることにより、形状の整ったピラミッド構造を得ることができる。ただし、この場合でも、活性層6に十分な歪みを発生させるためには、井戸層61と障壁層62におけるIn量を適切に調整する必要がある。井戸層61でのIn量と厚さは発光波長を変動させるので、障壁層62のIn量と厚さで活性層6全体と第2クラッド層5との格子定数差を調節して歪み量を適切な値とすることが望ましい。
If the dislocation defect density in the
Further, when the dislocation defect density in the
次に、第2クラッド層5と活性層6をなす多重量子井戸構造の井戸層61との格子定数差による歪み量が関係する。この歪み量は、井戸層61の厚さと活性層6全体の厚さおよびその成長条件の関数である。先の例では、3nmの井戸層61と5nmの障壁層62からなる15周期の多重量子井戸構造であり、成膜温度は780℃である。ただし、井戸層61および障壁層62の厚さは、発光波長に影響を与えるので、これらを勘案して定める必要がある。
Next, the amount of strain due to the difference in lattice constant between the
また、活性層6の成膜時の圧力もピラミッド構造の発現に関与する。通常、シリコン基板1上の各層の成膜は有機金属気相成長法によって行われ、成膜圧力は760〜76トールの減圧下で行われる。本例では、その活性層6の成膜のみを、大気圧または大気圧付近の圧力において成膜することで、傾斜面がフラットな形状が整ったピラミッド構造が形成できる。しかし、成膜時の圧力による影響は、使用する有機金属気相成長装置(MOCVD装置)にも依存するので、活性層6の成膜時の圧力条件のみで一義的に決めることはできない。
Moreover, the pressure at the time of forming the
さらに、第2クラッド層5、多重層4、導電層3および遮蔽層2からなる下地層の厚さも関与する。この下地層の厚さが3μmを越えると、活性層6に加わる応力が緩和するので、好ましくなく、通常は1μm前後とすることが好ましい。
Furthermore, the thickness of the underlayer composed of the
以上のように、活性層6にピラミッド構造を発現させるための要件は、多岐にわたっており、これらの要件をそれぞれ最適化することで実現可能になる。
As described above, the requirements for causing the
本発明においては、活性層6をなすGaN系半導体として、上で挙げたInGaN以外にAlInGaNなどが挙げられる。
具体的には、活性層6をなす多重量子井戸構造の井戸層として、厚さ2nm程度のAl0.01In〜0.05Ga〜0.94Nなどが、障壁層として、厚さ15nm程度のAl0.2In〜0.01Ga〜0.79Nなどがそれぞれ5層程度交互に積層したものが用いられる。
In the present invention, examples of the GaN-based semiconductor forming the
Specifically, Al 0.01 In to 0.05 Ga to 0.94 N having a thickness of about 2 nm is used as a well layer having a multiple quantum well structure forming the
この場合、活性層6とn型GaNからなる第2クラッド層7との間に、厚さ50nm程度のn型AlGaNなどの中間層を設けることが必要である。この場合には、n型GaNからなる第2クラッド層7を省略して、上記中間層を第2クラッド層としても良い。
In this case, it is necessary to provide an intermediate layer such as n-type AlGaN having a thickness of about 50 nm between the
活性層6をなすGaN系半導体として、Alを含むものを用いた場合には、活性層6が平坦に成長する傾向が強くなり、ピラミッド構造をとりにくくなるが、活性層6の成膜条件を選択することでピラミッド構造を実現することができる。
一方、活性層6をなすGaN系半導体として、Inを含まないものでは、ピラミッド構造を形成することは困難である。この点から、活性層6をなすGaN系半導体としては、InGaN系半導体が好ましいことになる。
When a material containing Al is used as the GaN-based semiconductor forming the
On the other hand, if the GaN-based semiconductor forming the
以下、具体例を示すが、本発明はこの具体例に限定されるものではない。
(例1)
n型シリコン(111)基板をMOCVD装置に搬入後、水素雰囲気中で1130℃、10分間熱処理を行い、シリコン基板表面の酸化膜を除去し、アンモニアガス雰囲気中で1130℃、60秒間の熱処理を行った。ついで、1180℃で遮蔽層となるAlN層(厚さ3nm)、導電層となるn型Al0.27Ga0.73N層(厚さ20nm)、20層からなるGaN(20nm)/AlN(5nm)の多層層、第2クラッド層となるn型GaN層(厚さ200nm)、InGaNの活性層、第1クラッド層となるp型Al0.15Ga0.85N層、電極層となるp型GaN層(200nm)を順次成膜した。
Hereinafter, although a specific example is shown, this invention is not limited to this specific example.
(Example 1)
After carrying the n-type silicon (111) substrate into the MOCVD apparatus, heat treatment is performed at 1130 ° C. for 10 minutes in a hydrogen atmosphere to remove the oxide film on the silicon substrate surface, and heat treatment is performed at 1130 ° C. for 60 seconds in an ammonia gas atmosphere. went. Next, an AlN layer (
InGaNからなる活性層は、3nmのIn0.18Ga0.82Nの井戸層と、5nmのIn0.01Ga0.99Nの障壁層とからなる15周期の多重量子井戸構造とし、成長温度は780℃、成長圧力は大気圧とした。キャリアガスには水素と窒素を用いた。n型GaN層からなる第2クラッド層の転位欠陥密度は、透過型電子顕微鏡観察により、1010/cm2であつた。また、p型ドーパントにはシクロペンタジエニルマグネシウムを、n型ドーパントにはシランを用いた。 The active layer made of InGaN has a 15-cycle multiple quantum well structure composed of a 3 nm In 0.18 Ga 0.82 N well layer and a 5 nm In 0.01 Ga 0.99 N barrier layer. The temperature was 780 ° C., and the growth pressure was atmospheric pressure. Hydrogen and nitrogen were used as the carrier gas. The dislocation defect density of the second cladding layer made of the n-type GaN layer was 10 10 / cm 2 by observation with a transmission electron microscope. Further, cyclopentadienyl magnesium was used for the p-type dopant, and silane was used for the n-type dopant.
さらに、電極層のp型GaN層上に透明電極となるNi膜/Au膜と、p型オーミック電極となるNi膜/Au膜(12/100nm)を真空中で蒸着し、610℃で3分間、窒素中で熱処理し、p型オーミック電極を形成した。そして、n型シリコン基板の裏面にAuSb膜/Au膜(18/100nm)を真空中で蒸着し、380℃で1分間、窒素雰囲気中で熱処理し、n型オーミック電極を形成して、発光ダイオードを作成した。 Further, a Ni film / Au film serving as a transparent electrode and a Ni film / Au film (12/100 nm) serving as a p-type ohmic electrode are vapor-deposited in vacuum on the p-type GaN layer of the electrode layer, and at 610 ° C. for 3 minutes. Then, heat treatment was performed in nitrogen to form a p-type ohmic electrode. Then, an AuSb film / Au film (18/100 nm) is vacuum-deposited on the back surface of the n-type silicon substrate, and heat-treated in a nitrogen atmosphere at 380 ° C. for 1 minute to form an n-type ohmic electrode. It was created.
得られた発光ダイオードの電流−電圧特性を図3に、光出力特性を図4に示す。注入電流が20mAでは、動作電圧が4.1V、光出力が18μW、ピーク発光波長が478nmであった。光出力は、p型オーミック電極から10mm離れた位置に置かれた光検出器により測定した値である。この発光ダイオードの光出力は、従来のサファイア基板を用いた同様の構造のGaN系発光ダイオードと同等の値である。
The current-voltage characteristics of the obtained light emitting diode are shown in FIG. 3, and the light output characteristics are shown in FIG. When the injection current was 20 mA, the operating voltage was 4.1 V, the optical output was 18 μW, and the peak emission wavelength was 478 nm. The light output is a value measured by a photodetector placed at a
この発光ダイオードについて、注入電流一定(20mA)での27℃と80℃における寿命試験を行ったところ、27℃と80℃における1000時間経過後の光出力の初期値に対する減少率はそれぞれ−2%と−6%であった。
また、この発光ダイオードの活性層付近の透過型電子顕微鏡写真を、図5に示す。この写真から活性層におけるピラミッド構造がはっきりと確認できる。
When this light emitting diode was subjected to a life test at 27 ° C. and 80 ° C. at a constant injection current (20 mA), the decrease rate of the light output after the elapse of 1000 hours at 27 ° C. and 80 ° C. was −2% respectively. And -6%.
Further, a transmission electron micrograph in the vicinity of the active layer of the light emitting diode is shown in FIG. From this photograph, the pyramid structure in the active layer can be clearly confirmed.
(例2)
例1において、活性層の成長温度を740℃とし、成長圧力を大気圧とした以外は、同様にして発光ダイオードを得た。
得られた発光ダイオードの発光波長は505nmの緑色発光ダイオードであり、その電流−電圧特性、光出力特性、寿命試験における光出力の減少率は、例1の発光ダイオードと同様であった。
(Example 2)
A light emitting diode was obtained in the same manner as in Example 1 except that the growth temperature of the active layer was 740 ° C. and the growth pressure was atmospheric pressure.
The emission wavelength of the obtained light-emitting diode was a green light-emitting diode having a wavelength of 505 nm, and the current-voltage characteristics, light output characteristics, and reduction rate of light output in the life test were the same as those of the light-emitting diode of Example 1.
(例3)
例1において、第2クラッド層のn型GaN層の厚さを150nmとし、この第2クラッド層上に、厚さ50nmのn型Al0.07Ga0.93Nからなる中間層を設けた。また、活性層として、井戸層が厚さ2nmのAl0.01In〜0.05Ga〜0.94Nを、障壁層として、厚さ15nmのAl0.2In〜0.01Ga〜0.79Nをそれぞれ5層程度交互に積層したものを用いた。活性層の成膜温度は820℃、圧力は大気圧とした。
得られた発光ダイオードは、波長375nmで発光し、活性層にはピラミッド構造が透過型電子顕微鏡観察で確認された。
(Example 3)
In Example 1, the thickness of the n-type GaN layer of the second cladding layer was 150 nm, and an intermediate layer made of n-type Al 0.07 Ga 0.93 N having a thickness of 50 nm was provided on the second cladding layer. . Also, the active layer is Al 0.01 In to 0.05 Ga to 0.94 N with a well layer of 2 nm in thickness, and the barrier layer is Al 0.2 In to 0.01 Ga to 0 with a thickness of 15 nm. .79 N in which about 5 layers were alternately laminated was used. The deposition temperature of the active layer was 820 ° C., and the pressure was atmospheric pressure.
The obtained light emitting diode emitted light at a wavelength of 375 nm, and a pyramid structure was confirmed in the active layer by observation with a transmission electron microscope.
この発明の半導体発光素子は、例えば、青色発光ダイオードなどとして有用である。 The semiconductor light emitting device of the present invention is useful as, for example, a blue light emitting diode.
5・・・第2クラッド層、6・・・活性層、7・・・第1クラッド層
5 ... 2nd cladding layer, 6 ... Active layer, 7 ... 1st cladding layer
Claims (5)
5. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the active layer is formed by metal organic vapor phase epitaxy, and a film forming pressure condition is atmospheric pressure or a pressure slightly lower than atmospheric pressure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004059145A JP2005251922A (en) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | Semiconductor light emitting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004059145A JP2005251922A (en) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | Semiconductor light emitting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005251922A true JP2005251922A (en) | 2005-09-15 |
Family
ID=35032128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004059145A Pending JP2005251922A (en) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | Semiconductor light emitting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005251922A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008034754A (en) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Dowa Holdings Co Ltd | Light-emitting device |
WO2008126695A1 (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Nitride semiconductor light emitting device and process for producing the same |
CN102270711A (en) * | 2011-07-26 | 2011-12-07 | 山西天能科技股份有限公司 | Method for improving light emitting efficiency of blue-green LED (Light-Emitting Diode) on silicon substrate |
WO2013128913A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | パナソニック株式会社 | Nitride semiconductor light emitting element, and light source provided with nitride semiconductor light emitting element |
JP2014512681A (en) * | 2011-09-29 | 2014-05-22 | 東芝テクノセンター株式会社 | Light emitting device having dislocation density maintaining buffer layer |
CN112786688A (en) * | 2019-09-20 | 2021-05-11 | 深圳市晶相技术有限公司 | Semiconductor epitaxial structure and application and manufacturing method thereof |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10215029A (en) * | 1997-01-29 | 1998-08-11 | Nichia Chem Ind Ltd | Nitride semiconductor element |
JP2000357820A (en) * | 1999-06-15 | 2000-12-26 | Pioneer Electronic Corp | Gallium nitride semiconductor light emitting element and its manufacture |
JP2004193498A (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-08 | Sanken Electric Co Ltd | Semiconductor light-emitting element and manufacturing method therefor |
-
2004
- 2004-03-03 JP JP2004059145A patent/JP2005251922A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10215029A (en) * | 1997-01-29 | 1998-08-11 | Nichia Chem Ind Ltd | Nitride semiconductor element |
JP2000357820A (en) * | 1999-06-15 | 2000-12-26 | Pioneer Electronic Corp | Gallium nitride semiconductor light emitting element and its manufacture |
JP2004193498A (en) * | 2002-12-13 | 2004-07-08 | Sanken Electric Co Ltd | Semiconductor light-emitting element and manufacturing method therefor |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008034754A (en) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Dowa Holdings Co Ltd | Light-emitting device |
WO2008126695A1 (en) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Nitride semiconductor light emitting device and process for producing the same |
CN101542760B (en) * | 2007-04-06 | 2012-03-21 | 住友电气工业株式会社 | Nitride semiconductor light emitting device and process for producing the same |
CN102270711A (en) * | 2011-07-26 | 2011-12-07 | 山西天能科技股份有限公司 | Method for improving light emitting efficiency of blue-green LED (Light-Emitting Diode) on silicon substrate |
JP2014512681A (en) * | 2011-09-29 | 2014-05-22 | 東芝テクノセンター株式会社 | Light emitting device having dislocation density maintaining buffer layer |
US9130068B2 (en) | 2011-09-29 | 2015-09-08 | Manutius Ip, Inc. | Light emitting devices having dislocation density maintaining buffer layers |
JP2016157951A (en) * | 2011-09-29 | 2016-09-01 | 株式会社東芝 | Semiconductor wafer and method of manufacturing the same |
WO2013128913A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | パナソニック株式会社 | Nitride semiconductor light emitting element, and light source provided with nitride semiconductor light emitting element |
US9147804B2 (en) | 2012-02-28 | 2015-09-29 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Nitride semiconductor light-emitting element and light source including the nitride semiconductor light-emitting element |
CN112786688A (en) * | 2019-09-20 | 2021-05-11 | 深圳市晶相技术有限公司 | Semiconductor epitaxial structure and application and manufacturing method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3909811B2 (en) | Nitride semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US20100133506A1 (en) | Nitride semiconductor light emitting element and method for manufacturing nitride semiconductor | |
JP3890930B2 (en) | Nitride semiconductor light emitting device | |
CN104409587B (en) | A kind of InGaN base blue-green light LED epitaxial structure and growing method | |
JP3614070B2 (en) | Nitride semiconductor light emitting diode | |
JP2003037289A (en) | Group iii nitride light-emitting element with low-drive voltage | |
JP2008205514A (en) | Iii-v nitride semiconductor device | |
JP2010080955A (en) | Semiconductor device | |
US8030680B2 (en) | Nitride semiconductor light-emitting device and method for manufacturing the same | |
JP2006332258A (en) | Nitride semiconductor device and its manufacturing method | |
WO2016002419A1 (en) | Nitride-semiconductor light-emitting element | |
WO2006057485A1 (en) | Iii-nitride semiconductor light emitting device | |
JPH11354842A (en) | Gan semiconductor light emitting element | |
KR20180079031A (en) | Iii-nitride semiconductor light emitting device | |
JPH09266326A (en) | Iii group nitride compound semiconductor light emitting device | |
JP2005251922A (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP2001102633A (en) | Method of manufacturing nitride-based compound semiconductor light emitting element | |
JP2004014587A (en) | Nitride compound semiconductor epitaxial wafer and light emitting element | |
TW201528441A (en) | Manufacturing method of nitride semiconductor component | |
US10763395B2 (en) | Light emitting diode element and method for manufacturing same | |
TWI545798B (en) | Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof | |
KR101552671B1 (en) | Method of manufacturing nitride light emitting device having high luminance | |
JP2001024223A (en) | Nitride semiconductor light emitting diode | |
JP2006120856A (en) | Manufacturing method of semiconductor light-emitting device | |
JP2003008059A (en) | Nitride-family semiconductor light-emitting element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070221 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20070221 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090811 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090908 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100126 |