JP2006032737A - 発光素子 - Google Patents
発光素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006032737A JP2006032737A JP2004210862A JP2004210862A JP2006032737A JP 2006032737 A JP2006032737 A JP 2006032737A JP 2004210862 A JP2004210862 A JP 2004210862A JP 2004210862 A JP2004210862 A JP 2004210862A JP 2006032737 A JP2006032737 A JP 2006032737A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- gan
- light emitting
- substrate
- emitting element
- 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
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
【解決手段】 発光素子10は、Ga2O3基板11の(100)または(801)を主面とし、これらの主面に表面再配列によってGaN層12が形成され、このGaN層12上にGaN系化合物薄膜を成長させている。Ga2O3基板11の下面には、n電極18が設けられ、n電極18の下面に発光層14からの発光光を反射する反射層19が設けられている。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る発光素子の模式的斜視図を示す。なお、図1においては、結晶面の構造を理解し易くするため、基板上の半導体部分および基板下側の部分は、分離した状態で示している。
次に、Ga2O3基板11の形成方法について説明する。まず、Ga2O3基板11の素材となるβ−Ga2O3単結晶を作成する。このβ−Ga2O3単結晶は、FZ(フローティングゾーン)法により製造される。最初に、β−Ga2O3種結晶とβ−Ga2O3多結晶素材を準備する。
次に、Ga2O3基板11を窒化して、GaN層12を形成する方法について説明する。(100)面または(801)面が上になるようにして、Ga2O3基板11をMOCVD装置の成長炉内に設置し、気圧を含む雰囲気、加熱温度および加熱時間を適宜選択し、Ga2O3基板11を所定時間加熱することにより、Ga2O3基板11の酸素原子が、窒素原子によって置換され、Ga2O3基板11の表面にGaN層12が形成される。例えば、β−Ga2O3基板11を760torrのNH3雰囲気中で1050℃、5分加熱することにより、Ga2O3基板11の表面にGaN層12が形成される。
n−GaNクラッド層13、InGaN発光層14、p−AlGaNクラッド層15、およびp−GaNコンタクト層16は、GaN系化合物からなるGaN系化合物薄膜であり、GaN層12の形成と同様にMOCVD法により形成する。InGaN薄膜を形成するために、原料ガスとしてTMI(トリメチルインジウム)、TMG(トリメチルガリウム)およびNH3を用い、AlGaN薄膜を形成するために、原料ガスとしてTMA、TMGおよびNH3を用いる。また、キャリアガスは、Heを用いる。なお、GaN薄膜を形成するために、原料ガスとして、TMGおよびNH3を用いてもよい。
MOCVD装置により、n−GaNクラッド層13およびp−GaNコンタクト層16のように、GaNのキャリア濃度を変えるには、GaNに添加するn型ドーパントあるいはp型ドーパントの量を変えることにより行う。
この第1の実施の形態に係る発光素子10によれば、以下の効果を奏する。
(イ)Ga2O3基板11の(100)面または(801)面を窒化してGaN層12を形成したことにより、個別にバッファ層を設ける必要がなくなり、層構成および製造工程の簡略化を図ることができる。
(ロ)Ga2O3基板11にGaN層12を形成しているため、高い結晶品質が得られるとともに、良好な平坦性を得ることができる。そのため、GaN層12上に積層されるGaN系化合物からなる薄膜の結晶品質の劣化を抑えることができ、発光効率を高めることができる。
(ハ)Ga2O3基板11およびGaN層12は、導電性を有するので、電極構造が垂直型の発光ダイオードを作ることができ、その結果、発光素子10の全体を電流通路にすることができることから電流密度を低くすることができ、発光素子10の寿命を長くすることができる。
(ニ)反射層19は、n電極18に到達した発光光をp電極17側に反射させて、発光光をp電極17側から出射させるので、発光光を効率よく出射させることができる。
(ホ)Ga2O3基板11がβ−Ga2O3系単結晶からなるため、結晶性の高いn型導電性を示す基板11を形成することができる。
(ヘ)発光素子10は、多重量子井戸構造を有しているため、キャリアとなる電子と正孔とがInGaN発光層14に閉じこめられて再結合する確率が高くなるので、発光光率が大幅に向上する。
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る発光素子を示す。この発光素子10は、第1の実施の形態において、GaN層12の下側にGa2O3層20を形成した構成に特徴があり、他の構成は第1の実施の形態と同様である。
図3は、本発明の第3の実施の形態に係る発光素子を示す。この発光素子10は、第2の実施の形態において、n−GaNクラッド層13を除去し、InGaN発光層14をGaN層12上に成長させるようにした構成であり、他の構成は第2の実施の形態と同様である。
なお、本発明に係る発光素子10は、発光ダイオードやレーザダイオードに限らず、トランジスタ、サイリスタ、ダイオード等の半導体にも適用することができる。具体的には、例えば、電界効果トランジスタ、フォトダイオード、太陽電池等が挙げられる。
本発明の実施の形態において、基板は、Ga2O3単結晶からなるものとして説明したが、各種の元素を添加したGa2O3系単結晶からなるものであってもよい。
11 Ga2O3基板
12 GaN層
13 n−GaNクラッド層
14 InGaN発光層
15 p−AlGaNクラッド層
16 p−GaNコンタクト層
17 n電極
18 p電極
19 反射層
20 Ga2O3層
Claims (6)
- 所定の面を主面とするGa2O3系単結晶からなる基板と、
前記基板の前記主面に表面再配列によって形成されたGaN層と、
前記GaN層上に形成された化合物薄膜とを備えたことを特徴とする発光素子。 - 前記GaN層は、前記主面にエピタキシャル成長により形成されたGa2O3系層上に形成されていることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
- 前記基板は(100)面または(801)面を前記主面とすることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の発光素子。
- 前記化合物薄膜は、GaN系であることを特徴とする請求項1記載の発光素子。
- 前記GaN層は、表面に発光層が形成されていることを特徴とする請求項2記載の発光素子。
- 前記発光層は、AlInGaN層であることを特徴とする請求項5記載の発光素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004210862A JP2006032737A (ja) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004210862A JP2006032737A (ja) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | 発光素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006032737A true JP2006032737A (ja) | 2006-02-02 |
Family
ID=35898700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004210862A Pending JP2006032737A (ja) | 2004-07-16 | 2004-07-16 | 発光素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006032737A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016002800A1 (ja) * | 2014-07-01 | 2016-01-07 | 株式会社タムラ製作所 | 発光素子 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002164574A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-07 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 半導体発光素子 |
JP2003327497A (ja) * | 2002-05-13 | 2003-11-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | GaN単結晶基板、窒化物系半導体エピタキシャル基板、窒化物系半導体素子及びその製造方法 |
JP2004056098A (ja) * | 2002-05-31 | 2004-02-19 | Koha Co Ltd | 発光素子およびその製造方法 |
JP2004099405A (ja) * | 2002-09-12 | 2004-04-02 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 窒化物半導体積層体及びその成長方法 |
-
2004
- 2004-07-16 JP JP2004210862A patent/JP2006032737A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002164574A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-07 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 半導体発光素子 |
JP2003327497A (ja) * | 2002-05-13 | 2003-11-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | GaN単結晶基板、窒化物系半導体エピタキシャル基板、窒化物系半導体素子及びその製造方法 |
JP2004056098A (ja) * | 2002-05-31 | 2004-02-19 | Koha Co Ltd | 発光素子およびその製造方法 |
JP2004099405A (ja) * | 2002-09-12 | 2004-04-02 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 窒化物半導体積層体及びその成長方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016002800A1 (ja) * | 2014-07-01 | 2016-01-07 | 株式会社タムラ製作所 | 発光素子 |
JP2016015375A (ja) * | 2014-07-01 | 2016-01-28 | 株式会社タムラ製作所 | 発光素子 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8513694B2 (en) | Nitride semiconductor device and manufacturing method of the device | |
JP2006108585A (ja) | Iii族窒化物系化合物半導体発光素子 | |
JP3846150B2 (ja) | Iii族窒化物系化合物半導体素子および電極形成方法 | |
US7550368B2 (en) | Group-III nitride semiconductor stack, method of manufacturing the same, and group-III nitride semiconductor device | |
JPWO2008153130A1 (ja) | 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体の製造方法 | |
JP4631884B2 (ja) | 閃亜鉛鉱型窒化物半導体自立基板、閃亜鉛鉱型窒化物半導体自立基板の製造方法、及び閃亜鉛鉱型窒化物半導体自立基板を用いた発光装置 | |
WO2015146069A1 (ja) | 発光ダイオード素子 | |
JPH09293897A (ja) | 半導体素子とその製造方法 | |
JP3602856B2 (ja) | 半導体発光素子およびその製法 | |
JP2008288532A (ja) | 窒化物系半導体装置 | |
JP2002176196A (ja) | フォトニックデバイスおよびその製造方法 | |
JP2007200933A (ja) | 窒化物系半導体素子の製造方法 | |
JP2004014587A (ja) | 窒化物系化合物半導体エピタキシャルウエハ及び発光素子 | |
JPH10289877A (ja) | 化合物半導体の形成方法及び半導体装置 | |
JP4647286B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP2006032739A (ja) | 発光素子 | |
JP2009027022A (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
JP4647287B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP4794799B2 (ja) | エピタキシャル基板及び半導体積層構造 | |
JPWO2008153065A1 (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
JP2003309074A (ja) | 窒化アルミニウムガリウム層の製造方法、iii族窒化物半導体発光素子の製造方法およびiii族窒化物半導体発光素子 | |
JP2006032737A (ja) | 発光素子 | |
JP2005340789A (ja) | Iii族窒化物半導体発光素子 | |
JP2006032738A (ja) | 発光素子 | |
JP7448626B1 (ja) | 窒化物半導体発光素子の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070615 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100105 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100305 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100921 |