JP2009027022A - Nitride semiconductor light-emitting element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、AlBInGaNの5元混晶を用いた窒化物半導体発光素子に関する。 The present invention relates to a nitride semiconductor light emitting device using a ternary mixed crystal of AlBInGaN.
青色〜緑色、又は紫色の光を発する半導体レーザ素子、発光ダイオード等の半導体発光素子として、窒化物半導体発光素子がある。窒化物半導体発光素子の製造の際には、サファイア、GaN、SiC、Si等からなる基板上にGaN系半導体層をエピタキシャル成長させている。 As a semiconductor light emitting element such as a semiconductor laser element or a light emitting diode that emits blue to green or violet light, there is a nitride semiconductor light emitting element. When manufacturing a nitride semiconductor light emitting device, a GaN-based semiconductor layer is epitaxially grown on a substrate made of sapphire, GaN, SiC, Si, or the like.
例えば、サファイア基板上にMOCVD(有機金属気相成長法)を用いて、n型GaNコンタクト層、InGaN井戸層とGaN障壁層による量子井戸活性層が順に形成され、活性層上には、p型AlGaNブロック層、p型GaNコンタクト層等が順に形成される。 For example, an n-type GaN contact layer, an InGaN well layer, and a quantum well active layer by a GaN barrier layer are sequentially formed on a sapphire substrate using MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), and a p-type is formed on the active layer. An AlGaN block layer, a p-type GaN contact layer, and the like are sequentially formed.
p型GaNコンタクト層からn型GaNコンタクト層の一部領域までがエッチングにより除去され、n型GaNコンタクト層を露出させ、n型GaNコンタクト層の露出した上面にn電極が形成され、p型GaNコンタクト層の上面にp電極が形成される。 From the p-type GaN contact layer to a partial region of the n-type GaN contact layer is removed by etching, the n-type GaN contact layer is exposed, and an n-electrode is formed on the exposed upper surface of the n-type GaN contact layer. A p-electrode is formed on the upper surface of the contact layer.
図7は、サファイア単結晶やGaN系単結晶等、ウルツ鉱構造を有する六方晶系結晶の面方位を示すユニットセル図を表している。ここで、C面やa軸という表現は、いわゆるミラー指数により表すことができ、例えば、C面は(0001)面と表される。図4において斜線を付した面がA面(11−20)であり、M面(10−10)は六方晶構造の柱面を示す。例えば{11−20}面や{10−10}面は、結晶のもつ対称性により、(11−20)面や(10−10)面と等価な面も含む総称であることを示している。また、a軸はA面の垂直方向を、m軸はM面の垂直方向を、c軸はC面の垂直方向を示す。 FIG. 7 is a unit cell diagram showing the plane orientation of a hexagonal crystal having a wurtzite structure, such as a sapphire single crystal or a GaN single crystal. Here, the expressions C-plane and a-axis can be expressed by a so-called Miller index. For example, the C-plane is expressed as a (0001) plane. In FIG. 4, the hatched surface is the A-plane (11-20), and the M-plane (10-10) is a hexagonal crystal column. For example, the {11-20} plane and the {10-10} plane are generic names including the plane equivalent to the (11-20) plane and the (10-10) plane due to the symmetry of the crystal. . Further, the a axis indicates the vertical direction of the A plane, the m axis indicates the vertical direction of the M plane, and the c axis indicates the vertical direction of the C plane.
上述したように、サファイア基板上にGaN系半導体層を積層する場合には、サファイア基板のC面(0001)が用いられ、(0001)方位のサファイア基板上に積層したGaN系半導体は、(0001)方位のウルツ鉱型の結晶構造を持ち、Ga元素が成長表面方向(C面成長)になる結晶極性を有している。 As described above, when the GaN-based semiconductor layer is stacked on the sapphire substrate, the C-plane (0001) of the sapphire substrate is used, and the GaN-based semiconductor stacked on the (0001) -oriented sapphire substrate is (0001). ) Orientation wurtzite type crystal structure, Ga element has a crystal polarity in which the growth surface direction (C-plane growth).
このように積層されたGaN系半導体層の積層界面では、c軸方向に対称性がなく、C面成長のエピタキシャル膜には表裏が生じるというウルツ鉱構造のため自発分極が発生するとともに、自発分極と界面応力に起因するピエゾ分極が起こり、これらの分極電荷により、積層界面に電界が発生する。また、上記界面応力は格子欠陥による格子不整合によって変化し、格子不整合が大きくなると界面応力も大きくなり、ピエゾ分極が増大する。 At the stacked interface of the GaN-based semiconductor layers stacked in this way, spontaneous polarization occurs due to the wurtzite structure in which there is no symmetry in the c-axis direction and the front and back surfaces of the epitaxial film grown on the C plane are generated. Piezoelectric polarization due to the interfacial stress occurs and an electric field is generated at the laminated interface due to these polarization charges. The interfacial stress changes due to lattice mismatch due to lattice defects. When the lattice mismatch increases, the interfacial stress increases and piezo polarization increases.
上記自発分極とピエゾ分極は、GaN系半導体層のヘテロ接合界面で発生するので、InGaN/GaN量子井戸活性層でも発生し、量子井戸に生じた電界により、キャリアの分極が起きるため、発光効率の低下、発光波長のレッドシフト(長波長側へのシフト)を招くという問題があった。 Since the spontaneous polarization and piezo polarization are generated at the heterojunction interface of the GaN-based semiconductor layer, they are also generated in the InGaN / GaN quantum well active layer, and carriers are polarized by the electric field generated in the quantum well. There has been a problem that it causes a reduction and a red shift of the emission wavelength (shift to the longer wavelength side).
そこで、サファイア基板等における結晶成長面を、図4のユニットセル図におけるM面やA面等の非極性面(ノンポーラ面)、又は(10−1−1)面、(10−1−3)面、(11−22)面等の半極性面(セミポーラ面)とし、InGaN/GaN量子井戸活性層の成長面を非極性面又は半極性面とすることで、GaN障壁層とInGaN井戸層との界面における自発分極及びピエゾ分極の影響をなくし、発光効率の低下、発光波長のレッドシフトをなくすようにした構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、自発分極及びピエゾ分極を抑制しても、GaN障壁層とInGaN井戸層との量子井戸構造を用いているために、GaNとInGaNとの格子不整合が発生する。また、窒化物半導体発光素子の発光波長の長波長化が求められており、長波長化を行うためにはInGaN井戸層のIn組成比率を高くしなければならないが、そのようにするとGaN障壁層との格子定数との開きが拡大し、格子定数の相違は最大10%程度にも達する。この格子不整合は欠陥が発生する要因となり、活性層の内部量子効率を低下させ、発光効率を減少させる。 However, even if spontaneous polarization and piezoelectric polarization are suppressed, the lattice mismatch between GaN and InGaN occurs because the quantum well structure of the GaN barrier layer and the InGaN well layer is used. In addition, there is a demand for longer emission wavelengths of nitride semiconductor light emitting devices. In order to increase the wavelength, the In composition ratio of the InGaN well layer must be increased. The difference between the lattice constant and the lattice constant increases, and the difference in lattice constant reaches about 10% at the maximum. This lattice mismatch becomes a factor for generating defects, lowers the internal quantum efficiency of the active layer, and reduces the light emission efficiency.
また、非極性面や半極性面を結晶成長面とした場合には、C面成長のときのようなレッドシフト効果がなくなるので、長波長化を行う場合は、C面成長のときよりもInGaN井戸層のIn組成比率を高くしなければならず、益々GaN障壁層との格子定数の違いが拡大し、発光効率が激減するという問題があった。 In addition, when the nonpolar plane or the semipolar plane is used as the crystal growth plane, the red shift effect as in the C plane growth is lost. Therefore, when the wavelength is increased, the InGaN is more effective than in the C plane growth. There was a problem that the In composition ratio of the well layer had to be increased, the difference in lattice constant with the GaN barrier layer was increased, and the luminous efficiency was drastically reduced.
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、活性層における量子井戸構造の格子不整合を非常に小さくした状態を維持することにより、欠陥の発生を防ぎ、発光波長を長波長化させても高効率で発光が可能な窒化物半導体発光素子を提供することを目的としている。 The present invention was devised to solve the above-described problems, and by maintaining a state in which the lattice mismatch of the quantum well structure in the active layer is very small, the occurrence of defects is prevented, and the emission wavelength is increased. An object of the present invention is to provide a nitride semiconductor light emitting device capable of emitting light with high efficiency even when the wavelength is increased.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、量子井戸構造を有する活性層を備えた窒化物半導体発光素子であって、前記活性層における井戸層は少なくともホウ素及びインジウムが含まれたAlW1BX1InY1GaZ1N(W1+X1+Y1+Z1=1)で、かつ発光波長が365nm以上となるように形成されたことを特徴とする窒化物半導体発光素子である。
In order to achieve the above object, the invention according to
また、請求項2記載の発明は、前記井戸層の格子定数が、前記井戸層と同じバンドギャップとなるように構成されたInY3GaZ3N(0≦Y3≦1、Z3=1−Y3)の格子定数よりも小さく形成されたことを特徴とする請求項1記載の窒化物半導体発光素子である。
Further, the invention according to
また、請求項3記載の発明は、前記井戸層はGaNとの格子不整合が±1.5%以内であることを特徴とする請求項1記載の窒化物半導体発光素子である。
The invention according to
また、請求項4記載の発明は、前記井戸層はGaNと格子整合していることを特徴とする請求項1記載の窒化物半導体発光素子である。
The invention according to
また、請求項5記載の発明は、前記活性層における障壁層は、AlW2BX2InY2GaZ2N(W2+X2+Y2+Z2=1)で形成され、かつ前記井戸層よりもバンドギャップが大きく構成されたことを特徴とする請求項1記載の窒化物半導体発光素子である。
Further, the invention of
また、請求項6記載の発明は、前記障壁層はGaNとの格子不整合が±1.5%以内であることを特徴とする請求項5記載の窒化物半導体発光素子である。
The invention according to
また、請求項7記載の発明は、前記障壁層はGaNと格子整合していることを特徴とする請求項5記載の窒化物半導体発光素子である。
The invention according to
本発明によれば、量子井戸構造を有する活性層において、活性層中の井戸層を少なくともホウ素及びインジウムが含まれたAlW1BX1InY1GaZ1N(W1+X1+Y1+Z1=1)で、かつ発光波長が365nm以上となるように形成しているので、井戸層とGaNとが格子整合できるように、又は井戸層とGaNとの格子不整合を極めて小さくできるように構成し、かつ発光波長の長波長化も可能にできる。 According to the present invention, in the active layer having the quantum well structure, the well layer in the active layer is Al W1 B X1 In Y1 Ga Z1 N (W1 + X1 + Y1 + Z1 = 1) containing at least boron and indium, and the emission wavelength is Since it is formed to be 365 nm or more, it is configured so that the well layer and GaN can be lattice-matched, or the lattice mismatch between the well layer and GaN can be extremely reduced, and the emission wavelength is increased. Can also be possible.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図3は本発明の窒化物半導体発光素子の構成例を、図2は図3の活性層4の拡大詳細図を示す。また、図1は、Al(アルミニウム)、B(ホウ素)、In(インジウム)、Ga(ガリウム)、N(窒素)を組み合わせた窒化物半導体におけるバンドギャップ(エネルギーギャップ)及び発光波長と格子定数との関係を示す。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a structural example of the nitride semiconductor light emitting device of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged detailed view of the
窒化物半導体発光素子の構成例としては、サファイア基板1の上に、AlNバッファ層2、n型GaNコンタクト層3、活性層4、p型AlGaN(電子)ブロック層8、p型GaNコンタクト層5が順次積層されており、p型GaNコンタクト層5から一部領域がメサエッチングされて、n型GaNコンタクト層3が露出した面にn電極7が形成されている。また、p型GaNコンタクト層5の上にはp電極6が形成されている。
As a configuration example of the nitride semiconductor light emitting device, an
活性層4は、量子井戸構造(Quantum Well)を有する活性層であり、井戸層(ウェル層)を、井戸層よりもバンドギャップの大きな障壁層(バリア層)でサンドイッチ状に挟んだ構造となっている。この量子井戸構造は、1つではなく、多重化しても良く、この場合は、MQW(Multi Quantum Well)、すなわち多重量子井戸構造となる。
The
本発明では、活性層4全体をAl(アルミニウム)、B(ホウ素)、In(インジウム)、Ga(ガリウム)、N(窒素)による5元混晶系のAlBInGaNとし、井戸層4bをAlW1BX1InY1GaZ1N(W1+X1+Y1+Z1=1、0≦W1<1、0<X1<1、0<Y1<1、0≦Z1<1)、障壁層(バリア層)4aをAlW2BX2InY2GaZ2N(W2+X2+Y2+Z2=1、0≦W2≦1、0≦X2≦1、0≦Y2≦1、0≦Z2≦1)の量子井戸構造とした。
In the present invention, the entire
すなわち、井戸層4bは、少なくともB(ホウ素)とIn(インジウム)を含んだAlW1BX1InY1GaZ1N(W1+X1+Y1+Z1=1)で構成し、障壁層4aはAlW2BX2InY2GaZ2N(W2+X2+Y2+Z2=1)で構成するものであり、したがって、井戸層4bと障壁層4aの最小構成は、井戸層4bがBInN(上記W1=0、Z1=0)、障壁層4aがGaN(上記W2=X2=Y2=0)となる。
That is, the well
図2に示されるように、活性層4がn型GaNコンタクト層3と接する側に障壁層層4aが配置され、その上に井戸層4bが積層されており、この障壁層4aと井戸層4bとが交互に何周期か積層された後、最後の障壁層4aが形成されており、この最後の障壁層4aの上にp型AlGaNブロック層8が積層される。
As shown in FIG. 2, a
また、障壁層4aは井戸層4bよりも高いバンドギャップエネルギーを有する必要があり、一般的には、Y1>Y2となるように、障壁層4aのIn組成比率は井戸層4bよりも小さくする。
Further, the
次に、図1の左縦軸はバンドギャップ(エネルギーギャップ)(単位はeV)を、右縦軸は発光波長(単位はnm)を、横軸はa軸方向の格子定数(単位はオングストローム:Å)を示す。また、図1中に記載された直線のグラフは、上記AlBInGaNのうちの3元混晶の場合のデータを示す。例えば直線11は、左上のBNの2元混晶の点から始まり、右下のInNの2元混晶で終了している。ここで、BNとInNとの間を結ぶ直線11上は、BXIn1―XNの3元混晶において組成比率Xを0〜1まで変化させたデータを表わす。
Next, the left vertical axis in FIG. 1 is the band gap (energy gap) (unit is eV), the right vertical axis is the emission wavelength (unit is nm), the horizontal axis is the lattice constant in the a-axis direction (unit is angstrom: Å). Moreover, the straight line graph described in FIG. 1 shows data in the case of a ternary mixed crystal of the AlBInGaN. For example, the
同様に、AlNの点とGaNの点とを結ぶ直線13上はAlXGa1―XNの3元混晶において組成比率Xを0〜1まで、AlNの点とInNの点とを結ぶ直線14上はAlXIn1―XNの3元混晶において組成比率Xを0〜1まで、GaNの点とInNの点とを結ぶ直線12上はInXGa1―XNの3元混晶において組成比率Xを0〜1まで、各々変化させた場合のデータを表す。
Similarly, the
したがって、直線13と直線12と直線14とで囲まれた斜線の領域20は、AlNとGaNとInNとが混晶されたもの、すなわち、AlInGaNの4元混晶の領域を表わす。これは、障壁層4aの例で述べると、AlW2BX2InY2GaZ2N(W2+X2+Y2+Z2=1)で、ホウ素成分を0にした(X2=0)ことに等しい。
Therefore, a hatched
一方、散在する点々で示された領域10は、直線11と直線12と直線13とBNとAlNとを結ぶ破線で囲まれており、AlBInGaNの5元混晶の領域からAlInGaN4元混晶の領域を差し引いた領域を表わす。これは、AlInGaN4元混晶にBを加えることにより、新たに構成することが可能となった組成範囲に相当する。
On the other hand, a
ここで、図1におけるBN、GaN、InN、AlNの各点におけるバンドギャップを示すと、BNのバンドギャップEg(GaN)は5.8eV、GaNのバンドギャップEg(GaN)は3.39eV、InNのバンドギャップEg(InN)は0.65eV、AlNのバンドギャップEg(AlN)は6.2eVである。 Here, when the band gap at each point of BN, GaN, InN, and AlN in FIG. 1 is shown, the band gap Eg (GaN) of BN is 5.8 eV, and the band gap Eg (GaN) of GaN is 3.39 eV, InN. The band gap Eg (InN) of A is 0.65 eV, and the band gap Eg (AlN) of AlN is 6.2 eV.
一方、上記各点のa軸方向の格子定数を示すと、BNの格子定数a(BN)は2.504Å、GaNの格子定数a(GaN)は3.189Å、InNの格子定数a(InN)は3.5378Å、AlNの格子定数a(AlN)は3.112Åである。 On the other hand, the lattice constant of each point in the a-axis direction is as follows. The lattice constant a (BN) of BN is 2.504Å, the lattice constant a (GaN) of GaN is 3.189Å, and the lattice constant a (InN) of InN. Is 3.5378Å, and the lattice constant a (AlN) of AlN is 3.112Å.
そして、GaNのバンドギャップの3.39eVに対応する発光波長は、図1の右縦軸より365nmとなる。また、GaNの格子定数3.189Åと直線11との交点における発光波長は515nmとなる。したがって、GaNと格子整合した井戸層を作製することが可能であるとともに、格子整合した井戸層の組成範囲には広がりがあり、その範囲は、図1の点線で示される直線15の範囲であり、この範囲が発光波長365nm〜515nmに該当する。したがって、井戸層の組成比率を変えることで、井戸層をGaNに格子整合させつつ、発光波長を365nm〜515nmの範囲で変化させることができる。
The emission wavelength corresponding to the band gap of 3.39 eV of GaN is 365 nm from the right vertical axis of FIG. The emission wavelength at the intersection of the lattice constant 3.189GaN of GaN and the
一方、従来のInGaN/GaN量子井戸構造とした場合には、直線12からわかるように、発光波長365nm以上の範囲では、InGaNとGaNとは格子整合する領域は存在せず、Inの組成比率が大きくなるにしたがって、GaNとの格子不整合は益々大きくなる。これは、井戸層をAlInGaNと4元混晶にした場合でも同じであり、領域20における発光波長365nm以上の領域を見ればわかるように、GaNと格子整合する部分は全くない。
On the other hand, in the case of the conventional InGaN / GaN quantum well structure, as can be seen from the
図4、5、6は、図1と同じAl(アルミニウム)、B(ホウ素)、In(インジウム)、Ga(ガリウム)、N(窒素)を組み合わせた窒化物半導体におけるバンドギャップ(エネルギーギャップ)及び発光波長と格子定数との関係を示すものであり、縦軸や横軸のスケール、単位も同じである。ここで、図4の斜線領域は、請求項1に記載された発明、すなわち活性層における井戸層を少なくともホウ素及びインジウムが含まれたAlW1BX1InY1GaZ1N(W1+X1+Y1+Z1=1)で、かつ発光波長が365nm以上となるように形成することに相当する。この場合、図4の斜線領域には、直線14上は含まれない。
4, 5 and 6 show the same band gap (energy gap) in a nitride semiconductor combining Al (aluminum), B (boron), In (indium), Ga (gallium), and N (nitrogen) as in FIG. The relationship between the emission wavelength and the lattice constant is shown, and the scale and unit of the vertical and horizontal axes are the same. Here, the hatched area in FIG. 4 is the invention described in
一方、図5の斜線領域は、図4の斜線領域のうち、井戸層の格子定数を、前記井戸層と同じバンドギャップとなるように構成されたInY3GaZ3N(0≦Y3≦1、Z3=1−Y3)の格子定数よりも小さく形成すること、すなわち請求項2に記載された発明に相当する。この場合、図5の斜線領域には、直線12上は含まれない。
On the other hand, the hatched area in FIG. 5 is the In Y3 Ga Z3 N (0 ≦ Y3 ≦ 1, in which the lattice constant of the well layer has the same band gap as the well layer in the hatched area in FIG. It is smaller than the lattice constant of Z3 = 1−Y3), that is, it corresponds to the invention described in
このように、井戸層4bを発光波長365nm以上となるようにAlW1BX1InY1GaZ1Nの各組成を調整して作製すると、井戸層4bの組成範囲は、図4のように、発光波長365nmを示す点線より下側の斜線で表された領域となる。他方、障壁層4aは、領域10と領域20とを足し合わせた範囲の組成で形成することができる。井戸層4bを発光波長365nm以上となるように各組成を構成した場合でも、井戸層4bに格子整合するように障壁層4aを決定することができ、かつ格子整合した状態で障壁層4aのバンドギャップを井戸層4bよりも大きくすることができ、又格子整合した状態で発光波長を変化させることができる。
Thus, when prepared by adjusting the respective composition of Al W1 B X1 In Y1 Ga Z1 N so that the
ただし、図1の関係図は、ボーイングパラメーターを考慮していないので、ボーイングパラメーターを考慮した場合は、GaNと格子整合した井戸層4bを用いた状態で、発光波長を515nm以上にすることができる。
However, the relationship diagram of FIG. 1 does not consider the bowing parameter. Therefore, when the bowing parameter is considered, the emission wavelength can be set to 515 nm or more in a state where the
以上のように、本発明の窒化物半導体発光素子における活性層では、井戸層がGaNと格子整合できるように、又は井戸層の格子定数をGaNの格子定数と極めて近くなるように形成することができるとともに、発光波長を365nm〜515nm(ボーイングパラメーターを考慮した際は515nm以上)の範囲で変化させることができる。 As described above, the active layer in the nitride semiconductor light emitting device of the present invention can be formed so that the well layer can lattice match with GaN, or the lattice constant of the well layer is very close to the lattice constant of GaN. In addition, the emission wavelength can be changed in the range of 365 nm to 515 nm (when the bowing parameter is considered, 515 nm or more).
また、図1からわかるように、GaNとの格子不整合が±1.5%以内になるように、障壁層4aと井戸層4bを構成することが可能である。ここで、GaNとの格子不整合が±1.5%以内というのは、障壁層4a又は井戸層4bの格子定数をL、GaNの格子定数をAとすると、|(L−A)/L|≦0.015となることである。GaNの格子定数Aは、前述したように、3.189Åであるので、Lの範囲を具体的に算出すると、3.142Å≦L≦3.238Åとなる。この算出結果に基づき、特に、井戸層4bとGaNとの格子不整合が±1.5%の範囲内に収まる領域を斜線で示すのが図6である。
As can be seen from FIG. 1, the
したがって、従来技術で述べたC面成長を行ったとしても、格子不整合によって働く井戸層への応力が小さくなるので、転位の発生が抑制され、かつピエゾ分極が抑えられるため、発光効率が低下しない。また、活性層4の結晶成長面を非極性面や半極性面となるようにした場合、意図的にGaNの格子定数からGaNとの格子不整合が±1.5%以内の範囲でずらすことにより、井戸層に2軸性の応力を働かせて偏光特性を持たせることができる。
Therefore, even if the C-plane growth described in the prior art is performed, the stress on the well layer working due to lattice mismatch is reduced, so that the generation of dislocations is suppressed and piezo polarization is suppressed, resulting in a decrease in luminous efficiency. do not do. Further, when the crystal growth surface of the
次に、図3の窒化物半導体発光素子の製造方法を簡単に説明する。製造方法としては、良く知られたMOCVD法等で成長させる。例えば、C面サファイア基板1を1100℃程度まで昇温してサーマルクリーニングした後、基板温度を1000℃程度に下げて、AlNバッファ層2を100〜500nm、Siドープのn型GaNコンタクト層3を1〜5μm程度積層し、次に基板温度を800℃程度に下げて、MQW構造の活性層4を形成する。その後、基板温度をそのままにして、電子ブロック層として機能するMgドープのp型AlGaNブロック層8を形成し、次にMgドープのp型GaNコンタクト層5を0.2〜1μm程度積層する。活性層4は、上述したように、井戸層AlW1BX1InY1GaZ1N(W1+X1+Y1+Z1=1、0≦W1<1、0<X1<1、0<Y1<1、0≦Z1<1)、障壁層AlW2BX2InY2GaZ2N(W2+X2+Y2+Z2=1、0≦W2≦1、0≦X2≦1、0≦Y2≦1、0≦Z2≦1)を交互に積層する。
Next, a method for manufacturing the nitride semiconductor light emitting device of FIG. 3 will be briefly described. As a manufacturing method, growth is performed by a well-known MOCVD method or the like. For example, after the C-
p型GaNコンタクト層5を形成した後、p型GaNコンタクト層5〜n型GaNコンタクト層3の途中までを反応性イオンエッチング等によりメサエッチングして除去し、n型GaNコンタクト層3表面を露出させる。その後、露出したn型GaNコンタクト層3表面にn電極7を蒸着により形成し、p型GaNコンタクト層5の上にp電極6を蒸着により形成する。
After the p-type
なお、上述した各半導体層の製造については、キャリアガスの水素/窒素とともに、Gaの原料ガスであるトリエチルガリウム(TEGa)又はトリメチルガリウム(TMG)、窒素の原料ガスであるアンモニア(NH3)、Alの原料ガスであるトリメチルアルミニウム(TMA)、Inの原料ガスであるトリメチルインジウム(TMIn)、Bの原料ガスであるトリエチルボロン(TEB)などの各半導体層の成分に対応する反応ガス、n型にする場合のドーパントガスとしてのシラン(SiH4)、p型にする場合のドーパントガスとしてのシクロペンタジエチルマグネシウム(CP2Mg)等の必要なガスを供給して、650℃〜1000℃程度の範囲で順次成長させることにより、所望の組成で、所望の導電型の半導体層を、必要な厚さに形成することができる。
Note that the manufacturing of the semiconductor layers described above, the ammonia with hydrogen / nitrogen carrier gas triethyl gallium as a source gas of Ga (TEGa) or trimethyl gallium (TMG), as a source gas of nitrogen (NH 3), Reactive gases corresponding to the components of each semiconductor layer, such as trimethylaluminum (TMA), which is a source gas of Al, trimethylindium (TMIn), which is a source gas of In, and triethylboron (TEB), which is a source gas of B, n-type Necessary gases such as silane (SiH 4 ) as a dopant gas in the case of making p-type and cyclopentadiethylmagnesium (CP 2 Mg) as a dopant gas in the case of making the p-type are supplied, and about 650 ° C. to 1000 ° C. By sequentially growing in a range, a semiconductor layer having a desired composition and a desired composition is obtained. It can be formed on the main thickness.
1 サファイア基板
2 AlNバッファ層
3 n型GaNコンタクト層
4 活性層
5 p型GaNコンタクト層
6 p電極
7 n電極
8 p型AlGaNブロック層
1
Claims (7)
前記活性層における井戸層は少なくともホウ素及びインジウムが含まれたAlW1BX1InY1GaZ1N(W1+X1+Y1+Z1=1)で、かつ発光波長が365nm以上となるように形成されたことを特徴とする窒化物半導体発光素子。 A nitride semiconductor light emitting device including an active layer having a quantum well structure,
The well layer in the active layer is formed of Al W1 B X1 In Y1 Ga Z1 N (W1 + X1 + Y1 + Z1 = 1) containing at least boron and indium, and has an emission wavelength of 365 nm or more. Semiconductor light emitting device.
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