JP2010161311A - 窒化物半導体発光素子およびその製造方法 - Google Patents

窒化物半導体発光素子およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2010161311A
JP2010161311A JP2009003933A JP2009003933A JP2010161311A JP 2010161311 A JP2010161311 A JP 2010161311A JP 2009003933 A JP2009003933 A JP 2009003933A JP 2009003933 A JP2009003933 A JP 2009003933A JP 2010161311 A JP2010161311 A JP 2010161311A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
light emitting
nitride semiconductor
contact layer
contact
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.)
Granted
Application number
JP2009003933A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5352248B2 (ja
Inventor
Yutaka Ota
豊 大田
Yoshikazu Oshika
嘉和 大鹿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dowa Electronics Materials Co Ltd
Original Assignee
Dowa Electronics Materials Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dowa Electronics Materials Co Ltd filed Critical Dowa Electronics Materials Co Ltd
Priority to JP2009003933A priority Critical patent/JP5352248B2/ja
Priority to PCT/JP2009/007214 priority patent/WO2010079567A1/ja
Priority to CN2009801580020A priority patent/CN102349167B/zh
Priority to US13/143,874 priority patent/US8330168B2/en
Priority to EP09837457.2A priority patent/EP2378574B1/en
Priority to KR1020117017742A priority patent/KR101343198B1/ko
Publication of JP2010161311A publication Critical patent/JP2010161311A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5352248B2 publication Critical patent/JP5352248B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • 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
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
    • H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
    • H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
    • 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
    • H01L33/14—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 carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • 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
    • H01L33/36—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 electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor

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】外部量子効率を維持しつつ、n-コンタクト層とn側電極との間で生じる接触抵抗を有効に低減させた窒化物半導体発光素子およびこのような窒化物半導体発光素子を効率よく製造する方法を提供する。
【解決手段】n型積層体、発光層およびp型積層体を具える半導体積層体、ならびに、n側電極およびp側電極を具える窒化物半導体発光素子において、前記n型積層体が、AlxGa1-xN材料（但し、0.7≦x≦1.0）からなるn-コンタクト層および該n-コンタクト層上に設けられたn-クラッド層を有し、前記発光層側に一部露出した前記n-コンタクト層上に、AlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.5）からなる中間層を具えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、窒化物半導体発光素子およびその製造方法に関する。
発光素子に要求される特性として、例えば、高外部量子効率特性や低抵抗特性が挙げられる。一般に、半導体と金属を接触させると、接合障壁が形成され、例えば半導体と、金属材料からなる電極との間には高い接触抵抗が生じる。発光素子の基本構造の１つとして、例えば、発光層と呼ばれるバンドギャップの小さな層を、クラッド層と呼ばれるバンドギャップの大きなp型およびn型の半導体層で両側から挟んだ、いわゆるダブルヘテロ構造が挙げられるが、この積層体に取り付けられた一対の電極間に電圧を印加すると、半導体層である積層体と電極との間で生じる接触抵抗に起因した電力損失が発生することとなる。
そこで、この半導体層と電極との間で生じる接触抵抗を小さくするため、電極と半導体層との間に、バンドギャップの小さい物質からなるコンタクト層を介在させることで障壁差を小さくし、電極と半導体層との間で大きな電力損失が発生するのを防止する技術が広く知られている。
特許文献１および２には、コンタクト層として、GaN層や、Al組成が30％以下のAlGaN層を形成する技術が開示されている。このようなAl組成の小さなコンタクト層は、電極との接触抵抗は小さいものの、発光波長が300nm以下の紫外発光素子に用いる場合、発光層で発生した紫外光がコンタクト層で吸収され、外部量子効率が低下してしまうという問題があった。
このような問題を解決するため、特許文献３には、第１発光層とGaNコンタクト層との間に、第１発光層で発光した紫外光を吸収し、より波長の長い光を発する第２発光層を設けることにより、外部量子効率の低下を抑制する技術が開示されているが、形成されるべき層数が多く、製造コストが増大するという問題があった。
特開２００２−１４１５５２号公報 特開２００４−３３５５５９号公報 特開２００６−２９５１３２号公報
本発明の目的は、外部量子効率を維持しつつ、n-コンタクト層とn側電極との間で生じる接触抵抗を有効に低減させた窒化物半導体発光素子およびこのような窒化物半導体発光素子を効率よく製造する方法を提供することにある。
本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）n型積層体、発光層およびp型積層体を具える半導体積層体、ならびに、n側電極およびp側電極を具える窒化物半導体発光素子において、前記n型積層体が、AlxGa1-xN材料（但し、0.7≦x≦1.0）からなるn-コンタクト層および該n-コンタクト層上に設けられたn-クラッド層を有し、前記発光層側に一部露出した前記n-コンタクト層上に、AlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.5）からなる中間層を具えることを特徴とする窒化物半導体発光素子。
（２）前記発光層と前記p型積層体との間に、電子ブロック層をさらに具える上記（１）に記載の窒化物半導体発光素子。
（３）前記n-コンタクト層と前記n側電極との間の抵抗が10Ω以下で、かつ外部量子効率が0.70%以上である上記（１）または（２）に記載の窒化物半導体発光素子。
（４）基板上に、n-コンタクト層およびn-クラッド層を有するn型積層体と、発光層と、p-クラッド層およびp-コンタクト層を有するp型積層体とを順に成長させて半導体積層体を形成する工程と、前記n-コンタクト層に中間層およびn側電極を形成する工程と、前記p-コンタクト層上にp側電極を形成する工程とを具え、前記n-コンタクト層が、AlxGa1-xN材料（但し、0.7≦x≦1.0）からなり、かつ前記中間層が、AlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.5）からなることを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
（５）前記中間層を形成する工程は、ドライエッチング法を用いて、前記n-コンタクト層の、前記発光層側の一部を露出させた後、MOCVD法を用いて、前記一部露出したn-コンタクト層上に前記AlyGa1-yN材料を成長させることを含む上記（４）に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
本発明は、AlxGa1-xN材料（但し、0.7≦x≦1.0）からなるn-コンタクト層とn側電極との間に、AlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.5）からなる中間層を具えることにより、発光層で発生した紫外光がn-コンタクト層で吸収されるのを防いで外部量子効率を維持し、かつn-コンタクト層とn側電極との間で生じる接触抵抗を有効に低減させた窒化物半導体発光素子提供することができる。また、本発明の窒化物半導体発光素子の製造方法は、このような窒化物半導体発光素子を効率よく製造することができる。
図１は、本発明に従う窒化物半導体発光素子を示す模式的断面図である。 図２(a)および図２(b)は、本発明に従う窒化物半導体発光素子の製造工程を示す模式的断面図である オーミック性評価用サンプルを示す模式的断面図である。 図４(a)および図４(b)は、サンプルの電流-電圧特性を示すグラフである。 図５は、従来の窒化物半導体発光素子を示す模式的断面図である。
次に、本発明の窒化物半導体発光素子の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明に従う窒化物半導体発光素子の断面構造を模式的に示したものである。
図１に示すように、本発明の窒化物半導体発光素子１は、n型積層体２、発光層３およびp型積層体４を具える半導体積層体５、ならびに、n側電極６およびp側電極７を具え、n型積層体２が、AlxGa1-xN材料（但し、0.7≦x≦1.0）からなるn-コンタクト層２ａおよびこのn-コンタクト層２ａ上に設けられたn-クラッド層２ｂを有し、発光層３側に一部露出したn-コンタクト層２a上に、AlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.5）からなる中間層８を具え、かかる構成を有することにより、発光層３で発生した紫外光がn-コンタクト層２ａで吸収されるのを防いで外部量子効率を維持し、かつn-コンタクト層２ａとn側電極６との間で生じる接触抵抗を有効に低減させることができるという顕著な効果を奏するものである。中間層８をAlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.3）とすれば、接触抵抗低減効果の観点からさらに好ましい。
特に、n-コンタクト層２ａを、AlxGa1-xN材料（但し、0.7≦x≦1.0）で形成することにより、Al組成比(x)が0.7未満の材料と比較して、発光層３で発生した紫外光の吸収を大幅に低減することができる。しかしながら、このn-コンタクト層２ａ上にn側電極６を直接設けた場合、n-コンタクト層２ａとn側電極６との間の接触抵抗が大きくなり、電力損失が多くなってしまう。
そこで、本発明の窒化物半導体発光素子１は、中間層８を、AlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.5）で形成することにより、n-コンタクト層２ａとn側電極６との間の接触抵抗を有効に低減させたものである。
n-クラッド層２ｂは、例えばAlaGa1-aN材料（但し、0≦a≦1）、発光層３は、例えばAlbIncGa1-b-cN材料（但し、0≦b≦1, 0≦c≦1, 0≦b+c≦1）、また、p型積層体は、例えばAldGa1-dN材料（但し、0≦d≦1）で形成することができる。また、p型ドーパントとしてはMg等を、n型ドーパントとしてはSi等を用いることができる。
また、半導体積層体５を構成するn-コンタクト層２ａ、n-クラッド層２ｂ、発光層３、p-クラッド層４ａおよびp-コンタクト層４ｂの層厚は、それぞれ、1000〜5000nm、200〜500nm、20〜150nm、200〜500nmおよび10〜50nmとするのが好ましい。この範囲よりも薄いと半導体層内で十分な電流の拡散が得られなくなり、厚いとコストが高くなるためである。
n側電極６は、例えばTi含有膜およびこのTi含有膜上に形成されたAl含有膜を有する金属複合膜とすることができ、その厚さ、形状およびサイズは、発光素子の形状およびサイズに応じて適宜選択することができる。また、p側電極７についても、例えばNi含有膜およびこのNi含有膜上に形成されたAu含有膜を有する金属複合膜とすることができ、その厚さ、形状およびサイズは、発光素子の形状およびサイズに応じて適宜選択することができる。
また、図には示されないが、中間層８とn-コンタクト層２ａとの間に、AlzGa1-zN材料（但し、0.5＜z＜0.7）からなる下側中間層を配設するのが好ましい。この層を配設することにより、中間層８とn-コンタクト層２ａとの間の抵抗を減少させることができるためである。中間層８をAlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.3）として、前記下側中間層をAlzGa1-zN材料(但し、0.3＜z＜0.7)とすることにより、さらに接触抵抗を低減する効果が期待でき、さらに好ましい構成となる。
中間層８の層厚は、20〜200nmとするのが好ましく、50〜100nmとするのがより好ましい。下側中間層の層厚は、10〜100nmとするのが好ましく、20〜50nmとするのがより好ましい。これら層を薄くしすぎると、コンタクトアニールを行ったときにn-コンタクト層２ａと拡散して混ざってしまい、中間層として機能しなくなるおそれがあるためであり、また、厚くしすぎると、その分だけ成長時間がかかるためにコストが高くなるためである。
また、図１に示されるように、本発明の窒化物半導体発光素子１は、サファイア基板１０に、AlN材料からなるバッファ層１１（厚さ：1000〜1500nm）を介してn-コンタクト層２aを配設した構成とすることができる。
さらに、発光層３とp型積層体４との間に、電子ブロック層１２（厚さ:5〜50nm）を具えてもよい。発光層３の量子井戸層に対して障壁となり、電子が過剰に流れていくのを防ぐことによるキャリアの注入効率向上のためである。なお、この電子ブロック層１２は、p型のAleGa1-eN材料（但し、0≦e≦1）で形成することができる。
上述したような窒化物半導体発光素子１は、発光層３で発生した紫外光がn-コンタクト層２ａで吸収されるのを防いで外部量子効率を維持し、かつn-コンタクト層２ａとn側電極６との間で生じる接触抵抗を有効に低減させることができるものであり、前記n-コンタクト層２ａと前記n側電極６との間の抵抗は10Ω以下で、かつ外部量子効率は0.7%以上とするのが好ましい。
次に、本発明の窒化物半導体発光素子１の製造方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。図２(a)および図２(b)は、本発明に従う窒化物半導体発光素子１の製造工程を示す模式的断面図である。
図２(a)に示すように、本発明に従う窒化物半導体発光素子１の製造方法は、成長基板１０上に、n-コンタクト層２ａおよびn-クラッド層２ｂを有するn型積層体２と、発光層３と、p-クラッド層４ａおよびp-コンタクト層４ｂを有するp型積層体４とを順に成長させて半導体積層体５を形成する工程と、図２(b)に示すように、n-コンタクト層２ａに中間層８およびn側電極６を形成する工程と、p-コンタクト層上４ｂにp側電極７を形成する工程とを具え、n-コンタクト層２ａが、AlxGa1-xN材料（但し、0.7≦x≦1.0）からなり、かつ中間層８が、AlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.5）からなり、かかる構成を有することにより、発光層３で発生した紫外光がn-コンタクト層２aで吸収されるのを防いで外部量子効率を維持し、かつn-コンタクト層２ａとn側電極６との間で生じる接触抵抗を有効に低減させることができる窒化物半導体発光素子１を、効率よく製造できるという顕著な効果を奏するものである。
半導体積層体５は、例えばサファイア基板１０に、MOCVD法を用いてエピタキシャル成長させるのが好ましい。MOCVD法を用いることにより、均一な膜厚を高速に成長させることができる。
中間層８は、図２(b)に示すように、ドライエッチング法を用いて、n-コンタクト層２ａの、発光層３側の一部を露出させた後、MOCVD法を用いて、一部露出したn-コンタクト層２ａ上にAlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.5）を成長させて形成するのが好ましい。なお、n側電極６が形成される部分以外に堆積したAlyGa1-yN材料は除去される
n側電極６は、例えば真空蒸着法により、Ti含有膜およびAl含有膜を順次蒸着させることにより形成することができる。この工程後、n側電極６には、窒素雰囲気中で所定の熱処理を施すのが好ましい。n側電極６、中間層８およびn-コンタクト層２aをオーミック接触させるためである。
本発明に従う窒化物半導体発光素子１は、前記本発明に従う窒化物半導体発光素子１の製造方法を用いて効率よく製造することができる。特に、本発明は、発光波長が300nm以下の紫外発光素子として用いた場合に、発光層で発生した紫外光がn-コンタクト層で吸収されにくくなり、高い発光出力を得ることができる。
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
（抵抗特性・オーミック性評価）
図３に示すように、サファイア基板１１０上に、MOCVD法により、バッファ層１１１(AlN材料：1μm)、n-コンタクト層１０２ａ(SiドープAl0.7Ga0.3N材料：2μm)、所定の中間層１０８(AlyGa1-yN材料（但し、y=0, 0.3, 0.7の３種類））をエピタキシャル成長させた後、真空蒸着法によりn側電極１０６(Ti/Al=20nm/200nm)を形成した。なお、中間層１０８は300μm×300μmの四角形とし、n側電極１０６は、200μm×200μmの四角形とする。また、隣接する中間層１０８間の間隔は、100μmとした。このようにして形成されたサンプル１〜３の中間層１０８のAl組成(%)および抵抗値(Ω)を表１に示す。なお、この抵抗値は、電流1mAのときの電圧から求めたものである。
Figure 2010161311
表１に示されるとおり、中間層１０８を構成するAlyGa1-yN材料中に占めるAl組成比の小さい(y≦0.3)サンプル１およびサンプル２は、Al組成比の大きいサンプル３と比較して、抵抗値が100分の1以下であり、接触抵抗が著しく小さいことがわかる。
また、これらサンプルに対し、カブトレーサを用いて電流−電圧特性を測定した。図４(a)および図４(b)は、上記サンプル２およびサンプル３の測定結果をそれぞれ示したグラフである。横軸は電圧、縦軸は電流を示す。図４(a)に示すとおり、Al組成が30％のサンプル２は、電流−電圧特性が直線を示し、オーミック接触が得られていることがわかる。一方、図４(b)からは、Al組成が70％のサンプル３の電流−電圧特性が曲線を示し、ショットキー接触となっていることがわかる。
一般に、発光素子の抵抗値特性は、1kΩ以下で、かつ電流-電圧特性が直線であることが望まれる。表１ならびに図４(a)および図４(b)の結果から、中間層のAl組成は、本発明の範囲である0〜50％の範囲において、良好なオーミック接触が得られ、抵抗を大幅に低減できていることがわかる。
（外部量子効率特性）
実施例１
図１に示すように、サファイア基板上１０に、MOCVD法により、バッファ層１１(AlN材料：1μm)、n-コンタクト層２ａ(SiドープAl0.7Ga0.3N材料:2μm)、n-クラッド層２ｂ(SiドープAl0.65Ga0.35N材料:500nm)、発光層３(Al0.55In0.01Ga0.44N材料(10nm)／Al0.6In0.01Ga0.39N材料(15nm):３層の多重量子井戸構造、総厚90nm)、電子ブロック層１２(MgドープAl0.9Ga0.1N材料:20nm)、p-クラッド層４ａ(MgドープAl0.7Ga0.3N材料：200nm)およびp-コンタクト層４ｂ(MgドープGaN材料：20nm)を順次エピタキシャル成長させた後、ドライエッチング法によりn-コンタクト層２ａを一部露出させ、再度MOCVD法を用いて中間層８(Al0.3Ga0.7N材料:50nm)をエピタキシャル成長させ、その後ｎ側電極６が形成される部分以外を除去した後、この中間層８上にｎ側電極６(Ti/Al)を、p-コンタクト層４ｂ上にp側電極７(Ni/Au)を形成した。その後、窒素雰囲気中で熱処理を行い、n側電極６とn-コンタクト層２ａとをオーミック接触させて、本発明に従う窒化物半導体発光素子１を形成した。
実施例２
n-コンタクト層２ａと中間層８との間に、下側中間層(Al0.7Ga0.3N材料:500nm)を形成したこと以外は、実施例１と同様の方法により本発明に従う窒化物半導体発光素子１を形成した。
比較例１
図５に示すように、中間層８を形成しないこと以外は、実施例１と同様の方法により窒化物半導体発光素子２００を形成した。
比較例２
n-コンタクト層２０２ａをSiドープAl0.3Ga0.7N材料で形成したこと以外は、比較例１と同様の方法により窒化物半導体発光素子２００を形成した。
このようにして形成された窒化物半導体発光素子を、フリップチップ型に実装し、積分球により電流20ｍAのときの電圧Vf(V)および発光出力Po(mW)を測定した結果ならびに以下の式から求めた外部量子効率の値を表２に示す。
外部量子効率η＝｛Po×λ（nm）｝/｛If（mA）×1239.8｝
（但し、λ＝265nm、If＝20mAとする）
Figure 2010161311
表２に示すとおり、中間層を設けず、n-コンタクト層のAl組成が大きい比較例１は、n側電極との接触抵抗が大きいため、実施例１および２ならびに比較例２と比較して電圧が大きくなっていることがわかる。また、中間層を設けず、n-コンタクト層のAl組成が小さい比較例２は、n側電極との接触抵抗が小さいため、電圧は小さくなっているものの、紫外光の吸収量が多いため、外部量子効率が小さくなっていることがわかる。これに対し、本発明に従う実施例１および実施例２は、接触抵抗の低減および外部量子効率の向上を両立できていることが分かる。
本発明によれば、AlxGa1-xN材料（但し、0.7≦x≦1.0）からなるn-コンタクト層とn側電極との間に、AlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.5）からなる中間層を具えることにより、発光層で発生した紫外光がn-コンタクト層で吸収されるのを防いで外部量子効率を維持し、かつn-コンタクト層とn側電極との間で生じる接触抵抗を有効に低減させた窒化物半導体発光素子提供することができる。また、本発明の窒化物半導体発光素子の製造方法によれば、このような窒化物半導体発光素子を効率よく製造することができる。
１ 窒化物半導体発光素子
２ n型積層体
２ａ n-コンタクト層
２ｂ n-クラッド層
３ 発光層
４ p型積層体
４ａ p-クラッド層
４ｂ p-コンタクト層
５ 半導体積層体
６ n側電極
７ p側電極
８ 中間層
９ 支持基板
１０ 基板
１１ バッファ層
１２ 電子ブロック層
１０１ 窒化物半導体発光素子
１０２ n型積層体
１０２ａ n-コンタクト層
１０６ n側電極
１０８ 中間層
１１０ サファイア基板
１１１ バッファ層

Claims (5)

  1. n型積層体、発光層およびp型積層体を具える半導体積層体、ならびに、n側電極およびp側電極を具える窒化物半導体発光素子において、
    前記n型積層体が、AlxGa1-xN材料（但し、0.7≦x≦1.0）からなるn-コンタクト層および該n-コンタクト層上に設けられたn-クラッド層を有し、
    前記発光層側に一部露出した前記n-コンタクト層上に、AlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.5）からなる中間層を具えることを特徴とする窒化物半導体発光素子。
  2. 前記発光層と前記p型積層体との間に、電子ブロック層をさらに具える請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
  3. 前記n-コンタクト層と前記n側電極との間の抵抗が10Ω以下で、かつ外部量子効率が0.70%以上である請求項１または２に記載の窒化物半導体発光素子。
  4. 基板上に、n-コンタクト層およびn-クラッド層を有するn型積層体と、発光層と、p-クラッド層およびp-コンタクト層を有するp型積層体とを順に成長させて半導体積層体を形成する工程と、前記n-コンタクト層に中間層およびn側電極を形成する工程と、前記p-コンタクト層上にp側電極を形成する工程とを具え、
    前記n-コンタクト層が、AlxGa1-xN材料（但し、0.7≦x≦1.0）からなり、かつ前記中間層が、AlyGa1-yN材料（但し、0≦y≦0.5）からなることを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
  5. 前記中間層を形成する工程は、ドライエッチング法を用いて、前記n-コンタクト層の、前記発光層側の一部を露出させた後、MOCVD法を用いて、前記一部露出したn-コンタクト層上に前記AlyGa1-yN材料を成長させることを含む請求項４に記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
JP2009003933A 2009-01-09 2009-01-09 窒化物半導体発光素子およびその製造方法 Active JP5352248B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009003933A JP5352248B2 (ja) 2009-01-09 2009-01-09 窒化物半導体発光素子およびその製造方法
PCT/JP2009/007214 WO2010079567A1 (ja) 2009-01-09 2009-12-24 窒化物半導体発光素子およびその製造方法
CN2009801580020A CN102349167B (zh) 2009-01-09 2009-12-24 氮化物半导体发光器件及其制造方法
US13/143,874 US8330168B2 (en) 2009-01-09 2009-12-24 Nitride semiconductor light-emitting element and method of manufacturing the same
EP09837457.2A EP2378574B1 (en) 2009-01-09 2009-12-24 Nitride semiconductor light-emitting element, and method for manufacturing same
KR1020117017742A KR101343198B1 (ko) 2009-01-09 2009-12-24 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009003933A JP5352248B2 (ja) 2009-01-09 2009-01-09 窒化物半導体発光素子およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010161311A true JP2010161311A (ja) 2010-07-22
JP5352248B2 JP5352248B2 (ja) 2013-11-27

Family

ID=42316346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009003933A Active JP5352248B2 (ja) 2009-01-09 2009-01-09 窒化物半導体発光素子およびその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8330168B2 (ja)
EP (1) EP2378574B1 (ja)
JP (1) JP5352248B2 (ja)
KR (1) KR101343198B1 (ja)
CN (1) CN102349167B (ja)
WO (1) WO2010079567A1 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012089754A (ja) * 2010-10-21 2012-05-10 Uv Craftory Co Ltd 窒化物半導体紫外線発光素子
JP2014154597A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Tokuyama Corp 窒化物半導体発光素子
WO2014203829A1 (ja) * 2013-06-17 2014-12-24 ウシオ電機株式会社 透明導電膜用組成物、透明電極、半導体発光素子、太陽電池
JP2016066691A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
JP2017201655A (ja) * 2016-05-02 2017-11-09 日機装株式会社 深紫外発光素子および深紫外発光素子の製造方法
US10193016B2 (en) 2015-02-05 2019-01-29 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. III-nitride semiconductor light emitting device and method of producing the same
US10290771B2 (en) 2016-04-20 2019-05-14 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Group III nitride semiconductor light emitting device and method for manufacture the same
JP2021534590A (ja) * 2018-08-22 2021-12-09 オスラム オーエルイーディー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOSRAM OLED GmbH 半導体接触層を有する光電子半導体部品および光電子半導体部品を製造するための方法
US11251338B2 (en) 2018-04-20 2022-02-15 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Deep ultraviolet light-emitting element
WO2023038129A1 (ja) 2021-09-09 2023-03-16 国立大学法人三重大学 Ｉｉｉ族窒化物発光デバイス、ｉｉｉ族窒化物エピタキシャルウエハ、ｉｉｉ族窒化物発光デバイスを作製する方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160005919A1 (en) * 2013-02-05 2016-01-07 Tokuyama Corporation Nitride semiconductor light emitting device
CN105580146B (zh) 2013-09-23 2018-09-21 传感器电子技术股份有限公司 用于光电子器件的iii族氮化物异质结构
KR102329719B1 (ko) * 2015-02-23 2021-11-23 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광 소자 및 이를 구비한 라이트 유닛
WO2017221863A1 (ja) 2016-06-24 2017-12-28 スタンレー電気株式会社 Ｉｉｉ族窒化物積層体、及び該積層体を備えた縦型半導体デバイス
DE102017119931A1 (de) 2017-08-30 2019-02-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement
US11784280B2 (en) * 2020-03-20 2023-10-10 Sensor Electronic Technology, Inc. Optoelectronic device with reduced optical loss
CN112652691A (zh) * 2020-12-30 2021-04-13 深圳第三代半导体研究院 一种发光二极管及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006066556A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 窒化物半導体素子およびその製造方法
JP2006245162A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Osaka Gas Co Ltd 窒化物半導体発光素子
JP2008140917A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化物系半導体発光素子
JP2008171941A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Ngk Insulators Ltd 発光素子

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3502651B2 (ja) * 1993-02-08 2004-03-02 トリクイント セミコンダクター テキサス、エルピー 電極形成法
EP0632510B1 (en) 1993-06-08 2001-10-31 Rohm Co., Ltd. Semiconductor light emitting device and its manufacturing method
JP2002141552A (ja) 2000-10-31 2002-05-17 Ricoh Co Ltd ３族窒化物半導体、半導体基板、該半導体を用いたレーザおよび半導体装置
JP2003142728A (ja) * 2001-11-02 2003-05-16 Sharp Corp 半導体発光素子の製造方法
US20060006375A1 (en) * 2003-04-14 2006-01-12 Chen Ou Light Mixing LED
JP2004335559A (ja) 2003-04-30 2004-11-25 Nichia Chem Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物基板を用いる半導体素子
JP4653671B2 (ja) 2005-03-14 2011-03-16 株式会社東芝 発光装置
KR100878433B1 (ko) * 2005-05-18 2009-01-13 삼성전기주식회사 발광소자의 오믹컨택층 제조방법 및 이를 이용한발광소자의 제조방법
JP4183719B2 (ja) 2005-06-29 2008-11-19 三洋電機株式会社 窒化物系半導体素子
KR20090022701A (ko) * 2007-08-31 2009-03-04 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006066556A (ja) * 2004-08-25 2006-03-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 窒化物半導体素子およびその製造方法
JP2006245162A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Osaka Gas Co Ltd 窒化物半導体発光素子
JP2008140917A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化物系半導体発光素子
JP2008171941A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Ngk Insulators Ltd 発光素子

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012089754A (ja) * 2010-10-21 2012-05-10 Uv Craftory Co Ltd 窒化物半導体紫外線発光素子
JP2014154597A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Tokuyama Corp 窒化物半導体発光素子
WO2014203829A1 (ja) * 2013-06-17 2014-12-24 ウシオ電機株式会社 透明導電膜用組成物、透明電極、半導体発光素子、太陽電池
JP2016066691A (ja) * 2014-09-24 2016-04-28 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子
US10193016B2 (en) 2015-02-05 2019-01-29 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. III-nitride semiconductor light emitting device and method of producing the same
US10290771B2 (en) 2016-04-20 2019-05-14 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Group III nitride semiconductor light emitting device and method for manufacture the same
JP2017201655A (ja) * 2016-05-02 2017-11-09 日機装株式会社 深紫外発光素子および深紫外発光素子の製造方法
US11251338B2 (en) 2018-04-20 2022-02-15 Dowa Electronics Materials Co., Ltd. Deep ultraviolet light-emitting element
JP2021534590A (ja) * 2018-08-22 2021-12-09 オスラム オーエルイーディー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOSRAM OLED GmbH 半導体接触層を有する光電子半導体部品および光電子半導体部品を製造するための方法
WO2023038129A1 (ja) 2021-09-09 2023-03-16 国立大学法人三重大学 Ｉｉｉ族窒化物発光デバイス、ｉｉｉ族窒化物エピタキシャルウエハ、ｉｉｉ族窒化物発光デバイスを作製する方法
KR20240053652A (ko) 2021-09-09 2024-04-24 고쿠리츠다이가쿠호진 미에다이가쿠 Iii족 질화물 발광 디바이스, iii족 질화물 에피택셜 웨이퍼, iii족 질화물 발광 디바이스를 제작하는 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110106425A (ko) 2011-09-28
WO2010079567A1 (ja) 2010-07-15
US20110266553A1 (en) 2011-11-03
EP2378574B1 (en) 2014-06-04
CN102349167A (zh) 2012-02-08
JP5352248B2 (ja) 2013-11-27
KR101343198B1 (ko) 2013-12-19
EP2378574A4 (en) 2013-04-24
US8330168B2 (en) 2012-12-11
EP2378574A1 (en) 2011-10-19
CN102349167B (zh) 2013-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5352248B2 (ja) 窒化物半導体発光素子およびその製造方法
JP5044692B2 (ja) 窒化物半導体発光素子
EP2445066B1 (en) Group III nitride LED
US9590141B2 (en) Semiconductor light emitting device having a p-type semiconductor layer with a p-type impurity
US8901595B2 (en) Semiconductor light emitting device
EP2763192A1 (en) Nitride semiconductor element and method for producing same
JP2007042751A (ja) 半導体発光素子
JP3754226B2 (ja) 半導体発光素子
JPH0823124A (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
WO2007091651A1 (ja) 窒化物半導体素子
US9269868B2 (en) Semiconductor light emitting element and method for manufacturing semiconductor light emitting element
JP2006310488A (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子及びその製造方法
JP2008251641A (ja) Ｉｉｉ族窒化物半導体素子およびｉｉｉ族窒化物半導体素子の製造方法
JP5164641B2 (ja) 電流狭窄型半導体発光素子の製造方法
JP5380516B2 (ja) 窒化物半導体発光素子
JP3484997B2 (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP5734250B2 (ja) 電流狭窄型半導体発光素子
JP7302814B2 (ja) 半導体発光素子
US20230070127A1 (en) Light-emitting element
JP4104686B2 (ja) 半導体発光素子
JP2005317995A (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130820

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130826

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5352248

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250