JP2576819B1 - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子Info
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Abstract
【要約】
【課題】 半導体発光素子の発光出力を飛躍的に改善す
る。 【解決手段】 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
は、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層と、ｐ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層との間に、発光層としてインジ
ウムとガリウムを含む窒化物半導体層を備える。発光層
は、ｐ型ドーパントとｎ型ドーパントの両方がドープさ
れている。
る。 【解決手段】 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
は、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層と、ｐ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層との間に、発光層としてインジ
ウムとガリウムを含む窒化物半導体層を備える。発光層
は、ｐ型ドーパントとｎ型ドーパントの両方がドープさ
れている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は窒化ガリウム系化合
物半導体を用いた発光素子に関する。
物半導体を用いた発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、Ｉｎ
ＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体は直接遷移
を有し、バンドギャップが１．９５ｅＶ〜６ｅＶまで変
化するため、発光ダイオード、レーザダイオード等、発
光素子の材料として有望視されている。現在、この材料
を用いた発光素子には、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導
体の上に、ｐ型ドーバントをドープした高抵抗なｉ型の
窒化ガリウム系化合物半導体を積層したいわゆるＭＩＳ
構造の青色発光ダイオードが知られている。
ＡｌＧａＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体は直接遷移
を有し、バンドギャップが１．９５ｅＶ〜６ｅＶまで変
化するため、発光ダイオード、レーザダイオード等、発
光素子の材料として有望視されている。現在、この材料
を用いた発光素子には、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導
体の上に、ｐ型ドーバントをドープした高抵抗なｉ型の
窒化ガリウム系化合物半導体を積層したいわゆるＭＩＳ
構造の青色発光ダイオードが知られている。
【０００３】ＭＩＳ構造の発光素子として、例えば特開
平４−１０６６５号公報、特開平４−１０６６６号公
報、特開平４−１０６６７号公報において、ｎ型ＧａY
Ａｌ1-YＮの上に、ＳｉおよびＺｎをドープしたｉ型Ｇ
ａYＡｌ1-YＮを積層する技術が開示されている。これら
の技術によると、Ｓｉ、ＺｎをＧａYＡｌ1-YＮにドープ
してｉ型の発光層とすることにより発光素子の発光色を
白色にすることができる。
平４−１０６６５号公報、特開平４−１０６６６号公
報、特開平４−１０６６７号公報において、ｎ型ＧａY
Ａｌ1-YＮの上に、ＳｉおよびＺｎをドープしたｉ型Ｇ
ａYＡｌ1-YＮを積層する技術が開示されている。これら
の技術によると、Ｓｉ、ＺｎをＧａYＡｌ1-YＮにドープ
してｉ型の発光層とすることにより発光素子の発光色を
白色にすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術のように、ｐ型ドーパントであるＺｎをドープし、さ
らにｎ型ドーパントであるＳｉをドープした高抵抗なｉ
型ＧａYＡｌ1-YＮ層を発光層とするＭＩＳ構造の発光素
子は発光出力が低く、発光素子として実用化するには未
だ不十分であった。
術のように、ｐ型ドーパントであるＺｎをドープし、さ
らにｎ型ドーパントであるＳｉをドープした高抵抗なｉ
型ＧａYＡｌ1-YＮ層を発光層とするＭＩＳ構造の発光素
子は発光出力が低く、発光素子として実用化するには未
だ不十分であった。
【０００５】従って本発明はこのような事情を鑑みて成
されたものであり、その目的とするところはｐ−ｎ接合
の窒化ガリウム系化合物半導体を用い、発光素子の発光
出力を向上させようとするものである。
されたものであり、その目的とするところはｐ−ｎ接合
の窒化ガリウム系化合物半導体を用い、発光素子の発光
出力を向上させようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子は、ｎ型窒化ガリウム系化合物半
導体層と、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層との間
に、発光層として、インジウムとガリウムを含む窒化物
半導体層を備え、発光層に、ｐ型ドーパントおよびｎ型
ドーパントをドープしてなることを特徴とする。特に、
本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、ｐ型
ドーパントとｎ型ドーパンのドープされる発光層を備え
ることにより、従来のＭＩＳ構造の発光素子の発光特性
を１００倍以上と飛躍的に改善することに成功したもの
である。
化合物半導体発光素子は、ｎ型窒化ガリウム系化合物半
導体層と、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層との間
に、発光層として、インジウムとガリウムを含む窒化物
半導体層を備え、発光層に、ｐ型ドーパントおよびｎ型
ドーパントをドープしてなることを特徴とする。特に、
本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、ｐ型
ドーパントとｎ型ドーパンのドープされる発光層を備え
ることにより、従来のＭＩＳ構造の発光素子の発光特性
を１００倍以上と飛躍的に改善することに成功したもの
である。
【０００７】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子において、ｎ型およびｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層とは、ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡ
ｌＧａＮ等、窒化ガリウムを含む窒化ガリウム系化合物
半導体に、ｎ型であれば例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｓｅ
等のｎ型ドーパントをドープしてｎ型特性を示すように
成長した層をいい、ｐ型であれば例えばＺｎ、Ｍｇ、Ｃ
ｄ、Ｂｅ、Ｃａ等のｐ型ドーパントをドープしてｐ型特
性を示すように成長した層をいう。ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体の場合はノンドープでもｎ型になる性質が
ある。また、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層の場
合、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層をさらに低抵抗
化する手段として、我々が先に出願した特開平３−３５
７０４６号に開示するアニーリング処理を行ってもよ
い。低抵抗化することにより発光出力をさらに向上させ
ることができる。
素子において、ｎ型およびｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層とは、ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡ
ｌＧａＮ等、窒化ガリウムを含む窒化ガリウム系化合物
半導体に、ｎ型であれば例えばＳｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｓｅ
等のｎ型ドーパントをドープしてｎ型特性を示すように
成長した層をいい、ｐ型であれば例えばＺｎ、Ｍｇ、Ｃ
ｄ、Ｂｅ、Ｃａ等のｐ型ドーパントをドープしてｐ型特
性を示すように成長した層をいう。ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体の場合はノンドープでもｎ型になる性質が
ある。また、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層の場
合、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層をさらに低抵抗
化する手段として、我々が先に出願した特開平３−３５
７０４６号に開示するアニーリング処理を行ってもよ
い。低抵抗化することにより発光出力をさらに向上させ
ることができる。
【０００８】特に、発光層の電子キャリア濃度は１×１
０17／ｃｍ3〜５×１０21／ｃｍ3の範囲に調整すること
が好ましい。電子キャリア濃度が１×１０17／ｃｍ3よ
り少ないか、または５×１０21／ｃｍ3よりも多いと、
実用的に十分な発光出力が得られない傾向にある。ま
た、電子キャリア濃度と抵抗率とは反比例し、その濃度
がおよそ１×１０15／ｃｍ3以下であると、ＩｎＧａＮ
は高抵抗なｉ型となる傾向にあり、電子キャリア濃度測
定不能となる。電子キャリア濃度は、例えば、発光層の
ｐ型ドーバントと同時にｎ型ドーバントをドープする方
法によって前記範囲に調整することができる。発光層に
ドープするｐ型ドーバント、およびｎ型ドーパントは特
に変わるものではなく、ｐ型ドーバントとしては、前記
したように例えばＺｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ等、ｎ
型ドーバントとしてはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｓｅ等が使用
できる。
０17／ｃｍ3〜５×１０21／ｃｍ3の範囲に調整すること
が好ましい。電子キャリア濃度が１×１０17／ｃｍ3よ
り少ないか、または５×１０21／ｃｍ3よりも多いと、
実用的に十分な発光出力が得られない傾向にある。ま
た、電子キャリア濃度と抵抗率とは反比例し、その濃度
がおよそ１×１０15／ｃｍ3以下であると、ＩｎＧａＮ
は高抵抗なｉ型となる傾向にあり、電子キャリア濃度測
定不能となる。電子キャリア濃度は、例えば、発光層の
ｐ型ドーバントと同時にｎ型ドーバントをドープする方
法によって前記範囲に調整することができる。発光層に
ドープするｐ型ドーバント、およびｎ型ドーパントは特
に変わるものではなく、ｐ型ドーバントとしては、前記
したように例えばＺｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ等、ｎ
型ドーバントとしてはＳｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｓｅ等が使用
できる。
【０００９】また、ｐ型ドーパントおよびｎ型ドーパン
トをドープした、インジウムとガリウムを含む窒化物半
導体層の発光層は、好ましくは、ＩｎxＧａ1-xＮの組成
式で示される。この組成式において、Ｘの値は、０＜Ｘ
＜０．５の範囲に調整することが好ましい。Ｘ値を０よ
り多くすることにより、発光色はおよそ紫色領域とな
る。Ｘ値を増加するに従い発光色は短波長側から長波長
側に移行し、Ｘ値が１付近で赤色にまで変化させること
ができる。しかしながら、Ｘ値が０．５以上では結晶性
に優れた発光層が得られにくく、発光効率に優れた発光
素子が得られにくくなるため、Ｘ値は０．５未満が好ま
しい。
トをドープした、インジウムとガリウムを含む窒化物半
導体層の発光層は、好ましくは、ＩｎxＧａ1-xＮの組成
式で示される。この組成式において、Ｘの値は、０＜Ｘ
＜０．５の範囲に調整することが好ましい。Ｘ値を０よ
り多くすることにより、発光色はおよそ紫色領域とな
る。Ｘ値を増加するに従い発光色は短波長側から長波長
側に移行し、Ｘ値が１付近で赤色にまで変化させること
ができる。しかしながら、Ｘ値が０．５以上では結晶性
に優れた発光層が得られにくく、発光効率に優れた発光
素子が得られにくくなるため、Ｘ値は０．５未満が好ま
しい。
【００１０】
【作用】図１に、発光層の電子キャリア濃度に対する相
対発光出力を示す。この図は、基板上にまずＳｉをドー
プしたｎ型ＧａＮ層を成長させ、次にｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ
0.85Ｎ層を成長させ、その次にＭｇをドープしたｐ型Ｇ
ａＮ層を成長させてｐ−ｎ接合のダブルヘテロ構造の発
光素子とし、それを発光ダイオードとして発光させた場
合に、前記発光層の電子キャリア濃度と、その発光ダイ
オードの相対発光出力との関係を示す。なお、発光層
は、ｐ型ドーパントとしてＺｎをドープして成長した
後、ホール測定装置にてその層の電子キャリア濃度を測
定した。図１の各点は左から順に１×１０16、１×１０
17、４×１０17、１×１０18、３×１０18、１×１
０19、４×１０19、１×１０20、３×１０20、１×１０
21、５×１０21／ｃｍ3の電子キャリア濃度を示してい
る。
対発光出力を示す。この図は、基板上にまずＳｉをドー
プしたｎ型ＧａＮ層を成長させ、次にｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ
0.85Ｎ層を成長させ、その次にＭｇをドープしたｐ型Ｇ
ａＮ層を成長させてｐ−ｎ接合のダブルヘテロ構造の発
光素子とし、それを発光ダイオードとして発光させた場
合に、前記発光層の電子キャリア濃度と、その発光ダイ
オードの相対発光出力との関係を示す。なお、発光層
は、ｐ型ドーパントとしてＺｎをドープして成長した
後、ホール測定装置にてその層の電子キャリア濃度を測
定した。図１の各点は左から順に１×１０16、１×１０
17、４×１０17、１×１０18、３×１０18、１×１
０19、４×１０19、１×１０20、３×１０20、１×１０
21、５×１０21／ｃｍ3の電子キャリア濃度を示してい
る。
【００１１】この図に示すように、本発明のインジウム
とガリウムを含む窒化物半導体層を発光層としたダブル
ヘテロ構造のｐ−ｎ接合窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子の場合、インジウムとガリウムを含む窒化物半導
体層の電子キャリア濃度により発光素子の発光出力が変
化する。発光出力はインジウムとガリウムを含む窒化物
半導体層の電子キャリア濃度が１０16／ｃｍ3付近より
急激に増加し、およそ１×１０19／ｃｍ3付近で最大と
なり、それを超えると再び急激に減少する傾向にある。
この図において、現在実用化されているｎ型ＧａＮとｉ
型ＧａＮよりなるＭＩＳ構造の発光素子の発光出力は、
本発明の発光素子の最大値の発光出力のおよそ１／１０
０以下でしかなく、また実用範囲を考慮した結果、電子
キャリア濃度は１×１０17／ｃｍ3〜５×１０21／ｃｍ3
の範囲が好ましい。このように、本発明の発光素子にお
いて、発光層の電子キャリア濃度の変化により、発光出
力が変化するのは以下の理由であると推察される。
とガリウムを含む窒化物半導体層を発光層としたダブル
ヘテロ構造のｐ−ｎ接合窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子の場合、インジウムとガリウムを含む窒化物半導
体層の電子キャリア濃度により発光素子の発光出力が変
化する。発光出力はインジウムとガリウムを含む窒化物
半導体層の電子キャリア濃度が１０16／ｃｍ3付近より
急激に増加し、およそ１×１０19／ｃｍ3付近で最大と
なり、それを超えると再び急激に減少する傾向にある。
この図において、現在実用化されているｎ型ＧａＮとｉ
型ＧａＮよりなるＭＩＳ構造の発光素子の発光出力は、
本発明の発光素子の最大値の発光出力のおよそ１／１０
０以下でしかなく、また実用範囲を考慮した結果、電子
キャリア濃度は１×１０17／ｃｍ3〜５×１０21／ｃｍ3
の範囲が好ましい。このように、本発明の発光素子にお
いて、発光層の電子キャリア濃度の変化により、発光出
力が変化するのは以下の理由であると推察される。
【００１２】ＩｎＧａＮはノンドープ（無添加）で成長
すると、窒素空孔ができることによりｎ型を示すことは
知られている。このノンドープｎ型ＩｎＧａＮの残留電
子キャリア濃度は、成長条件によりおよそ１×１０17／
ｃｍ3〜１×１０22／ｃｍ3ぐらいの値を示す。さらに、
このｎ型ＩｎＧａＮ層に発光中心となるｐ型ドーバント
（図１の場合はＺｎ）をドープすることにより、ｎ型Ｉ
ｎＧａＮ層中の電子キャリア濃度が減少する。このた
め、ｐ型ドーパントを電子キャリア濃度が極端に減少す
るようにドープすると、ｎ型ＩｎＧａＮは高抵抗なｉ型
となってしまう。この電子キャリア濃度を調整すること
により発光出力が変化するのは、ｐ型ドーパントである
Ｚｎの発光中心がドナー不純物とペアを作って発光する
Ｄ−Ａペア発光の可能性を示唆している。重要なこと
は、ある程度の電子キャリアを作るドナー不純物と、ア
クセプター不純物であるｐ型ドーパントとが両方存在す
るｎ型ＩｎＧａＮでは、発光中心の強度が明らかに増大
するということである。
すると、窒素空孔ができることによりｎ型を示すことは
知られている。このノンドープｎ型ＩｎＧａＮの残留電
子キャリア濃度は、成長条件によりおよそ１×１０17／
ｃｍ3〜１×１０22／ｃｍ3ぐらいの値を示す。さらに、
このｎ型ＩｎＧａＮ層に発光中心となるｐ型ドーバント
（図１の場合はＺｎ）をドープすることにより、ｎ型Ｉ
ｎＧａＮ層中の電子キャリア濃度が減少する。このた
め、ｐ型ドーパントを電子キャリア濃度が極端に減少す
るようにドープすると、ｎ型ＩｎＧａＮは高抵抗なｉ型
となってしまう。この電子キャリア濃度を調整すること
により発光出力が変化するのは、ｐ型ドーパントである
Ｚｎの発光中心がドナー不純物とペアを作って発光する
Ｄ−Ａペア発光の可能性を示唆している。重要なこと
は、ある程度の電子キャリアを作るドナー不純物と、ア
クセプター不純物であるｐ型ドーパントとが両方存在す
るｎ型ＩｎＧａＮでは、発光中心の強度が明らかに増大
するということである。
【００１３】以上、ノンドープのインジウムとガリウム
を含む窒化物半導体層にｐ型ドーパントをドープして電
子キャリア濃度を変化させる方法について述べたが、こ
の窒化物半導体層に電子キャリアを作る他のドナー不純
物、即ちｎ型ドーパントをｐ型ドーパントと同時にドー
プしても同じである。
を含む窒化物半導体層にｐ型ドーパントをドープして電
子キャリア濃度を変化させる方法について述べたが、こ
の窒化物半導体層に電子キャリアを作る他のドナー不純
物、即ちｎ型ドーパントをｐ型ドーパントと同時にドー
プしても同じである。
【００１４】
【実施例】以下有機金属気相成長法により、本発明の発
光素子を製造する方法を述べる。
光素子を製造する方法を述べる。
【００１５】［実施例１］ よく洗浄したサファイア基板を反応容器内にセットし、
反応容器内を水素で十分置換した後、水素を流しなが
ら、基板の温度を１０５０℃まで上昇させサファイア基
板のクリーニングを行う。
反応容器内を水素で十分置換した後、水素を流しなが
ら、基板の温度を１０５０℃まで上昇させサファイア基
板のクリーニングを行う。
【００１６】続いて、温度を５１０℃まで下げ、キャリ
アガスとして水素、原料ガスとしてアンモニアとＴＭＧ
（トリメチルガリウム）とを用い、サフ了イア基板上に
ＧａＮよりなるバッファ層を約２００オングストローム
の腹膜で成長させる。
アガスとして水素、原料ガスとしてアンモニアとＴＭＧ
（トリメチルガリウム）とを用い、サフ了イア基板上に
ＧａＮよりなるバッファ層を約２００オングストローム
の腹膜で成長させる。
【００１７】バッファ層成長後、ＴＭＧのみ止めて、温
度を１０３０℃まで上昇させる。１０３０℃になった
ら、同じく原料ガスにＴＭＧとアンモニアガス、ドーパ
ントガスにシランガスを用い、Ｓｉをドープしたｎ型Ｇ
ａＮ層を４μｍ成長させる。
度を１０３０℃まで上昇させる。１０３０℃になった
ら、同じく原料ガスにＴＭＧとアンモニアガス、ドーパ
ントガスにシランガスを用い、Ｓｉをドープしたｎ型Ｇ
ａＮ層を４μｍ成長させる。
【００１８】ｎ型ＧａＮ層成長後、原料ガス、ドーバン
トガスを止め、温度を８００℃にして、キャリアガスを
窒素に切り賛え、原料ガスとしてＴＭＧとＴＭ１（トリ
メチルインジウム）とアンモニア、ドーパントガスとし
てＤＥＺ（ジエチルジンク）とシランガスを加え、Ｚｎ
およびＳｉをドープして、ｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層を
１００オングストローム成長させる。なお、このｎ型Ｉ
ｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層の電子キャリア濃度は１×１０19／
ｃｍ3であった。
トガスを止め、温度を８００℃にして、キャリアガスを
窒素に切り賛え、原料ガスとしてＴＭＧとＴＭ１（トリ
メチルインジウム）とアンモニア、ドーパントガスとし
てＤＥＺ（ジエチルジンク）とシランガスを加え、Ｚｎ
およびＳｉをドープして、ｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層を
１００オングストローム成長させる。なお、このｎ型Ｉ
ｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層の電子キャリア濃度は１×１０19／
ｃｍ3であった。
【００１９】次に、原料ガス、ドーパントガスを止め、
再び温度を１０２０℃まで上昇させ、原料ガスとしてＴ
ＭＧとアンモニア、ドーバントガスとしてＣｐｚＭｇ
（シクロペンタジエニルマグネシウム）とを用い、Ｍｇ
をドープしたｐ型ＧａＮ層を０．８μｍ成長させる。
再び温度を１０２０℃まで上昇させ、原料ガスとしてＴ
ＭＧとアンモニア、ドーバントガスとしてＣｐｚＭｇ
（シクロペンタジエニルマグネシウム）とを用い、Ｍｇ
をドープしたｐ型ＧａＮ層を０．８μｍ成長させる。
【００２０】ｐ型ＧａＮ層成長後、基板を反応容器から
取り出し、アニーリング装置にて窒素雰囲気中、７００
℃で２０分間アニーリングを行い、最上層のｐ型ＧａＮ
層をさらに低抵抗化する。
取り出し、アニーリング装置にて窒素雰囲気中、７００
℃で２０分間アニーリングを行い、最上層のｐ型ＧａＮ
層をさらに低抵抗化する。
【００２１】以上のようにして得られたウェハーのｐ型
ＧａＮ層、およびｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85層の一部をエッ
チングにより取り除き、ｎ型ＧａＮ層を露出させ、ｐ型
ＧａＮ層と、ｎ型ＧａＮ層とにオーミック電極を設け、
５００μｍ角のチップにカットした後、常法に従い発光
ダイオードとしたところ、２０ｍＡにおいて発光出力は
３００μＷ、発光波長４９０ｎｍであった。
ＧａＮ層、およびｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85層の一部をエッ
チングにより取り除き、ｎ型ＧａＮ層を露出させ、ｐ型
ＧａＮ層と、ｎ型ＧａＮ層とにオーミック電極を設け、
５００μｍ角のチップにカットした後、常法に従い発光
ダイオードとしたところ、２０ｍＡにおいて発光出力は
３００μＷ、発光波長４９０ｎｍであった。
【００２２】［比較例１］ 実施例１のＺｎドープｎ型Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ層を成長
させる工程において、原料ガスにＴＭＧ、アンモニア、
ドーパントガスにＤＥＺを用いて、Ｚｎをドープした高
抵抗なｉ型ＧａＮ層を成長させる。ｉ型ＧａＮ層成長
後、同様にしてｉ型ＧａＮ層の一部をエッチングし、ｎ
型ＧａＮ層を露出させ、ｎ型ＧａＮ層とｉ型ＧａＮ層と
に電極を設けて、ＭＩＳ構造の発光ダイオードとしたと
ころ、発光出力は２０ｍＡにおいて１μＷ、輝度２ｍｃ
ｄしかなかった。
させる工程において、原料ガスにＴＭＧ、アンモニア、
ドーパントガスにＤＥＺを用いて、Ｚｎをドープした高
抵抗なｉ型ＧａＮ層を成長させる。ｉ型ＧａＮ層成長
後、同様にしてｉ型ＧａＮ層の一部をエッチングし、ｎ
型ＧａＮ層を露出させ、ｎ型ＧａＮ層とｉ型ＧａＮ層と
に電極を設けて、ＭＩＳ構造の発光ダイオードとしたと
ころ、発光出力は２０ｍＡにおいて１μＷ、輝度２ｍｃ
ｄしかなかった。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子は、ｐ型窒化ガリウム系化
合物半導体層とｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層の間
に配設する発光層を、ｐ型ドーパントとｎ型ドーパント
の両方をドープしたインジウムとガリウムを含む窒化物
半導体層として、好ましくはダブルヘテロ構造としてい
るため、従来のＭＩＳ構造の発光素子に比して、格段に
発光効率、発光強度が増大する。また、発光層の電子キ
ャリア濃度を最適値にすることによって、従来の発光素
子に比して、１００倍以上の発光出力、および発光輝度
を示す。
ウム系化合物半導体発光素子は、ｐ型窒化ガリウム系化
合物半導体層とｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層の間
に配設する発光層を、ｐ型ドーパントとｎ型ドーパント
の両方をドープしたインジウムとガリウムを含む窒化物
半導体層として、好ましくはダブルヘテロ構造としてい
るため、従来のＭＩＳ構造の発光素子に比して、格段に
発光効率、発光強度が増大する。また、発光層の電子キ
ャリア濃度を最適値にすることによって、従来の発光素
子に比して、１００倍以上の発光出力、および発光輝度
を示す。
【図１】本発明の一実施例に係る発光素子の発光層の電
子キャリア濃度と、相対発光出力との関係を示す図。
子キャリア濃度と、相対発光出力との関係を示す図。
Claims (1)
- 【請求項１】ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層と、ｐ
型窒化ガリウム系化合物半導体層との間に、発光層とし
てインジウムとガリウムを含む窒化物半導体層を備え、
発光層に、ｐ型ドーパントとｎ型ドーパントの両方がド
ープされたことを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2576819B1 true JP2576819B1 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9076913B2 (en) | 2011-06-21 | 2015-07-07 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group iii nitride semiconductor light-emitting element |
| US9324912B2 (en) | 2011-05-19 | 2016-04-26 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride semiconductor light-emitting element and method for producing same |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9324912B2 (en) | 2011-05-19 | 2016-04-26 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride semiconductor light-emitting element and method for producing same |
| US9076913B2 (en) | 2011-06-21 | 2015-07-07 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group iii nitride semiconductor light-emitting element |
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