JP3077781B2 - Method for growing indium gallium nitride - Google Patents

Method for growing indium gallium nitride

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JP3077781B2 JP35294492A JP35294492A JP3077781B2 JP 3077781 B2 JP3077781 B2 JP 3077781B2 JP 35294492 A JP35294492 A JP 35294492A JP 35294492 A JP35294492 A JP 35294492A JP 3077781 B2 JP3077781 B2 JP 3077781B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は発光ダイオード、レーザ
ーダイオード等に使用される窒化インジウムガリウムの
成長方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for growing indium gallium nitride used for light emitting diodes, laser diodes and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、InXGa1-XNのバンドギャッ
プエネルギー(Eg)は、Xが0≦X≦1の範囲で3.4
eV〜2.0eVまで変化することが知られている(Jo
unal of Applied Physics; Vol.46, No.8, 1975, 3432
〜)。
2. Description of the Related Art Generally, the band gap energy (Eg) of In x Ga 1 -xN is 3.4 when X is in the range of 0 ≦ X ≦ 1.
It is known to change from eV to 2.0 eV (Jo
unal of Applied Physics; Vol. 46, No. 8, 1975, 3432
~).

【0003】そのInGaNを成長させる方法として、
例えば有機金属気相成長法{以下、MOCVD(Metal
Organic Chemical Vapor Deposition)法という。}が
用いられており、この方法によるとInGaNはサファ
イア基板上に成長温度500℃〜600℃の低温で成長
されていた。なぜならInNの融点はおよそ500℃、
GaNの融点はおよそ1000℃であるため、600℃
以上の高温でInGaNを成長させると、InGaN中
のInNの分解圧がおよそ10気圧以上となり、InG
aNがほとんど分解してしまい、形成されるものはGa
のメタルとInのメタルの堆積物のみとなってしまうか
らである。従って、従来InGaNを成長させようとす
る場合は成長温度を低温に保持しなければならなかっ
た。
[0003] As a method of growing InGaN,
For example, MOCVD (Metal Metal Vapor Deposition)
Organic Chemical Vapor Deposition method. According to this method, InGaN was grown on a sapphire substrate at a low growth temperature of 500 ° C. to 600 ° C. Because the melting point of InN is about 500 ° C,
Since the melting point of GaN is approximately 1000 ° C.,
When InGaN is grown at the above high temperature, the decomposition pressure of InN in InGaN becomes about 10 atm or more, and InG
aN is almost completely decomposed, and what is formed is Ga
This is because only deposits of the metal of In and the metal of In are formed. Therefore, conventionally, when growing InGaN, the growth temperature had to be maintained at a low temperature.

【0004】このような条件の下で成長されたInGa
Nの結晶性は非常に悪く、例えば室温でフォトルミネッ
センス測定を行っても、バンド間発光はほとんど見られ
ず、深い準位からの発光がわずかに観測されるのみであ
り、青色発光が観測されたことはなかった。しかも、X
線回折でInGaNのピークを検出しようとしてもほと
んどピークは検出されず、その結晶性は、単結晶という
よりも、アモルファス状結晶に近いのが実状であった。
InGaP grown under such conditions
The crystallinity of N is very poor. For example, even if photoluminescence measurement is performed at room temperature, emission between bands is hardly observed, emission from a deep level is only slightly observed, and blue emission is observed. I never did. And X
Even if an attempt was made to detect the peak of InGaN by line diffraction, almost no peak was detected, and the crystallinity was closer to an amorphous crystal rather than a single crystal.

【0005】最近、MOCVD法により、500℃〜8
00℃でInGaNをサファイア基板上に成長させた報
告が成されている(Applied Physics Letter; Vol.59,
No28, 1991, 2251〜)。この報告によると、窒素源とな
るアンモニアと、Inガスとを多量に供給することによ
り、800℃で成長させたInGaNはメタルの堆積物
となることなく、しかも500℃で成長させたものより
も結晶性が向上していることが示されている。しかしな
がら、得られたInGaNの結晶性は未だ悪く、InG
aNのバンド間発光は室温では観測されておらず、深い
準位からの発光が支配的であった。さらに、成長温度6
00℃以上ではInNが分解しやすいため、X値を0.
2以上とするInXGa1-XNを成長させることは困難で
あった。
Recently, 500 ° C. to 8 ° C.
It has been reported that InGaN was grown on a sapphire substrate at 00 ° C. (Applied Physics Letter; Vol. 59,
No 28, 1991, 2251-). According to this report, by supplying a large amount of ammonia, which is a nitrogen source, and In gas, InGaN grown at 800 ° C. does not become a metal deposit, and is more intense than that grown at 500 ° C. It shows that the crystallinity is improved. However, the crystallinity of the obtained InGaN is still poor, and InG
Light emission between bands of aN was not observed at room temperature, and light emission from a deep level was dominant. Further, the growth temperature 6
At a temperature of 00 ° C. or higher, InN is easily decomposed, so that the X value is set to 0.1.
It has been difficult to grow In x Ga 1 -xN of 2 or more.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】発光ダイオード、レー
ザーダイオード等の発光デバイスを得るためには、発光
素子を形成する材料の結晶性を、高品質で、かつ優れた
ものにしなければならない。InXGa1-XNにおいて
は、そのX値を任意に変えることにより、バンドギャッ
プエネルギーが変わり、その発光波長を365nm〜6
20nmの範囲とできるにもかかわらず、未だ発光材料
とできるような結晶性の優れたInGaNが得られたと
云う報告はされていない。
In order to obtain a light emitting device such as a light emitting diode or a laser diode, the material forming the light emitting element must have high quality and excellent crystallinity. In In X Ga 1 -X N, the band gap energy changes by arbitrarily changing the X value, and the emission wavelength is changed from 365 nm to 6 nm.
Although there is a range of 20 nm, it has not yet been reported that InGaN having excellent crystallinity that can be used as a light emitting material has been obtained.

【0007】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、X値が0
<X<1の範囲でInXGa1-XNを成長でき、しかもI
nGaNの強いバンド間発光が得られる結晶性に優れた
InGaNの成長方法を提供するものである。
Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention that the X value is 0.
In x Ga 1-x N can be grown in the range of <x <1, and
An object of the present invention is to provide a method for growing InGaN having excellent crystallinity and capable of obtaining strong interband emission of nGaN.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のInGaNの成
長方法は、一般式InXGa1-XN(但しXは0<X<1)
で表される窒化インジウムガリウムを有機金属気相成長
法により成長させる方法において、原料ガスのキャリア
ガスを水素として窒化ガリウムを成長させた後、原料ガ
スのキャリアガスを窒素として、前記窒化ガリウムの上
に前記窒化インジウムガリウムを成長させると共に、成
長させようとする窒化インジウムガリウムのバンドギャ
ップエネルギーよりも大きいエネルギーを持つ電磁波を
成長面に照射することを特徴とする。
According to the method of growing InGaN of the present invention, the general formula In x Ga 1 -xN (where X is 0 <X <1)
In the method of growing indium gallium nitride represented by the following formula, the gallium nitride is grown using hydrogen as a carrier gas for the source gas, and then the carrier gas for the source gas is used as nitrogen. The method further comprises growing the indium gallium nitride and irradiating the growth surface with an electromagnetic wave having an energy larger than the band gap energy of the indium gallium nitride to be grown.

【0009】InXGa1-XNのバンドギャップエネルギ
ー(Eg)は、実験的に求められており、例えば次式に
より算出することができる(Jounal of Applied Physic
s; Vol.46, No.8, 1975, 3432〜)。 Eg=EgGaN・(1−X)+EgInN・(X)−B・X(1−X) 式中、EgGaNはGaNのバンドギャップエネルギーで
3.4eV、EgInNはInNのバンドギャップエネル
ギーで2.0eV、Bはボーイングパラメーターであ
り、およそ1.0eVである。例えば、X値を0.4以
上とするInXGa1-XNを成長させようとする場合、I
n0.4Ga0.6NのEgは2.6eVであり、2.6eV
のバンドギャップエネルギーを持つ波長はおよそ477
nmであるから、477nmよりも短波長の電磁波(例
えば紫外線)を照射することにより、X値を0.4以上
とするInXGa1-XNを成長させることができる。但
し、成長中に、ガリウムに対するインジウム源のガスの
モル比を0.4以上にするのは云うまでもない。
The band gap energy (Eg) of In x Ga 1 -xN is determined experimentally and can be calculated, for example, by the following equation (Jounal of Applied Physic).
s; Vol. 46, No. 8, 1975, 3432-). Eg = EgGaN ・ (1-X) + EgInN ・ (X) -BX ・ (1-X) where EgGaN is 3.4 eV in GaN band gap energy, EgInN is 2.0 eV in InN band gap energy, B is a Boeing parameter, which is about 1.0 eV. For example, to grow In x Ga 1 -xN with an X value of 0.4 or more,
Eg of n0.4Ga0.6N is 2.6 eV and 2.6 eV
Has a band gap energy of about 477
In X Ga 1 -XN having an X value of 0.4 or more can be grown by irradiating an electromagnetic wave (for example, ultraviolet light) having a wavelength shorter than 477 nm. However, it goes without saying that during the growth, the molar ratio of the gas of the indium source to the gallium is set to 0.4 or more.

【0010】InGaN成長中に照射する電磁波として
は、InNのバンドギャップエネルギー2.0eV、つ
まり620nmより短い波長の可視光、紫外線、X線等
を挙げることができる。その中でも好ましい光源とし
て、可視光、紫外線を発する高圧水銀ランプ、キセノン
ランプ、紫外線ランプ等のランプを使用することがで
き、これら光源の光をレンズで集光して成長面に照射す
ることができる。また、キセノンランプのように発光帯
域の広い光源は、フィルターを通すことにより所望の波
長以下に調整できる。
[0010] Examples of the electromagnetic wave irradiated during the growth of InGaN include InN bandgap energy of 2.0 eV, that is, visible light, ultraviolet light, and X-rays having a wavelength shorter than 620 nm. Among them, as a preferable light source, a visible light, a high-pressure mercury lamp emitting ultraviolet light, a xenon lamp, a lamp such as an ultraviolet lamp, or the like can be used, and the light from these light sources can be condensed by a lens and irradiated to the growth surface. . A light source having a wide emission band such as a xenon lamp can be adjusted to a desired wavelength or less by passing through a filter.

【0011】MOCVD法に用いる原料ガスとして、例
えばガリウム源にはトリメチルガリウム(TMG)、ト
リエチルガリウム(TEG)、インジウム源としてトリ
メチルインジウム(TMI)、トリエチルインジウム
(TEI)等の有機金属化合物ガス、窒素源にはアンモ
ニア(NH3)、ヒドラジン(N24)等のガスを好ま
しく用いることができ、これらのガスをキャリアガスと
共に混合し、加熱された基板に向かって噴射することに
よりInGaNを成長させることができる。基板にはS
iC、Si、ZnO、サファイア等を用いることができ
るが、通常はサファイアを用いる。
As a source gas used in the MOCVD method, for example, an organic metal compound gas such as trimethyl gallium (TMG) or triethyl gallium (TEG) as a gallium source, trimethyl indium (TMI) or triethyl indium (TEI) as an indium source, or nitrogen. As a source, gases such as ammonia (NH 3 ) and hydrazine (N 2 H 4 ) can be preferably used, and these gases are mixed with a carrier gas, and the mixture is injected toward a heated substrate to grow InGaN. Can be done. S on the substrate
iC, Si, ZnO, sapphire and the like can be used, but usually sapphire is used.

【0012】成長温度は600℃〜900℃の範囲に調
整することが好ましい。600℃より低い温度でもIn
GaNを成長させることは可能であるが、前記したよう
に600℃以下であると、GaNの結晶が成長しにくい
ため、InGaNの結晶ができにくく、できたとしても
従来のように結晶性の悪いInGaNとなる傾向にああ
り、900℃より高い温度であるとInNが分解しやす
くなるため、InGaNがGaNになりやすい傾向にあ
る。また前記成長温度の範囲で成長を行う場合、原料ガ
スのキャリアガスを窒素とすることにより、InNの分
解を抑制し、結晶性のよいInGaNを得ることができ
る。
Preferably, the growth temperature is adjusted in the range of 600 ° C. to 900 ° C. Even at temperatures lower than 600 ° C, In
Although it is possible to grow GaN, if the temperature is 600 ° C. or lower as described above, it is difficult to grow GaN crystals, and it is difficult to form InGaN crystals. InGaN tends to be InGaN, and if the temperature is higher than 900 ° C., InN is easily decomposed, so that InGaN tends to be GaN. In the case where the growth is performed within the above-mentioned growth temperature range, by using nitrogen as the carrier gas of the source gas, decomposition of InN can be suppressed and InGaN with good crystallinity can be obtained.

【0013】さらに、InGaNは基板の上に直接形成
するよりもGaNの上に成長させる方が、格子定数不整
を小さくすることができるため結晶性に優れたInGa
Nが得られる。
[0013] Furthermore, when InGaN is grown on GaN rather than directly on a substrate, the lattice constant irregularity can be reduced, so that InGa having excellent crystallinity can be obtained.
N is obtained.

【0014】[0014]

【作用】図1は、UV照射しながら、MOCVD法によ
り、GaN層上に成長温度700℃で成長させたIn0.
4Ga0.6Nに、常温でHe−Cdレーザーを照射し、そ
のフォトルミネッセンスのスペクトルを測定した図であ
る。一方、図2はUV照射せず、サファイア基板上に成
長温度500℃で成長させたIn0.4Ga0.6Nのフォト
ルミネッセンスのスペクトル図である。
FIG. 1 shows an InO. Layer grown at a growth temperature of 700 ° C. on a GaN layer by MOCVD under UV irradiation.
FIG. 4 is a diagram in which 4Ga0.6N is irradiated with a He-Cd laser at room temperature, and its photoluminescence spectrum is measured. On the other hand, FIG. 2 is a spectrum diagram of the photoluminescence of In0.4Ga0.6N grown at a growth temperature of 500 ° C. on a sapphire substrate without UV irradiation.

【0015】これらの図を比較してもわかるように、U
V照射して成長させたIn0.4Ga0.6Nは、その組成比
通りのバンドギャップエネルギーの位置(475nm付
近)に強いバンド間発光を有しているが、従来の方法に
よって得られたIn0.4Ga0.6Nは結晶性が悪く、In
GaNのバンド間発光は全く検出できず、深い準位から
の発光が支配的であることがわかる。なお、図2の縦軸
の発光強度は図1の発光強度を20倍に拡大したもので
あり、このことからも本発明の方法によるInGaNの
結晶性が如何に優れているかがわかる。
As can be seen by comparing these figures, U
In0.4Ga0.6N grown by V irradiation has strong interband emission at the position of bandgap energy (around 475 nm) according to its composition ratio, but In0.4Ga0.6N obtained by the conventional method. .6N has poor crystallinity and In
No inter-band light emission of GaN can be detected at all, indicating that light emission from deep levels is dominant. Note that the emission intensity on the vertical axis in FIG. 2 is obtained by magnifying the emission intensity in FIG. 1 by 20 times, and this also shows how excellent the crystallinity of InGaN according to the method of the present invention is.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を元に実施例で本発明の成長方法
を詳説する。図3は本発明の成長方法に使用したMOC
VD装置の主要部の構成を示す概略断面図であり、反応
部の構造、およびその反応部と通じるガス系統図を示し
ている。1は真空ポンプおよび排気装置と接続された反
応容器、2は基板を載置するサセプター、3はサセプタ
ーを加熱するヒーター、4はサセプターを回転、上下移
動させる制御軸、5は基板に向かって斜め、または水平
に原料ガスを供給する石英ノズル、6は不活性ガスを基
板に向かって垂直に供給することにより、原料ガスを基
板面に押圧して、原料ガスを基板に接触させる作用のあ
るコニカル石英チューブ、7は基板、そして8はコニカ
ル石英チューブ7の上から基板7に向かって光を照射す
る光源であり、主として436nmと、405nmと、
365nmの光を発する200Wの超高圧水銀ランプが
設置されており、レンズ9で集光されて基板7を均一に
照射できる構造となっている。TMG、TMI等の有機
金属化合物ソースは微量のバブリングガスによって気化
され、メインガスであるキャリアガスによって反応容器
内に供給される。なお、特に図示していないが、各原料
ガス、キャリアガスの流量は、各ガスラインに設置され
たマスフローコントローラ(MFC)によって制御され
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The growth method of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 3 shows the MOC used in the growth method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the VD apparatus, illustrating a structure of a reaction unit and a gas system diagram communicating with the reaction unit. 1 is a reaction vessel connected to a vacuum pump and an exhaust device, 2 is a susceptor for mounting a substrate, 3 is a heater for heating the susceptor, 4 is a control axis for rotating and moving the susceptor up and down, and 5 is a diagonal toward the substrate. Or a quartz nozzle for supplying the source gas horizontally, and a conical nozzle 6 for supplying the inert gas vertically toward the substrate, thereby pressing the source gas against the substrate surface and bringing the source gas into contact with the substrate. A quartz tube, 7 is a substrate, and 8 is a light source for irradiating light from above the conical quartz tube 7 toward the substrate 7, mainly 436 nm, 405 nm,
A 200 W ultra-high pressure mercury lamp that emits light of 365 nm is installed, and has a structure in which the light is focused by the lens 9 and can uniformly irradiate the substrate 7. The source of an organometallic compound such as TMG or TMI is vaporized by a slight amount of bubbling gas and supplied into the reaction vessel by a carrier gas as a main gas. Although not particularly shown, the flow rates of each source gas and carrier gas are controlled by a mass flow controller (MFC) installed in each gas line.

【0017】[実施例1]まず、よく洗浄したサファイ
ア基板7をサセプター2にセットし、反応容器内を水素
で十分置換する。
Example 1 First, a well-cleaned sapphire substrate 7 is set on a susceptor 2, and the inside of a reaction vessel is sufficiently replaced with hydrogen.

【0018】次に、石英ノズル5から水素を流しながら
ヒーター3で温度を1050℃まで上昇させ、20分間
保持しサファイア基板7のクリーニングを行う。
Next, the temperature is raised to 1050 ° C. by the heater 3 while flowing hydrogen from the quartz nozzle 5 and held for 20 minutes to clean the sapphire substrate 7.

【0019】続いて、温度を510℃まで下げ、石英ノ
ズル5からアンモニア(NH3)4リットル/分と、T
MGを27μモル/分と、キャリアガスとして水素を2
リットル/分とで流しながら、1分間保持してGaNバ
ッファー層を約200オングストローム成長する。この
間、コニカル石英チューブ7からは水素を10リットル
/分と、窒素を10リットル/分とで流し続け、サセプ
ター2をゆっくりと回転させる。なおこの間、コニカル
石英チューブ7から供給するガスも窒素とし、20リッ
トル/分で流し続ける。
Subsequently, the temperature was lowered to 510 ° C., and ammonia (NH 3 ) 4 L / min.
MG is 27 μmol / min, and hydrogen is 2 as a carrier gas.
While flowing at a rate of 1 liter / minute, the GaN buffer layer is maintained for 1 minute to grow the GaN buffer layer to about 200 angstroms. During this time, hydrogen is continuously supplied from the conical quartz tube 7 at 10 L / min and nitrogen is supplied at 10 L / min, and the susceptor 2 is slowly rotated. During this time, the gas supplied from the conical quartz tube 7 is also nitrogen, and the gas is kept flowing at 20 liter / min.

【0020】バッファ層成長後、TMGのみ止めて、温
度を1020℃まで上昇させる。温度が1020℃にな
ったら、同じく水素をキャリアガスとしてTMGを60
μモル/分で流して30分間成長させ、GaN層を約2
μm成長させる。
After the growth of the buffer layer, only TMG is stopped, and the temperature is increased to 1020 ° C. When the temperature reaches 1020 ° C., hydrogen is also used as a carrier gas and TMG is
Growing at a flow rate of μmol / min for 30 min.
grow by μm.

【0021】GaN層成長後、温度を700℃にして、
キャリアガスを窒素に切り替え、窒素を2リットル/
分、TMGを2μモル/分、TMIを2μモル/分、ア
ンモニアを4リットル/分で流すと同時に、光源8を点
灯して基板7を照射しながらInGaNを60分間成長
させる。
After growing the GaN layer, the temperature is increased to 700 ° C.
Switch the carrier gas to nitrogen and use 2 liters of nitrogen /
At the same time, TMG is flowed at 2 μmol / min, TMI is flowed at 2 μmol / min, and ammonia is flowed at 4 liter / min. At the same time, InGaN is grown for 60 minutes while the light source 8 is turned on and the substrate 7 is irradiated.

【0022】成長後、反応容器からウエハーを取り出
し、InGaN層に10mWのHe−Cdレーザーを照
射して室温でフォトルミネッセンス測定を行うと、47
5nm付近にIn0.4Ga0.6Nの強いバンド間発光を示
した。
After the growth, the wafer is taken out of the reaction vessel, and the InGaN layer is irradiated with a 10 mW He-Cd laser to perform photoluminescence measurement at room temperature.
Strong inter-band emission of In0.4Ga0.6N was observed around 5 nm.

【0023】[実施例2]GaN層成長後、成長温度を
650℃にし、TMIの流量を20μモル/分に変更す
る他は実施例1と同様にして、InGaNを成長させ
た。得られたInGaNのフォトルミネッセンス測定を
実施例1と同様にして行った結果、510nm付近にI
n0.7Ga0.3Nの強いバンド間発光を示した。
Example 2 After growing the GaN layer, InGaN was grown in the same manner as in Example 1 except that the growth temperature was changed to 650 ° C. and the flow rate of TMI was changed to 20 μmol / min. The photoluminescence of the obtained InGaN was measured in the same manner as in Example 1, and as a result, I
Strong interband emission of n0.7Ga0.3N was shown.

【0024】[比較例1]光源8を点灯しない他は実施
例1と同様にしてInGaNの成長を行った。得られた
InGaNのフォトルミネッセンスのスペクトルを測定
すると550nmあたりにブロードな深い準位からの発
光がみられ、バンド間発光は観測できなかった。結晶性
を確かめるためにInGaNのX線ロッキングカーブを
測定するとInGaNのピークは検出できず、その半値
幅から結晶がアモルファス状になっていることが判明し
た。
Comparative Example 1 InGaN was grown in the same manner as in Example 1 except that the light source 8 was not turned on. When the spectrum of the photoluminescence of the obtained InGaN was measured, light emission from a broad deep level was observed around 550 nm, and no inter-band light emission could be observed. When the X-ray rocking curve of InGaN was measured to confirm the crystallinity, no peak of InGaN could be detected, and it was found from the half-value width that the crystal was amorphous.

【0025】[比較例2]光源8を点灯しない他は、実
施例2と同様にして、InGaNを成長させた。得られ
たInGaNのフォトルミネッセンス測定を実施例1と
同様にして行った結果、室温では何の発光も観測されな
かった。
Comparative Example 2 InGaN was grown in the same manner as in Example 2 except that the light source 8 was not turned on. As a result of performing photoluminescence measurement of the obtained InGaN in the same manner as in Example 1, no light emission was observed at room temperature.

【0026】実施例1と比較例1、および実施例2と比
較例2を比較してもわかるように同一の成長温度におい
て、本発明のようにUV照射することによりIn比が多
く、しかも結晶性に優れたInGaNを成長させること
ができる。
As can be seen from the comparison between Example 1 and Comparative Example 1 and between Example 2 and Comparative Example 2, UV irradiation at the same growth temperature as in the present invention increases the In ratio and increases the crystallinity. InGaN having excellent properties can be grown.

【0027】以上より、InGaNは成長温度が750
℃〜650℃と低くなると熱エネルギーのみによるI
n、Ga、Nの原子の反応が進みにくくなり結晶性が悪
くなると考えられる。この熱エネルギーを補うため、本
発明のように新たに電磁波により別のエネルギーを供給
することにより、基板表面上での原子種をより活性にし
て反応を容易に進めることができ、In比の多いInG
aNを成長させることができると推察される。また、バ
ンドギャップエネルギーより大きい電磁波の照射により
InGaN中で光の吸収が起こり、電子、ホールが発生
し、この電子、ホールを介して、電磁波がIn、Ga、
Nの原子種に伝達されて、これら原子種の活性化を促進
する作用があると考えられる。
As described above, InGaN has a growth temperature of 750
When the temperature drops to 650 to 650 ° C, I
It is considered that the reaction of the atoms of n, Ga, and N becomes difficult to progress, and the crystallinity deteriorates. In order to supplement this heat energy, another energy is newly supplied by an electromagnetic wave as in the present invention, so that the atomic species on the substrate surface can be made more active to facilitate the reaction, and the In ratio can be increased. InG
It is presumed that aN can be grown. In addition, irradiation of an electromagnetic wave larger than the band gap energy causes light absorption in InGaN to generate electrons and holes, and the electromagnetic waves are converted into In, Ga, and
It is thought that it is transmitted to the atomic species of N to promote the activation of these atomic species.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、InXGa1-XN成
長中に、成長中のInGaNのバンドギャップエネルギ
ーよりも大きいエネルギーを持つ電磁波を照射すること
により、In比の大きいInXGa1-XNを成長すること
ができる。さらに、得られたInXGa1-XNは強いバン
ド間発光を示し、十分発光素子とし得るような結晶性に
優れたものである。従って、本発明の方法を用いること
により、InGaNを発光層とした365nm〜620
nmの発光波長の発光デバイスを実現可能とすることが
できる。
As described in the foregoing, In X Ga in 1-X N growth, by irradiating an electromagnetic wave having energy larger than the band gap energy of the InGaN during the growth, In ratio of large an In X Ga 1-X N can be grown. Further, the obtained In x Ga 1 -xN shows strong interband emission and has excellent crystallinity so that it can be sufficiently used as a light emitting element. Therefore, by using the method of the present invention, 365 nm to 620
It is possible to realize a light emitting device having an emission wavelength of nm.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例により得られたInGaN
のフォトルミネッセンス測定のスペクトル図。
FIG. 1 shows InGaN obtained according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a spectrum diagram of the photoluminescence measurement of FIG.

【図2】 従来法により得られたInGaNのフォトル
ミネッセンス測定のスペクトル図。
FIG. 2 is a spectrum diagram of photoluminescence measurement of InGaN obtained by a conventional method.

【図3】 本発明の一実施例に使用したMOCVD装置
の主要部の構成を示す概略断面図。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a configuration of a main part of an MOCVD apparatus used in one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・・・・反応容器 2・・・・・・・・サセプター 3・・・・・・・・ヒーター 4・・・・・・・・制御軸 5・・・・・・・・石英ノズル 6・・・・・・・・コニカル石英
チューブ 7・・・・・・・・基板 8・・・・・・・・光源 9・・・・・・・・レンズ
1 ······ Reaction vessel 2 ······························ Heater 4 ·············· · Quartz nozzle 6 ······ Conical quartz tube 7 ····· Substrate 8 ····· Light source 9 ····· Lens

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−164895(JP,A) 特開 平1−215014(JP,A) 特開 平4−297023(JP,A) J.Appl.Phys.60(9), 1 November 1986,pp. 3131−3135 Jpn.J.Appl.Phys.v ol.29,No.2,February 1990,pp.L225−L228 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 H01L 21/31 H01L 33/00 H01S 5/30 Continuation of front page (56) References JP-A-1-164895 (JP, A) JP-A-1-215014 (JP, A) JP-A-4-297023 (JP, A) Appl. Phys. 60 (9), 1 November 1986, pp. 3131-3135 Jpn. J. Appl. Phys. vol. 29, No. 2, February 1990, p. L225-L228 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 H01L 21/31 H01L 33/00 H01S 5/30

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一般式InXGa1-XN(但しXは0<X<
1)で表される窒化インジウムガリウムを有機金属気相
成長法により成長させる方法において、原料ガスのキャ
リアガスを水素として窒化ガリウムを成長させた後、原
料ガスのキャリアガスを窒素として、前記窒化ガリウム
の上に前記窒化インジウムガリウムを成長させると共
に、成長させようとする窒化インジウムガリウムのバン
ドギャップエネルギーよりも大きいエネルギーを持つ電
磁波を成長面に照射することを特徴とする窒化インジウ
ムガリウムの成長方法。
1. The general formula In x Ga 1 -xN (where X is 0 <X <
In the method of growing indium gallium nitride represented by 1) by a metalorganic chemical vapor deposition method, gallium nitride is grown using hydrogen as a carrier gas as a source gas, and then the gallium nitride is used as a carrier gas as a source gas as nitrogen. Growing the indium gallium nitride thereon, and irradiating the growth surface with an electromagnetic wave having an energy larger than the band gap energy of the indium gallium nitride to be grown.
【請求項2】 前記窒化インジウムガリウムの成長温度
は600℃〜900℃であることを特徴とする請求項1
に記載の窒化インジウムガリウムの成長方法。
2. The growth temperature of the indium gallium nitride is 600 ° C. to 900 ° C.
3. The method for growing indium gallium nitride according to item 1.
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