JP3316562B2 - 半導体発光素子及びＺｎＯ膜の形成方法 - Google Patents
半導体発光素子及びＺｎＯ膜の形成方法Info
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- 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
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- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子及
びＺｎＯ膜の形成方法に関する。特に、III−Ｖ族化合
物のＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＡｌＮ
等を用いた半導体発光素子に関する。また、Ｓｉ基板や
ガラス基板等の基板上に成膜されるＺｎＯ膜の形成方法
に関する。
びＺｎＯ膜の形成方法に関する。特に、III−Ｖ族化合
物のＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＡｌＮ
等を用いた半導体発光素子に関する。また、Ｓｉ基板や
ガラス基板等の基板上に成膜されるＺｎＯ膜の形成方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】青色光ないし紫外線を発生する発光ダイ
オード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等の半
導体発光素子の材料としては、一般式ＩｎxＧａyＡｌz
Ｎ（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１、０≦ｚ≦１）で表わされるIII−Ｖ族化合物半導体
が知られている。この化合物半導体は、直接遷移型であ
ることから発光効率が高く、また、Ｉｎ濃度によって発
光波長を制御できることから、発光素子用材料として注
目されている。
オード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等の半
導体発光素子の材料としては、一般式ＩｎxＧａyＡｌz
Ｎ（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１、０≦ｚ≦１）で表わされるIII−Ｖ族化合物半導体
が知られている。この化合物半導体は、直接遷移型であ
ることから発光効率が高く、また、Ｉｎ濃度によって発
光波長を制御できることから、発光素子用材料として注
目されている。
【０００３】このＩｎxＧａyＡｌzＮは大型の単結晶を
作製することが困難であるため、その結晶膜の製作にあ
たっては、異なる材料の基板上に成長させる、いわゆる
ヘテロエピタキシャル成長法が用いられており、一般に
はＣ面サファイア基板の上で成長させられる。しかし、
Ｃ面サファイア基板は高価であり、そのうえ大きな格子
不整合があり、成長した結晶中には転移密度１０8／ｃ
ｍ2〜１０11／ｃｍ2という多数の結晶欠陥が生じてしま
い、結晶性に優れた良質の結晶膜を得ることができない
という問題があった。
作製することが困難であるため、その結晶膜の製作にあ
たっては、異なる材料の基板上に成長させる、いわゆる
ヘテロエピタキシャル成長法が用いられており、一般に
はＣ面サファイア基板の上で成長させられる。しかし、
Ｃ面サファイア基板は高価であり、そのうえ大きな格子
不整合があり、成長した結晶中には転移密度１０8／ｃ
ｍ2〜１０11／ｃｍ2という多数の結晶欠陥が生じてしま
い、結晶性に優れた良質の結晶膜を得ることができない
という問題があった。
【０００４】そこで、Ｃ面サファイア基板上にＩｎxＧ
ａyＡｌzＮを成長させる際の格子不整合を小さくし、欠
陥の少ない結晶を得るため、Ｃ面サファイア基板の上に
多結晶又は非晶質のＡｌＮバッファ層や低温成長ＧａＮ
バッファ層を設ける方法が提案されている。この方法に
よれば、Ｃ面サファイア基板とバッファ層の間の格子不
整合が小さくなると共にバッファ層とＩｎxＧａyＡｌz
Ｎの格子不整合も小さくなるので、欠陥の少ない結晶膜
を得ることができる。しかし、この方法では、高価なＣ
面サファイア基板に加え、構造が複雑になることから一
層コスト高になるという問題があった。
ａyＡｌzＮを成長させる際の格子不整合を小さくし、欠
陥の少ない結晶を得るため、Ｃ面サファイア基板の上に
多結晶又は非晶質のＡｌＮバッファ層や低温成長ＧａＮ
バッファ層を設ける方法が提案されている。この方法に
よれば、Ｃ面サファイア基板とバッファ層の間の格子不
整合が小さくなると共にバッファ層とＩｎxＧａyＡｌz
Ｎの格子不整合も小さくなるので、欠陥の少ない結晶膜
を得ることができる。しかし、この方法では、高価なＣ
面サファイア基板に加え、構造が複雑になることから一
層コスト高になるという問題があった。
【０００５】また、基板としてＳｉＣ基板も検討されて
おり、ＳｉＣ基板では格子不整合が小さい。しかし、Ｓ
ｉＣ基板は、Ｃ面サファイア基板と比較してもかなり高
価につく（Ｃ面サファイア基板の価格の１０倍程度）と
いう欠点があった。
おり、ＳｉＣ基板では格子不整合が小さい。しかし、Ｓ
ｉＣ基板は、Ｃ面サファイア基板と比較してもかなり高
価につく（Ｃ面サファイア基板の価格の１０倍程度）と
いう欠点があった。
【０００６】そこで、安価なＳｉ基板やガラス基板を用
いて半導体発光素子を製作することが従来より望まれて
いる。そのためには、Ｓｉ基板やガラス基板の上に六方
晶系をしたｃ軸配向ＺｎＯ膜（バッファ層）を成長さ
せ、この上にＧａＮを含む半導体を形成してＩｎxＧａy
ＡｌzＮ系の発光素子を構成することが考えられる。
いて半導体発光素子を製作することが従来より望まれて
いる。そのためには、Ｓｉ基板やガラス基板の上に六方
晶系をしたｃ軸配向ＺｎＯ膜（バッファ層）を成長さ
せ、この上にＧａＮを含む半導体を形成してＩｎxＧａy
ＡｌzＮ系の発光素子を構成することが考えられる。
【０００７】Ｓｉ基板の上にＺｎＯバッファ層を設けた
ものでは、Ｃ面サファイア基板に比較すると、基板コス
トは１０分の１程度に抑えることができ、コストを安価
にすることができる。また、Ｃ面サファイア基板は絶縁
材料であるのに対し、Ｓｉ基板は導電性を持たせること
ができるので、ｐ側電極とｎ側電極を発光素子の上面と
下面に設けることができ、素子構造を簡単にすることが
できるという利点もある。
ものでは、Ｃ面サファイア基板に比較すると、基板コス
トは１０分の１程度に抑えることができ、コストを安価
にすることができる。また、Ｃ面サファイア基板は絶縁
材料であるのに対し、Ｓｉ基板は導電性を持たせること
ができるので、ｐ側電極とｎ側電極を発光素子の上面と
下面に設けることができ、素子構造を簡単にすることが
できるという利点もある。
【０００８】しかしながら、従来にあっては、Ｓｉ基板
上に単にｃ軸配向ＺｎＯ膜を形成するだけでは、その上
に結晶性の良好なＧａＮを含む薄膜を成長させることは
できなかった。ＺｎＯ膜のｃ軸配向性はその上に形成さ
れるＧａＮを含む薄膜の結晶性に敏感に影響するので、
良好なＧａＮを含む薄膜をその上に形成するためには、
できるだけＺｎＯの良好なｃ軸配向膜を得る必要があっ
た。
上に単にｃ軸配向ＺｎＯ膜を形成するだけでは、その上
に結晶性の良好なＧａＮを含む薄膜を成長させることは
できなかった。ＺｎＯ膜のｃ軸配向性はその上に形成さ
れるＧａＮを含む薄膜の結晶性に敏感に影響するので、
良好なＧａＮを含む薄膜をその上に形成するためには、
できるだけＺｎＯの良好なｃ軸配向膜を得る必要があっ
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の技術的
問題点を解決するためになされたものであり、その目的
とするところは、基板の上にｃ軸配向性の良好なＺｎＯ
膜（ＺｎＯバッファ層）を形成し、その上に良好なＧａ
Ｎを含む半導体層を成長させられるようにすることにあ
る。
問題点を解決するためになされたものであり、その目的
とするところは、基板の上にｃ軸配向性の良好なＺｎＯ
膜（ＺｎＯバッファ層）を形成し、その上に良好なＧａ
Ｎを含む半導体層を成長させられるようにすることにあ
る。
【００１０】
【発明の開示】本発明によるＺｎＯ膜の形成方法は、Ｓ
ｉＯ 2 ／Ｓｉ基板上にｃ軸配向されたＺｎＯ膜を形成す
るものであって、膜厚を３５００Å以上にすることによ
ってロッキングカーブ特性の良好なＺｎＯ膜を得ること
ができる。
ｉＯ 2 ／Ｓｉ基板上にｃ軸配向されたＺｎＯ膜を形成す
るものであって、膜厚を３５００Å以上にすることによ
ってロッキングカーブ特性の良好なＺｎＯ膜を得ること
ができる。
【００１１】
【発明の開示】そこで、本発明の半導体発光素子は、Ｉ
ｎxＧａyＡｌzＮ（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）で表わされる化合物半導
体を用いた半導体発光素子において、ＳｉＯ 2 ／Ｓｉ基
板上に膜厚が３５００Å以上のＺｎＯバッファ層をｃ軸
配向させることによってロッキングカーブ特性の良好な
ＺｎＯバッファ層を形成し、このＺｎＯバッファ層の上
にＧａＮを含む半導体層を形成したことを特徴とする。
ｎxＧａyＡｌzＮ（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）で表わされる化合物半導
体を用いた半導体発光素子において、ＳｉＯ 2 ／Ｓｉ基
板上に膜厚が３５００Å以上のＺｎＯバッファ層をｃ軸
配向させることによってロッキングカーブ特性の良好な
ＺｎＯバッファ層を形成し、このＺｎＯバッファ層の上
にＧａＮを含む半導体層を形成したことを特徴とする。
【００１２】しかして、本発明によれば、ｃ軸配向した
ＺｎＯバッファ層のロッキングカーブ半値幅を４.５゜
以下にすることができるので、良好なｃ軸配向性を達成
することができ、ＺｎＯバッファ層の上に形成される半
導体層の結晶性を良好にすることができる。
ＺｎＯバッファ層のロッキングカーブ半値幅を４.５゜
以下にすることができるので、良好なｃ軸配向性を達成
することができ、ＺｎＯバッファ層の上に形成される半
導体層の結晶性を良好にすることができる。
【００１３】さらに好ましくは、ＺｎＯバッファ層の膜
厚をさらに厚くして、ＺｎＯバッファ層のロッキングカ
ーブ半値幅はが３.５゜以下となるようにするのが好ま
しく、特にロッキングカーブ半値幅を２.５゜以下にす
るのが望ましい。
厚をさらに厚くして、ＺｎＯバッファ層のロッキングカ
ーブ半値幅はが３.５゜以下となるようにするのが好ま
しく、特にロッキングカーブ半値幅を２.５゜以下にす
るのが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態による
ダブルへテロ接合構造の半導体発光素子１であって、Ｉ
ｎＧａＮ層６を発光層とする発光ダイオードや面発光型
レーザーダイオード等を表わしている。この半導体発光
素子１は、導電性Ｓｉ基板２の上に比抵抗の小さなＺｎ
Ｏバッファ層３を成長させ、ＺｎＯバッファ層３の上に
順次ｎ型ＧａＮ層４、ｎ型ＡｌＧａＮ層５、ＩｎＧａＮ
層（発光層）６、ｐ型ＡｌＧａＮ層７、ｐ型ＧａＮ層８
をエピタキシャル成長させたものであり、ｎ型ＧａＮ層
４、ｎ型ＡｌＧａＮ層５、ＩｎＧａＮ層（発光層）６、
ｐ型ＡｌＧａＮ層７及びｐ型ＧａＮ層８によってダブル
へテロ接合構造が構成されている。さらに、Ｓｉ基板２
の下面全面にはｎ側電極９が設けられ、ｐ型ＧａＮ層８
の上面には部分的にｐ側電極１０が形成されている。し
かして、ｐ側電極１０とｎ側電極９の間に電圧を印加す
ると、ｐ側電極１０からＩｎＧａＮ層６に電流が注入さ
れて発光し、ＩｎＧａＮ層６から出た光はｐ型ＧａＮ層
８の上面のｐ側電極１０が設けられていない領域から外
部へ出射される。
ダブルへテロ接合構造の半導体発光素子１であって、Ｉ
ｎＧａＮ層６を発光層とする発光ダイオードや面発光型
レーザーダイオード等を表わしている。この半導体発光
素子１は、導電性Ｓｉ基板２の上に比抵抗の小さなＺｎ
Ｏバッファ層３を成長させ、ＺｎＯバッファ層３の上に
順次ｎ型ＧａＮ層４、ｎ型ＡｌＧａＮ層５、ＩｎＧａＮ
層（発光層）６、ｐ型ＡｌＧａＮ層７、ｐ型ＧａＮ層８
をエピタキシャル成長させたものであり、ｎ型ＧａＮ層
４、ｎ型ＡｌＧａＮ層５、ＩｎＧａＮ層（発光層）６、
ｐ型ＡｌＧａＮ層７及びｐ型ＧａＮ層８によってダブル
へテロ接合構造が構成されている。さらに、Ｓｉ基板２
の下面全面にはｎ側電極９が設けられ、ｐ型ＧａＮ層８
の上面には部分的にｐ側電極１０が形成されている。し
かして、ｐ側電極１０とｎ側電極９の間に電圧を印加す
ると、ｐ側電極１０からＩｎＧａＮ層６に電流が注入さ
れて発光し、ＩｎＧａＮ層６から出た光はｐ型ＧａＮ層
８の上面のｐ側電極１０が設けられていない領域から外
部へ出射される。
【００１５】このような半導体発光素子１においては、
従来例でも説明したように、結晶性の良好なｎ型ＧａＮ
層４を得るためには、Ｓｉ基板２の上に形成されている
ＺｎＯバッファ層３のｃ軸配向性を良好なものにするこ
とが重要となる。そこで、本発明の発明者は、表面を酸
化させたＳｉ基板（ＳｉＯ2／Ｓｉ基板）の上に、種々
の膜厚のＺｎＯ膜を形成し、そのロッキングカーブを測
定した。
従来例でも説明したように、結晶性の良好なｎ型ＧａＮ
層４を得るためには、Ｓｉ基板２の上に形成されている
ＺｎＯバッファ層３のｃ軸配向性を良好なものにするこ
とが重要となる。そこで、本発明の発明者は、表面を酸
化させたＳｉ基板（ＳｉＯ2／Ｓｉ基板）の上に、種々
の膜厚のＺｎＯ膜を形成し、そのロッキングカーブを測
定した。
【００１６】まず、ロッキングカーブについて説明す
る。図２に示すように、基板１１の上にＺｎＯ膜を成長
させるとき、はじめの結晶層は基板との格子不整合によ
り結晶軸の方向（矢印で示す）はランダムにばらつく
が、結晶層を積み重ねるに従って結晶軸方向が揃ってい
く。薄膜や結晶における、このような結晶軸方向のラン
ダム度合いの評価には、Ｘ線回折装置を用いてロッキン
グカーブを測定する。すなわち、測定基板にＸ線を投射
し、測定基板に対して相対的に入射角を変化させなが
ら、その反射光を検出器で検出する。
る。図２に示すように、基板１１の上にＺｎＯ膜を成長
させるとき、はじめの結晶層は基板との格子不整合によ
り結晶軸の方向（矢印で示す）はランダムにばらつく
が、結晶層を積み重ねるに従って結晶軸方向が揃ってい
く。薄膜や結晶における、このような結晶軸方向のラン
ダム度合いの評価には、Ｘ線回折装置を用いてロッキン
グカーブを測定する。すなわち、測定基板にＸ線を投射
し、測定基板に対して相対的に入射角を変化させなが
ら、その反射光を検出器で検出する。
【００１７】具体的にいうと、Ｘ線の位置は固定したま
まで、測定基板の垂線が方向を変えるように測定基板と
平行な回転軸の回りに測定基板を回転させ、同時に測定
基板で正反射した反射光を受光するよう測定基板の回転
に合せて検出器の位置も回転させる。このようにして測
定基板の角度を変化させながら反射光強度を検出する。
その際、検出器出力がピークとなるときの入射光と反射
光の間の角度を２θPと呼び、ｃ軸配向したＺｎＯでは
２θPが３４.４゜でピークとなる。つぎに、Ｘ線の位置
を固定すると共に検出器をそのピーク位置に固定し、測
定基板のみをその近傍で回転させてＸ線強度を測定す
る。
まで、測定基板の垂線が方向を変えるように測定基板と
平行な回転軸の回りに測定基板を回転させ、同時に測定
基板で正反射した反射光を受光するよう測定基板の回転
に合せて検出器の位置も回転させる。このようにして測
定基板の角度を変化させながら反射光強度を検出する。
その際、検出器出力がピークとなるときの入射光と反射
光の間の角度を２θPと呼び、ｃ軸配向したＺｎＯでは
２θPが３４.４゜でピークとなる。つぎに、Ｘ線の位置
を固定すると共に検出器をそのピーク位置に固定し、測
定基板のみをその近傍で回転させてＸ線強度を測定す
る。
【００１８】こうして得たＸ線強度の分布がロッキング
カーブであり、検出器を固定した位置がθP＝１７.２゜
である。ここで測定されたロッキングカーブのピークと
１７.２゜とのずれがＺｎＯ膜のｃ軸の傾きとなる。こ
のピーク位置（１７.２゜）を０゜に置き換えた相対的
な角度を用いて表わしたＸ線強度の分布が、図３のよう
なロッキングカーブ１２である。図３においては、横軸
がｃ軸の角度（傾き）で、縦軸が強度を表わしている。
基板１１の上に積み重ねられた結晶配向性の良否は、こ
のロッキングカーブ１２の半値幅によって評価すること
ができる。すなわち、結晶軸方向のばらつきが大きい場
合には、図３に実線で示すように、ロッキングカーブ１
２は緩やかに変化し、その半値幅Ｋ２が広くなる。これ
に対し、結晶軸方向が揃っている場合には、図３に破線
で示すように、ロッキングカーブ１２の変化は急峻とな
り、その半値幅Ｋ１は狭くなる。
カーブであり、検出器を固定した位置がθP＝１７.２゜
である。ここで測定されたロッキングカーブのピークと
１７.２゜とのずれがＺｎＯ膜のｃ軸の傾きとなる。こ
のピーク位置（１７.２゜）を０゜に置き換えた相対的
な角度を用いて表わしたＸ線強度の分布が、図３のよう
なロッキングカーブ１２である。図３においては、横軸
がｃ軸の角度（傾き）で、縦軸が強度を表わしている。
基板１１の上に積み重ねられた結晶配向性の良否は、こ
のロッキングカーブ１２の半値幅によって評価すること
ができる。すなわち、結晶軸方向のばらつきが大きい場
合には、図３に実線で示すように、ロッキングカーブ１
２は緩やかに変化し、その半値幅Ｋ２が広くなる。これ
に対し、結晶軸方向が揃っている場合には、図３に破線
で示すように、ロッキングカーブ１２の変化は急峻とな
り、その半値幅Ｋ１は狭くなる。
【００１９】図４はＳｉ基板（ＳｉＯ2／Ｓｉ基板）の
上にＺｎＯ膜を成膜したときの、ＺｎＯ膜の膜厚とＺｎ
Ｏ膜のｃ軸方向に関するロッキングカーブ半値幅との関
係を測定した結果をまとめたものである。図４から分か
るように、ＺｎＯ膜の膜厚を０.３５μｍ（３５００
Å）よりも厚くすると、ロッキングカーブ半値幅が急激
に小さくなって４.５゜以下になることが分かる。特
に、ＺｎＯ膜の膜厚を０.５μｍ（５０００Å）よりも
厚くするのが好ましく、これによってロッキングカーブ
半値幅は３.５゜以下となり、さらに好ましくはＺｎＯ
膜の膜厚を０.７μｍ（７０００Å）よりも厚くすれば
ロッキングカーブ半値幅は２.５゜以下となって実用的
な値が得られる。
上にＺｎＯ膜を成膜したときの、ＺｎＯ膜の膜厚とＺｎ
Ｏ膜のｃ軸方向に関するロッキングカーブ半値幅との関
係を測定した結果をまとめたものである。図４から分か
るように、ＺｎＯ膜の膜厚を０.３５μｍ（３５００
Å）よりも厚くすると、ロッキングカーブ半値幅が急激
に小さくなって４.５゜以下になることが分かる。特
に、ＺｎＯ膜の膜厚を０.５μｍ（５０００Å）よりも
厚くするのが好ましく、これによってロッキングカーブ
半値幅は３.５゜以下となり、さらに好ましくはＺｎＯ
膜の膜厚を０.７μｍ（７０００Å）よりも厚くすれば
ロッキングカーブ半値幅は２.５゜以下となって実用的
な値が得られる。
【００２０】よって、半導体発光素子１を製作するにあ
たっては、Ｓｉ基板２の上に形成するＺｎＯバッファ層
３を３５００Å以上、好ましくは５０００Å、特に好ま
しくは７０００Å以上の厚膜とすることにより、ｃ軸配
向性の良好なＺｎＯバッファ層３を形成することがで
き、ＺｎＯバッファ層３の上に結晶性の良好なｎ型Ｇａ
Ｎ層４をＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法などにより成長させる
ことができる。
たっては、Ｓｉ基板２の上に形成するＺｎＯバッファ層
３を３５００Å以上、好ましくは５０００Å、特に好ま
しくは７０００Å以上の厚膜とすることにより、ｃ軸配
向性の良好なＺｎＯバッファ層３を形成することがで
き、ＺｎＯバッファ層３の上に結晶性の良好なｎ型Ｇａ
Ｎ層４をＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法などにより成長させる
ことができる。
【００２１】
【００２２】（その他の実施形態） 本発明は図１に示したようなＩｎＧａＮ層６によるダブ
ルへテロ接合構造の半導体発光素子以外にも適用するこ
とができる。例えば、図５に示す半導体発光素子３１の
ように、Ｓｉ基板３２の上にＺｎＯバッファ層３３、ｎ
型ＧａＮ層３４及びｐ型ＧａＮ層３５を積層し、Ｓｉ基
板３２の下面にｎ側電極３６を形成するとともにｐ側Ｇ
ａＮ層３５の上にｐ側電極３７を設けたものでもよい。
また、図示しないが、ガラス基板の上にＺｎＯバッファ
層、低温成長ＧａＮバッファ層、ｎ型ＧａＮ層及びｐ型
ＧａＮ層を積んだ構造の発光素子でもよい。
ルへテロ接合構造の半導体発光素子以外にも適用するこ
とができる。例えば、図５に示す半導体発光素子３１の
ように、Ｓｉ基板３２の上にＺｎＯバッファ層３３、ｎ
型ＧａＮ層３４及びｐ型ＧａＮ層３５を積層し、Ｓｉ基
板３２の下面にｎ側電極３６を形成するとともにｐ側Ｇ
ａＮ層３５の上にｐ側電極３７を設けたものでもよい。
また、図示しないが、ガラス基板の上にＺｎＯバッファ
層、低温成長ＧａＮバッファ層、ｎ型ＧａＮ層及びｐ型
ＧａＮ層を積んだ構造の発光素子でもよい。
【００２３】さらには、図６に示すように、Ｓｉ基板４
２の上にＺｎＯバッファ層４３を形成し、ｎ型ＧａＮク
ラッド層４４、ｐ型ＧａＮ活性層４５、ｐ型ＧａＮクラ
ッド層４６を積層し、ｐ側ＧａＮクラッド層４６の上面
の中央部を除く領域にＳｉＯ 2膜４７を形成し、ＳｉＯ2
膜４７の上からｐ型ＧａＮクラッド層４６の上にｐ側電
極４８を設け、Ｓｉ基板４２の下面にｎ側電極４９を設
けた、レーザーダイオードや端面出射型の発光ダイオー
ドなどの半導体発光素子４１でもよい。
２の上にＺｎＯバッファ層４３を形成し、ｎ型ＧａＮク
ラッド層４４、ｐ型ＧａＮ活性層４５、ｐ型ＧａＮクラ
ッド層４６を積層し、ｐ側ＧａＮクラッド層４６の上面
の中央部を除く領域にＳｉＯ 2膜４７を形成し、ＳｉＯ2
膜４７の上からｐ型ＧａＮクラッド層４６の上にｐ側電
極４８を設け、Ｓｉ基板４２の下面にｎ側電極４９を設
けた、レーザーダイオードや端面出射型の発光ダイオー
ドなどの半導体発光素子４１でもよい。
【図１】本発明の一実施形態による半導体発光素子の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図２】基板上で成長する結晶の結晶軸方向の変化を説
明する図である。
明する図である。
【図３】ロッキングカーブの説明図である。
【図４】Ｓｉ基板上に形成されたＺｎＯバッファ層の膜
厚とロッキングカーブ半値幅との関係を測定した結果を
示す図である。
厚とロッキングカーブ半値幅との関係を測定した結果を
示す図である。
【図５】本発明の別な実施形態による半導体発光素子の
構造を示す斜視図である。
構造を示す斜視図である。
【図６】本発明のさらに別な実施形態による半導体発光
素子の構造を示す斜視図である。
素子の構造を示す斜視図である。
２ Ｓｉ基板 ３ ＺｎＯバッファ層 ４ ｎ型ＧａＮ層 １２ ロッキングカーブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−256139（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−283436（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−135440（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−173228（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−172199（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−139361（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−178202（ＪＰ，Ａ) 1998年（平成10年）第45回春季応用物 理学関係連合講演会，第１分冊，29ａ− ＺＮ−４ ｐ．329 日本結晶成長学会誌，Ｖｏｌ．25 Ｎ ｏ．３，ｐ．Ａ38 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 33/00 H01S 5/00 - 5/50
Claims (4)
- 【請求項１】 ＩｎxＧａyＡｌzＮ（ただし、ｘ＋ｙ＋
ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）で表わ
される化合物半導体を用いた半導体発光素子において、ＳｉＯ 2 ／Ｓｉ 基板上に膜厚が３５００Å以上のＺｎＯ
バッファ層をｃ軸配向させることによって、ロッキング
カーブ半値幅が４.５゜以下であるＺｎＯバッファ層を
形成し、このＺｎＯバッファ層の上にＧａＮを含む半導
体層を形成したことを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項２】 ｃ軸配向した前記ＺｎＯバッファ層は、
ロッキングカーブ半値幅が３.５゜以下であることを特
徴とする、請求項１に記載の半導体発光素子。 - 【請求項３】 ｃ軸配向した前記ＺｎＯバッファ層は、
ロッキングカーブ半値幅が２.５゜以下であることを特
徴とする、請求項１に記載の半導体発光素子。 - 【請求項４】 ＩｎxＧａyＡｌzＮ（ただし、ｘ＋ｙ＋
ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）で表わ
される化合物半導体を用いた半導体発光素子の製造方法
において、 ＳｉＯ 2 ／Ｓｉ 基板上にｃ軸配向されたＺｎＯ膜の形成
方法であって、膜厚を３５００Å以上にすることによっ
て、ロッキングカーブ半値幅が４.５゜以下であるＺｎ
Ｏ膜を得ることにすることを特徴とする半導体発光素子
の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP20539198A JP3316562B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 半導体発光素子及びＺｎＯ膜の形成方法 |
| DE1999131300 DE19931300A1 (de) | 1998-07-21 | 1999-07-07 | Halbleiterphotonikvorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20539198A JP3316562B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 半導体発光素子及びＺｎＯ膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000036618A JP2000036618A (ja) | 2000-02-02 |
| JP3316562B2 true JP3316562B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=16506054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20539198A Expired - Fee Related JP3316562B2 (ja) | 1998-07-21 | 1998-07-21 | 半導体発光素子及びＺｎＯ膜の形成方法 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3316562B2 (ja) |
| DE (1) | DE19931300A1 (ja) |
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| JP3289683B2 (ja) | 1998-09-04 | 2002-06-10 | 株式会社村田製作所 | 半導体発光素子 |
| US7233028B2 (en) | 2001-02-23 | 2007-06-19 | Nitronex Corporation | Gallium nitride material devices and methods of forming the same |
| US6611002B2 (en) | 2001-02-23 | 2003-08-26 | Nitronex Corporation | Gallium nitride material devices and methods including backside vias |
| CN100353578C (zh) * | 2005-11-18 | 2007-12-05 | 浙江大学 | 一种硅基氧化锌紫外电致发光器件及其制备方法 |
| US9960127B2 (en) | 2016-05-18 | 2018-05-01 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | High-power amplifier package |
| US10134658B2 (en) | 2016-08-10 | 2018-11-20 | Macom Technology Solutions Holdings, Inc. | High power transistors |
-
1998
- 1998-07-21 JP JP20539198A patent/JP3316562B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-07-07 DE DE1999131300 patent/DE19931300A1/de not_active Ceased
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| １９９８年（平成１０年）第４５回春季応用物理学関係連合講演会，第１分冊，２９ａ−ＺＮ−４ ｐ．３２９ |
| 日本結晶成長学会誌，Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．３，ｐ．Ａ３８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000036618A (ja) | 2000-02-02 |
| DE19931300A1 (de) | 2000-02-10 |
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