JP3481305B2 - ３族窒化物半導体発光素子 - Google Patents
３族窒化物半導体発光素子Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は３族窒化物半導体を用い
た発光素子に関する。 【０００２】 【従来技術】従来、MIS 型の発光ダイオードは、図１０
に示すように、GaN 化合物半導体の発光層に亜鉛（Zn)
をドープしたものを用いたものが知られている。その化
合物半導体は直接遷移型であることから発光効率が高い
こと、光の３原色の１つである青色を発光色とすること
等から注目されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の発光素
子においては、発光強度が高く、且つ、より発光出力が
高い素子を得ることは困難である。何故なら、GaN 層に
添加するZn密度により、発光強度と発光ピーク波長が次
のような影響を受けるからである。発光強度はZnの添加
密度の増加と共に増大し、1 ×1018/cm3で最大値とな
る。それ以上の添加では、オージェ効果等の原因によ
り、逆に発光強度は減少する。特に、1 ×1020/cm3以上
の高密度のZnの添加はGaN 層の結晶自体に格子欠陥を生
じさせ、それが非発光再結合の原因となり発光強度を減
少させることになる。よって、GaN を発光層とする時、
発光強度を最大とするためにはZn添加密度を1 ×1018/c
m3とするのが望ましい。 【０００４】一方、出力光のピーク波長はZn添加密度の
増加と共に短波長側へシフトする。即ち、出力光のピー
ク波長を４８５ｎｍ以下とするためには、Znの添加量を
1 ×1020/cm3以上の高密度としなければならない。しか
しながら、Znの添加量がこのように高いと出力が低下
し、事実上、ピーク波長が４８５ｎｍ以下の発光ダイオ
ードを製造するのが困難となる。 【０００５】又、逆に言えば、発光強度が最大となるZn
添加密度1 ×1018/cm3ではピーク波長は530nm となり、
純青色に対してやや長波長側にシフトし、純青色の発光
ダイオードの実現が困難である。 【０００６】本発明は上記の課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、AlGaInN の半導体を用い
た発光素子の発光強度を向上させると同時に、より純青
色に近いスペクトルを得ることである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明の構成は、亜鉛(Z
n)が不純物として添加された３族窒化物半導体(AlxGa
1-X)YIn1-YN;X=0,Y=0,X=Y=0を含む)を発光層とする３族
窒化物半導体発光素子において、発光層は、GaYIn1-YN
にZnを不純物として添加するとき最大発光強度が得られ
るZn濃度のZnを添加し、ピーク波長が485nm以下の純青
色の発光が得られるAlの組成比に選択された(AlxGa1-X)
YIn1-YNであって、Zn濃度は１×１０ 17 〜１×１０ 19 /cm
3 であり、Alの組成比は0.05より大きく0.3未満であるこ
とを特徴とする。 【０００８】 【０００９】 【発明の作用及び効果】AlNの禁制帯幅(エネルギーギャ
ップ)は6.2eVで、GaNの3.4eVより大きいことに注目し、
GaNにAlをを混ぜた混晶を用いた。それによりエネルギ
ーギャップを増加させ、遷移エネルギーを増大させるこ
とができる。それにより発光強度が最大となるGaInN中
のZn添加密度を保持したまま、発光ピーク波長を485nm
以下の短波長側へシフトさせることができる。Zn濃度は
１×１０ 17 〜１×１０ 19 /cm 3 であり、Alの組成比は0.05
より大きく0.3未満である。従って、エネルギーギャッ
プを制御することにより、高濃度Zn添加に伴う発光輝度
の低下を起こすことなく、青色の高輝度発光素子が得ら
れる。 【００１０】 【実施例】第１実施例 図１において、発光ダイオード１０は、サファイア基板
１を有しており、そのサファイア基板１上に500 ÅのAl
N のバッファ層２が形成されている。そのバッファ層２
の上には、順に、膜厚約2.0 μｍ、電子濃度2 ×1018/c
m3のシリコンドープGaN から成る高キャリア濃度ｎ+ 層
３、膜厚約0.2 μｍ、Zn濃度 2×1018/cm3のZnドープの
Al0.12Ga0.88N から成るi 層（発光層）４が形成されて
いる。そして、ｉ層４に接続するニッケルで形成された
電極８と高キャリア濃度ｎ+ 層３に接続するニッケルで
形成された電極９が形成されている。 【００１１】次に、この構造の発光ダイオード１０の製
造方法について説明する。上記発光ダイオード１０は、
有機金属化合物気相成長法( 以下「M0VPE 」と記す) に
よる気相成長により製造された。 【００１２】用いられたガスは、NH3 とキャリアガスH2
とトリメチルガリウム(Ga(CH3)3)(以下「TMG 」と記す)
とトリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)（以下「TMA 」
と記す) と、ジエチル亜鉛((C2H5)2Zn)(以下、「DEZ 」
と記す) とシラン(SiH4)である。 【００１３】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
ａ面を主面とする単結晶のサファイア基板１をM0VPE 装
置の反応室に掲載されたサセプタに装着する。次に、常
圧でH2を流速2 litter/ 分で反応室に流しながら温度11
00℃でサファイア基板１を気相エッチングした。 【００１４】次に、温度を 400℃まで低下させて、H2を
20 litter ／分、NH3 を10 litter／分、TMA を 1.8×1
0-5モル／分で供給してAlN のバッファ層２が約 500Å
の厚さに形成された。次に、サファイア基板１の温度を
1150℃に保持し、膜厚約2.2μｍ、電子濃度 2×1018/cm
3のシリコンドープのGaN から成る高キャリア濃度ｎ+
層３を形成した。 【００１５】以下、亜鉛(Zn)を発光中心として発光ピー
ク波長を485nm に設定した場合の発光層４の結晶成長条
件の実施例を記す。上記の高キャリア濃度ｎ+ 層３を形
成した後、続いて、サファイア基板１の温度を900 ℃に
保持し、H2を20 litter ／分、NH3 を 10 litter／分、
TMG を1.12×10-4モル／分、TMA を0.15モル／分、DEZ
を2.0 ×10-7モル／分導入し、膜厚約0.2 μｍ、濃度2
×1018/cm3のZnドープのAl0.12Ga0.88N から成る高抵抗
ｉ層４を形成した。 【００１６】以下に述べられる図３から図７は、ウエハ
上の１つの素子のみを示す断面図であり、実際は、この
素子が連続的に繰り返されたウエハについて、処理が行
われ、その後、各素子毎に切断される。 【００１７】図３に示すように、ｉ層４の上に、スパッ
タリングによりSiO2層１１を2000Åの厚さに形成した。
次に、そのSiO2層１１上にフォトレジスト１２を塗布し
た。そして、フォトリソグラフにより、ｉ層４上におい
て、高キャリア濃度ｎ+ 層３に至るように形成される孔
１５（図５）に対応する電極形成部位Ａのフォトレジス
トを除去した。 【００１８】次に、図４に示すように、フォトレジスト
１２によって覆われていないSiO2層１１をフッ化水素酸
系エッチング液で除去した。次に、図５に示すように、
フォトレジスト１２及びSiO2層１１によって覆われてい
ない部位のｉ層４とその下の高キャリア濃度ｎ+ 層３の
上面一部を、真空度0.04Torr、高周波電力0.44W/cm2、B
Cl3ガスを10 ml/分の割合で供給しドライエッチングし
た後、Arでドライエッチングした。この工程で、高キャ
リア濃度ｎ+ 層３に対する電極取出しのための孔１５が
形成された。 【００１９】次に、図６に示すように、ｉ層４上に残っ
ているSiO2層１１をフッ化水素酸で除去した。次に、図
７に示すように、試料の上全面に、Ni層１３を蒸着によ
り形成した。これにより、孔１５には、高キャリア濃度
ｎ+ 層３に電気的に接続されたNi層１３が形成される。
そして、そのNi層１３の上にフォトレジスト１４を塗布
して、フォトリソグラフにより、そのフォトレジスト１
４が高キャリア濃度ｎ+ 層３及びｉ層４に対する電極部
が残るように、所定形状にパターン形成した。 【００２０】次に、図７に示すようにそのフォトレジス
ト１４をマスクとして下層のNi層１３の露出部を硝酸系
エッチング液でエッチングした。次に、フォトレジスト
１４をアセトンで除去し、高キャリア濃度ｎ+ 層３の電
極９、ｉ層４の電極８が残された。その後、上記の如く
処理されたウエハは、各素子毎に切断され、図１に示す
ＭＩＳ構造の窒化ガリウム系発光素子を得た。 【００２１】このようにして得られた発光素子は、駆動
電流20mAで、発光ピーク波長485nm、発光強度500mcdで
あった。 【００２２】又、上記の発光層４のAl1-xGaxN 混晶にお
いて、Al組成比を0 〜1 まで変化させることにより、原
理的には、バンドギャップを3.4 〜6.2 eVの間で制御す
ることが可能である。 【００２３】第２実施例 第２実施例の発光ダイオード１０の構造を図８に示す。
この発光ダイオード１０では、発光層５が膜厚約0.5 μ
ｍ、亜鉛及びマグネシウムドープの(Alx1Ga1-x1)y1In
1-y1N から成る。その上に膜厚約1.0 μｍ、ホール濃度
2 ×1017/cm3のマグネシウムドープの(Alx2Ga1-x2)y2In
1-y2N から成るｐ層６が形成されている。そして、ｐ層
６に接続するニッケルで形成された電極８と高キャリア
濃度ｎ+ 層３に接続するニッケルで形成された電極９が
形成されている。電極８と電極９とは、溝１６により電
気的に絶縁分離されている。 【００２４】高キャリア濃度ｎ+ 層３の上に形成される
発光層５は次のようにして製造される。温度を1150℃に
保持し、N2を20 liter／分、NH3 を 10liter／分、TMG
を1.53×10-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル／分、TM
I を0.02×10-4モル／分、及び、CP2Mg を2 ×10-7モル
／分、DEZ を2 ×10-4モル／分で7 分導入し、膜厚約0.
5 μｍのマグネシウム(Mg)と亜鉛(Zn)のドープされた(A
l0.09Ga0.91)0.99In0.01N から成る発光層５を形成し
た。 【００２５】続いて、ｐ層６については、温度を1100℃
に保持し、N2を20 liter／分、NH3を 10liter／分、TMG
を1.12×10-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル／分、T
MIを0.1 ×10-4モル／分、及び、CP2Mg を2 ×10-4モル
／分導入し形成される。ｐ層６は膜厚約1.0 μｍのマグ
ネシウム(Mg)ドープの(Al0.3Ga0.7)0.94In0.06N から成
る。 【００２６】そして反射電子線回折装置を用いて、発光
層５及びｐ層６に一様に電子線を照射した。電子線の照
射条件は、加速電圧約10KV、試料電流1 μＡ、ビームの
移動速度0.2mm/sec 、ビーム径60μｍφ、真空度5.0 ×
10-5Torrである。この電子線の照射により、ｐ層５及び
ｐ層６は、ホール濃度 2×1017/cm3、抵抗率 2Ωcmのｐ
伝導型半導体となった。このようにして、多層構造のウ
エハが得られた。その後の製造方法は第１実施例と同様
である。溝１６は、孔１５形成時に、孔１５と同様の方
法で形成された。 【００２７】又、上記の発光層５のマグネシウム(Mg)と
亜鉛(Zn)の濃度は、それぞれ、１×１０18/cm3と１×１
０18/cm3である。 【００２８】第３実施例 図９は、第３実施例にかかる発光ダイオード１０の構成
を示した図である。この発光ダイオード１０は、膜厚約
0.5 μｍ、亜鉛のみがドープされた(Alx1Ga1-x1)y1In
1-y1N から成るｉ層（発光層）７と、第２実施例と同様
のマグネシウムがドープされたｐ層６で形成されてい
る。発光層７は、亜鉛(Zn)の濃度が１×１０18/cm3であ
る。発光層７には電子線照射を行わないが、ｐ層６に
は、第２実施例と同一条件で電子線を照射してｐ型化す
る。その後の製造方法は第１、２実施例と同様である。 【００２９】ｐ層を形成するにはMgをAlGaInN に添加し
た後、電子線を照射することにより行ったが、熱アニー
リング、レーザ照射によってもｐ形化できる。 【００３０】上記の実施例では、発光層には、ｉ層、ｐ
層を用いている。又、発光層にはInが添加されていなく
ても良い。しかし、Alの添加により発光波長を短くでき
るが、結晶性が多少悪くなるので、Inを添加することで
格子整合を図り結晶性を向上させることができる。尚、
Alの組成を0.05以下にすると発光色が緑になるので望ま
しくなく、Alの組成を0.3 以上にすると結晶性が悪化し
すぎるので望ましくない。またInの組成を0.1 以上にす
ると結晶性が悪化しすぎるので望ましくない。
た発光素子に関する。 【０００２】 【従来技術】従来、MIS 型の発光ダイオードは、図１０
に示すように、GaN 化合物半導体の発光層に亜鉛（Zn)
をドープしたものを用いたものが知られている。その化
合物半導体は直接遷移型であることから発光効率が高い
こと、光の３原色の１つである青色を発光色とすること
等から注目されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の発光素
子においては、発光強度が高く、且つ、より発光出力が
高い素子を得ることは困難である。何故なら、GaN 層に
添加するZn密度により、発光強度と発光ピーク波長が次
のような影響を受けるからである。発光強度はZnの添加
密度の増加と共に増大し、1 ×1018/cm3で最大値とな
る。それ以上の添加では、オージェ効果等の原因によ
り、逆に発光強度は減少する。特に、1 ×1020/cm3以上
の高密度のZnの添加はGaN 層の結晶自体に格子欠陥を生
じさせ、それが非発光再結合の原因となり発光強度を減
少させることになる。よって、GaN を発光層とする時、
発光強度を最大とするためにはZn添加密度を1 ×1018/c
m3とするのが望ましい。 【０００４】一方、出力光のピーク波長はZn添加密度の
増加と共に短波長側へシフトする。即ち、出力光のピー
ク波長を４８５ｎｍ以下とするためには、Znの添加量を
1 ×1020/cm3以上の高密度としなければならない。しか
しながら、Znの添加量がこのように高いと出力が低下
し、事実上、ピーク波長が４８５ｎｍ以下の発光ダイオ
ードを製造するのが困難となる。 【０００５】又、逆に言えば、発光強度が最大となるZn
添加密度1 ×1018/cm3ではピーク波長は530nm となり、
純青色に対してやや長波長側にシフトし、純青色の発光
ダイオードの実現が困難である。 【０００６】本発明は上記の課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、AlGaInN の半導体を用い
た発光素子の発光強度を向上させると同時に、より純青
色に近いスペクトルを得ることである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明の構成は、亜鉛(Z
n)が不純物として添加された３族窒化物半導体(AlxGa
1-X)YIn1-YN;X=0,Y=0,X=Y=0を含む)を発光層とする３族
窒化物半導体発光素子において、発光層は、GaYIn1-YN
にZnを不純物として添加するとき最大発光強度が得られ
るZn濃度のZnを添加し、ピーク波長が485nm以下の純青
色の発光が得られるAlの組成比に選択された(AlxGa1-X)
YIn1-YNであって、Zn濃度は１×１０ 17 〜１×１０ 19 /cm
3 であり、Alの組成比は0.05より大きく0.3未満であるこ
とを特徴とする。 【０００８】 【０００９】 【発明の作用及び効果】AlNの禁制帯幅(エネルギーギャ
ップ)は6.2eVで、GaNの3.4eVより大きいことに注目し、
GaNにAlをを混ぜた混晶を用いた。それによりエネルギ
ーギャップを増加させ、遷移エネルギーを増大させるこ
とができる。それにより発光強度が最大となるGaInN中
のZn添加密度を保持したまま、発光ピーク波長を485nm
以下の短波長側へシフトさせることができる。Zn濃度は
１×１０ 17 〜１×１０ 19 /cm 3 であり、Alの組成比は0.05
より大きく0.3未満である。従って、エネルギーギャッ
プを制御することにより、高濃度Zn添加に伴う発光輝度
の低下を起こすことなく、青色の高輝度発光素子が得ら
れる。 【００１０】 【実施例】第１実施例 図１において、発光ダイオード１０は、サファイア基板
１を有しており、そのサファイア基板１上に500 ÅのAl
N のバッファ層２が形成されている。そのバッファ層２
の上には、順に、膜厚約2.0 μｍ、電子濃度2 ×1018/c
m3のシリコンドープGaN から成る高キャリア濃度ｎ+ 層
３、膜厚約0.2 μｍ、Zn濃度 2×1018/cm3のZnドープの
Al0.12Ga0.88N から成るi 層（発光層）４が形成されて
いる。そして、ｉ層４に接続するニッケルで形成された
電極８と高キャリア濃度ｎ+ 層３に接続するニッケルで
形成された電極９が形成されている。 【００１１】次に、この構造の発光ダイオード１０の製
造方法について説明する。上記発光ダイオード１０は、
有機金属化合物気相成長法( 以下「M0VPE 」と記す) に
よる気相成長により製造された。 【００１２】用いられたガスは、NH3 とキャリアガスH2
とトリメチルガリウム(Ga(CH3)3)(以下「TMG 」と記す)
とトリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)（以下「TMA 」
と記す) と、ジエチル亜鉛((C2H5)2Zn)(以下、「DEZ 」
と記す) とシラン(SiH4)である。 【００１３】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
ａ面を主面とする単結晶のサファイア基板１をM0VPE 装
置の反応室に掲載されたサセプタに装着する。次に、常
圧でH2を流速2 litter/ 分で反応室に流しながら温度11
00℃でサファイア基板１を気相エッチングした。 【００１４】次に、温度を 400℃まで低下させて、H2を
20 litter ／分、NH3 を10 litter／分、TMA を 1.8×1
0-5モル／分で供給してAlN のバッファ層２が約 500Å
の厚さに形成された。次に、サファイア基板１の温度を
1150℃に保持し、膜厚約2.2μｍ、電子濃度 2×1018/cm
3のシリコンドープのGaN から成る高キャリア濃度ｎ+
層３を形成した。 【００１５】以下、亜鉛(Zn)を発光中心として発光ピー
ク波長を485nm に設定した場合の発光層４の結晶成長条
件の実施例を記す。上記の高キャリア濃度ｎ+ 層３を形
成した後、続いて、サファイア基板１の温度を900 ℃に
保持し、H2を20 litter ／分、NH3 を 10 litter／分、
TMG を1.12×10-4モル／分、TMA を0.15モル／分、DEZ
を2.0 ×10-7モル／分導入し、膜厚約0.2 μｍ、濃度2
×1018/cm3のZnドープのAl0.12Ga0.88N から成る高抵抗
ｉ層４を形成した。 【００１６】以下に述べられる図３から図７は、ウエハ
上の１つの素子のみを示す断面図であり、実際は、この
素子が連続的に繰り返されたウエハについて、処理が行
われ、その後、各素子毎に切断される。 【００１７】図３に示すように、ｉ層４の上に、スパッ
タリングによりSiO2層１１を2000Åの厚さに形成した。
次に、そのSiO2層１１上にフォトレジスト１２を塗布し
た。そして、フォトリソグラフにより、ｉ層４上におい
て、高キャリア濃度ｎ+ 層３に至るように形成される孔
１５（図５）に対応する電極形成部位Ａのフォトレジス
トを除去した。 【００１８】次に、図４に示すように、フォトレジスト
１２によって覆われていないSiO2層１１をフッ化水素酸
系エッチング液で除去した。次に、図５に示すように、
フォトレジスト１２及びSiO2層１１によって覆われてい
ない部位のｉ層４とその下の高キャリア濃度ｎ+ 層３の
上面一部を、真空度0.04Torr、高周波電力0.44W/cm2、B
Cl3ガスを10 ml/分の割合で供給しドライエッチングし
た後、Arでドライエッチングした。この工程で、高キャ
リア濃度ｎ+ 層３に対する電極取出しのための孔１５が
形成された。 【００１９】次に、図６に示すように、ｉ層４上に残っ
ているSiO2層１１をフッ化水素酸で除去した。次に、図
７に示すように、試料の上全面に、Ni層１３を蒸着によ
り形成した。これにより、孔１５には、高キャリア濃度
ｎ+ 層３に電気的に接続されたNi層１３が形成される。
そして、そのNi層１３の上にフォトレジスト１４を塗布
して、フォトリソグラフにより、そのフォトレジスト１
４が高キャリア濃度ｎ+ 層３及びｉ層４に対する電極部
が残るように、所定形状にパターン形成した。 【００２０】次に、図７に示すようにそのフォトレジス
ト１４をマスクとして下層のNi層１３の露出部を硝酸系
エッチング液でエッチングした。次に、フォトレジスト
１４をアセトンで除去し、高キャリア濃度ｎ+ 層３の電
極９、ｉ層４の電極８が残された。その後、上記の如く
処理されたウエハは、各素子毎に切断され、図１に示す
ＭＩＳ構造の窒化ガリウム系発光素子を得た。 【００２１】このようにして得られた発光素子は、駆動
電流20mAで、発光ピーク波長485nm、発光強度500mcdで
あった。 【００２２】又、上記の発光層４のAl1-xGaxN 混晶にお
いて、Al組成比を0 〜1 まで変化させることにより、原
理的には、バンドギャップを3.4 〜6.2 eVの間で制御す
ることが可能である。 【００２３】第２実施例 第２実施例の発光ダイオード１０の構造を図８に示す。
この発光ダイオード１０では、発光層５が膜厚約0.5 μ
ｍ、亜鉛及びマグネシウムドープの(Alx1Ga1-x1)y1In
1-y1N から成る。その上に膜厚約1.0 μｍ、ホール濃度
2 ×1017/cm3のマグネシウムドープの(Alx2Ga1-x2)y2In
1-y2N から成るｐ層６が形成されている。そして、ｐ層
６に接続するニッケルで形成された電極８と高キャリア
濃度ｎ+ 層３に接続するニッケルで形成された電極９が
形成されている。電極８と電極９とは、溝１６により電
気的に絶縁分離されている。 【００２４】高キャリア濃度ｎ+ 層３の上に形成される
発光層５は次のようにして製造される。温度を1150℃に
保持し、N2を20 liter／分、NH3 を 10liter／分、TMG
を1.53×10-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル／分、TM
I を0.02×10-4モル／分、及び、CP2Mg を2 ×10-7モル
／分、DEZ を2 ×10-4モル／分で7 分導入し、膜厚約0.
5 μｍのマグネシウム(Mg)と亜鉛(Zn)のドープされた(A
l0.09Ga0.91)0.99In0.01N から成る発光層５を形成し
た。 【００２５】続いて、ｐ層６については、温度を1100℃
に保持し、N2を20 liter／分、NH3を 10liter／分、TMG
を1.12×10-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル／分、T
MIを0.1 ×10-4モル／分、及び、CP2Mg を2 ×10-4モル
／分導入し形成される。ｐ層６は膜厚約1.0 μｍのマグ
ネシウム(Mg)ドープの(Al0.3Ga0.7)0.94In0.06N から成
る。 【００２６】そして反射電子線回折装置を用いて、発光
層５及びｐ層６に一様に電子線を照射した。電子線の照
射条件は、加速電圧約10KV、試料電流1 μＡ、ビームの
移動速度0.2mm/sec 、ビーム径60μｍφ、真空度5.0 ×
10-5Torrである。この電子線の照射により、ｐ層５及び
ｐ層６は、ホール濃度 2×1017/cm3、抵抗率 2Ωcmのｐ
伝導型半導体となった。このようにして、多層構造のウ
エハが得られた。その後の製造方法は第１実施例と同様
である。溝１６は、孔１５形成時に、孔１５と同様の方
法で形成された。 【００２７】又、上記の発光層５のマグネシウム(Mg)と
亜鉛(Zn)の濃度は、それぞれ、１×１０18/cm3と１×１
０18/cm3である。 【００２８】第３実施例 図９は、第３実施例にかかる発光ダイオード１０の構成
を示した図である。この発光ダイオード１０は、膜厚約
0.5 μｍ、亜鉛のみがドープされた(Alx1Ga1-x1)y1In
1-y1N から成るｉ層（発光層）７と、第２実施例と同様
のマグネシウムがドープされたｐ層６で形成されてい
る。発光層７は、亜鉛(Zn)の濃度が１×１０18/cm3であ
る。発光層７には電子線照射を行わないが、ｐ層６に
は、第２実施例と同一条件で電子線を照射してｐ型化す
る。その後の製造方法は第１、２実施例と同様である。 【００２９】ｐ層を形成するにはMgをAlGaInN に添加し
た後、電子線を照射することにより行ったが、熱アニー
リング、レーザ照射によってもｐ形化できる。 【００３０】上記の実施例では、発光層には、ｉ層、ｐ
層を用いている。又、発光層にはInが添加されていなく
ても良い。しかし、Alの添加により発光波長を短くでき
るが、結晶性が多少悪くなるので、Inを添加することで
格子整合を図り結晶性を向上させることができる。尚、
Alの組成を0.05以下にすると発光色が緑になるので望ま
しくなく、Alの組成を0.3 以上にすると結晶性が悪化し
すぎるので望ましくない。またInの組成を0.1 以上にす
ると結晶性が悪化しすぎるので望ましくない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的な第１実施例に係る発光ダイオ
ードの構成を示した構成図。 【図２】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。 【図３】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。 【図４】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。 【図５】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。 【図６】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。 【図７】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。 【図８】第２実施例の発光ダイオードの構成を示した構
成図。 【図９】第３実施例の発光ダイオードの構成を示した構
成図。 【図１０】従来の発光ダイオードの構造を示した構成
図。 【符号の説明】 １０…発光ダイオード １…サファイア基板 ２…バッファ層 ３…高キャリア濃度ｎ+ 層 ４…ｉ層（発光層） ５…ｐ層（発光層） ６…ｐ層 ７…ｉ層（発光層） ８，９…電極 １６…溝
ードの構成を示した構成図。 【図２】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。 【図３】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。 【図４】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。 【図５】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。 【図６】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。 【図７】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示した
断面図。 【図８】第２実施例の発光ダイオードの構成を示した構
成図。 【図９】第３実施例の発光ダイオードの構成を示した構
成図。 【図１０】従来の発光ダイオードの構造を示した構成
図。 【符号の説明】 １０…発光ダイオード １…サファイア基板 ２…バッファ層 ３…高キャリア濃度ｎ+ 層 ４…ｉ層（発光層） ５…ｐ層（発光層） ６…ｐ層 ７…ｉ層（発光層） ８，９…電極 １６…溝
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 真部 勝英
愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑
１番地 豊田合成株式会社内
(56)参考文献 特開 昭61−18184（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−308154（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−236478（ＪＰ，Ａ)
日本結晶学会誌，13〔４〕，ＰＰ.
218〜225（1986)
Ｒｅｖ．Ｐｈｙｓ．Ａｐｐｌ．，13
〔11〕，ＰＰ．555〜563（1978)
Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．，17〔３〕，ＰＰ.
263〜282（1978)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 亜鉛(Zn)が不純物として添加された３族
窒化物半導体(AlxGa1-X)YIn1-YN;X=0,Y=0,X=Y=0を含む)
を発光層とする３族窒化物半導体発光素子において、 前記発光層は、GaYIn1-YN(Y=1を含む)にZnを不純物とし
て添加するとき最大発光強度が得られるZn濃度のZnを添
加し、ピーク波長が485nm以下の純青色の発光が得られ
るAlの組成比に選択された(AlxGa1-X)YIn1-YNであっ
て、 前記Zn濃度は１×１０ 17 〜１×１０ 19 /cm 3 であり、 前記Alの組成比は0.05より大きく0.3未満である ことを
特徴とする３族窒化物半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14263294A JP3481305B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | ３族窒化物半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14263294A JP3481305B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | ３族窒化物半導体発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07326794A JPH07326794A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3481305B2 true JP3481305B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=15319867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14263294A Expired - Fee Related JP3481305B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | ３族窒化物半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3481305B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6996150B1 (en) | 1994-09-14 | 2006-02-07 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
| CN103560184A (zh) * | 2013-09-25 | 2014-02-05 | 电子科技大学 | 一种发光二极管的pn结及其制造方法 |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP14263294A patent/JP3481305B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Ｊ．Ｌｕｍｉｎ．，１７〔３〕，ＰＰ．２６３〜２８２（１９７８） |
| Ｒｅｖ．Ｐｈｙｓ．Ａｐｐｌ．，１３〔１１〕，ＰＰ．５５５〜５６３（１９７８） |
| 日本結晶学会誌，１３〔４〕，ＰＰ．２１８〜２２５（１９８６） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07326794A (ja) | 1995-12-12 |
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