JP3506874B2 - 窒素−3族元素化合物半導体発光素子 - Google Patents

窒素−3族元素化合物半導体発光素子

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JP3506874B2 JP09020997A JP9020997A JP3506874B2 JP 3506874 B2 JP3506874 B2 JP 3506874B2 JP 09020997 A JP09020997 A JP 09020997A JP 9020997 A JP9020997 A JP 9020997A JP 3506874 B2 JP3506874 B2 JP 3506874B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は青色発光の窒素−3族元
素化合物半導体発光素子に関する。
【0002】
【従来技術】従来、青色の発光ダイオードとしてGaN 系
の化合物半導体を用いたものが知られている。そのGaN
系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】最近、GaN の発光ダイオードにおいても、
Mgを添加して電子線を照射することによりp型のGaN が
得られることが明らかとなった。この結果、従来のn層
と半絶縁層(i層)との接合に代えてpn接合を有する
GaN 発光ダイオードが提案されている。この発光ダイオ
ードの電極は、n層がアルミニウム(Al) 、p層が金(A
u)である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のpn接
合を有する発光ダイオードであっても、発光輝度は未だ
十分ではなく、また、駆動電圧も高い。そこで、本発明
の目的は、窒素−3族元素化合物半導体(AlxGaYIn1-X-Y
N;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む) 発光ダイオードの発光輝度を
向上させること及び駆動電圧を低下させることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の特徴は、
n型の窒素−3族元素化合物半導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=
0,Y=0,X=Y=0 を含む) からなるn層と、p型の窒素−3
族元素化合物半導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0を
含む) からなるp層とを有する窒素−3族元素化合物半
導体発光素子において、p層を、正孔濃度が1×1016
/cm3以上の高キャリア濃度p+ 層と、その高キャリア濃
度p+ 層よりも正孔濃度が低く、正孔濃度が1×1014
/cm3以上の低キャリア濃度p層との二重層で構成し、n
層は、シリコンが添加され電極が形成された高キャリア
濃度n + 層を有し、高キャリア濃度p + 層はその上に電
極が形成されていることである。
【0006】
【0007】 又、第2の特徴は、n型の窒素−3族元
素化合物半導体 (Al x Ga Y In 1-X-Y N;X=0,Y=0,X=Y=0 を含
) からなるn層と、p型の窒素−3族元素化合物半導
(Al x Ga Y In 1-X-Y N;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む ) からなるp
層とを有する窒素−3族元素化合物半導体発光素子にお
いて、p層を、正孔濃度が1×10 16 /cm 3 以上の高キャ
リア濃度p + 層と、その高キャリア濃度p + 層よりも正
孔濃度が低く、正孔濃度が1×10 14 /cm 3 以上の低キャ
リア濃度p層との二重層で構成し、高キャリア濃度p+
層の厚さを0.1 〜0.5 μmとしたことである。
【0008】 さらに、第3の特徴は、n型の窒素−3
族元素化合物半導体 (Al x Ga Y In 1-X-Y N;X=0,Y=0,X=Y=0
含む ) からなるn層と、p型の窒素−3族元素化合物半
導体 (Al x Ga Y In 1-X-Y N;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む ) からなる
p層とを有する窒素−3族元素化合物半導体発光素子に
おいて、p層を、正孔濃度が1×10 16 /cm 3 以上の高キ
ャリア濃度p + 層と、その高キャリア濃度p + 層よりも
正孔濃度が低く、正孔濃度が1×10 14 /cm 3 以上の低キ
ャリア濃度p層との二重層で構成し、低キャリア濃度p
層の厚さを0.2 〜1.0 μmとしたことである。又、第4
の特徴は、低キャリア濃度p層の正孔濃度を1×1014
〜1×1016/cm3としたことである。
【0009】
【0010】
【発明の作用及び効果】層を、正孔濃度が1×10 16
/cm 3 以上の高キャリア濃度p + 層と、その高キャリア濃
度p + 層よりも正孔濃度が低く、正孔濃度が1×10 14
/cm 3 以上の低キャリア濃度p層との二重層で構成したこ
とで、良好なオーミック特性を得ることができ且つ駆動
電圧が低下し注入電流を大きくとることができるので、
発光輝度が向上した。
【0011】
【0012】
【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
に500 ÅのAlN 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2.2 μm、電子濃
度2 ×1018/cm3のシリコン添加GaN から成る高キャリア
濃度n+ 層3、膜厚約 1.5μm、電子濃度1 ×1016/cm3
の無添加GaN から成る低キャリア濃度n層4が形成され
ている。更に、低キャリア濃度n層4の上には、順に、
膜厚約0.5 μm、正孔濃度1 ×1016/cm3のマグネシウム
(Mg)添加GaN から成る低キャリア濃度p層51、膜厚約
0.2 μm、正孔濃度 2×1017/cm3の高キャリア濃度p+
層52が形成されている。そして、高キャリア濃度p+
層52に接続するニッケルで形成された電極7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
8とが形成されている。電極8と電極7とは、溝9によ
り電気的に絶縁分離されている。
【0013】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、
有機金族化合物気相成長法( 以下「M0VPE 」と記す) に
よる気相成長により製造された。用いられたガスは、NH
3 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) とシラン(SiH4)とビス
シクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5H5)2)(以下
「CP2Mg 」と記す)である。
【0014】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
置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、常
圧でH2を流速2 liter/分で反応室に流しながら温度1100
℃でサファイア基板1を気相エッチングした。
【0015】次に、温度を 400℃まで低下させて、H2
20 liter/分、NH3 を10 liter/分、TMA を 1.8×10-5
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、H2を20 liter/分、NH3 を10 liter/分、
TMG を 1.7×10-4モル/分、H2で0.86ppm まで希釈した
シラン(SiH4)を 200 milliliter /分の割合で30分間供
給し、膜厚約 2.2μm、電子濃度2 ×1018/cm3のGaN か
ら成る高キャリア濃度n+ 層3を形成した。
【0016】続いて、サファイア基板1の温度を1150℃
に保持し、H2を20 liter/分、NH3を10 liter/分、TMG
を1.7 ×10-4モル/分の割合で20分間供給し、膜厚約
1.5μm、電子濃度 1×1016/ cm3 のGaN から成る低キ
ャリア濃度n層4を形成した。
【0017】次に、サファイア基板1を1150℃に保持し
て、H2 を20 liter/分、NH3 を10liter/分、TMG を
1.7×10-4モル/分、CP2Mg を 2×10-7モル/分の割合
で 7分間供給して、膜厚0.5 μmのGaN から成る低キャ
リア濃度p層51を形成した。この状態では、低キャリ
ア濃度p層51は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体
である。
【0018】次に、サファイア基板1を1150℃に保持し
たまま、H2 を20 liter/分、NH3を10 liter/分、TMG
を 1.7×10-4モル/分、CP2Mg を 3×10-6モル/分の
割合で 3分間供給して、膜厚0.2 μmのGaN から成る高
キャリア濃度p+ 層52を形成した。この状態では、高
キャリア濃度p+ 層52は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上
の絶縁体である。
【0019】次に、反射電子線回析装置を用いて、上記
の高キャリア濃度p+ 層52及び低キャリア濃度p層5
1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10KV、試料電流 1μA 、ビームの移動速度0.2mm/
sec 、ビーム径60μmφ、真空度2.1 ×10-5Torrであ
る。この電子線の照射により、低キャリア濃度p層51
は、正孔濃度1 ×1016/cm3、抵抗率40Ωcmのp伝導型半
導体となり、高キャリア濃度p+ 層52は、正孔濃度 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、図2に示すような多層構造のウエハが
得られた。
【0020】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、同一
構造の素子が連続的に形成されているウエハについて、
処理が行われ、その後、そのウエハは各素子毎に切断さ
れる。
【0021】図3に示すように、高キャリア濃度p+
52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、高キャリア濃度p+ 層52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に対応する
電極形成部位Aとその電極形成部を高キャリア濃度p+
層52の電極と絶縁分離する溝9を形成する部位Bのフ
ォトレジストを除去した。
【0022】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
ない部位の高キャリア濃度p+ 層52とその下の低キャ
リア濃度p層51、低キャリア濃度n層4、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 、BCl3ガスを10 milliliter/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と絶縁分離のための溝9が形成さ
れた。
【0023】次に、図6に示すように、高キャリア濃度
+ 層52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、
ニッケル層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
たニッケル層13が形成される。そして、そのニッケル
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14が高キャリア
濃度n+ 層3及び高キャリア濃度p+ 層52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。
【0024】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ニッケル層13の露出部を
硝酸系エッチング液でエッチングした。この時、絶縁分
離のための溝9に蒸着されたニッケル層13は、完全に
除去される。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8、高キャリア濃
度p+ 層52の電極7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
pn構造の窒化ガリウム系発光素子を得た。
【0025】また、この発光ダイオード10に印加する
電圧Vと流れる電流Iとの関係を測定した。その結果を
図8に示す。又、比較のためにアルミニウムで電極を形
成した場合のV−I特性の測定結果を図9に示す。駆動
しきい値電圧は7Vから3Vに低下した。
【0026】このようにして製造された発光ダイオード
10の駆動電流20mAにおける発光強度を測定したところ
10mcd であり、この発光輝度は、従来のpn接合のGaN
発光ダイオードの発光輝度に比べて 2倍であった。又、
素子寿命は、104 時間であり、従来のpn接合のGaN 発
光ダイオードの素子寿命に比べて1.5 倍であった。
【0027】尚、上記実施例で用いたマグネシウム(Mg)
のドーピングガスは、上述のガスの他、メチルシクロペ
ンタジエニルマグネシウムMg(C6H7)2 を用いても良い。
また、上記のp層を図10に示すように1層に形成して
も良い。その場合にはp層5の正孔濃度は 1×1016〜 1
×1019/cm3である。又、p層52に対する電極7のみニ
ッケルとし、高キャリア濃度n+ 層3に対する電極8は
アルミニウムとしても良い。
【0028】又、上記低キャリア濃度p層51の正孔濃
度は1 ×1014/cm3 〜1 ×1016/cm 3 で膜厚は0.2 〜1
μmが望ましい。正孔濃度が1 ×1014/cm3 以下となる
と、直列抵抗が高くなり過ぎるので望ましくなく、正孔
濃度が1 ×1016/cm3 以上となると、低キャリア濃度n
層4とのマッチングが悪くなり発光効率が低下するので
望ましくない。又、膜厚が 1μm以上となると直列抵抗
が高くなるので望ましくなく、0.2 μm以下となると発
光輝度が低下するので望ましくない。
【0029】更に、高キャリア濃度p+ 層52の正孔濃
度は 1×1016/cm3 以上で膜厚は0.1 〜0.5 μmが望ま
しい。正孔濃度が 1×1016/cm3 より小さくなると、直
列抵抗が高くなるので望ましくない。又、膜厚が0.5 μ
m以上となると、直列抵抗が高くなるので望ましくな
く、膜厚が0.1 μm以下となると、正孔の注入効率が減
少するので望ましくない。
【0030】第2実施例 図11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2.2 μm、電子濃度 2×1018/c
m3のシリコン添加GaN から成る高キャリア濃度n+
3、膜厚約 1.5μm、電子濃度1 ×1016/cm3の無添加Ga
N から成る低キャリア濃度n層4が形成されている。更
に、低キャリア濃度n層4の上には、順に、膜厚約0.2
μm、Mg濃度 1×1019/cm3のMg添加GaN から成る低不純
物濃度i層61、膜厚約0.5 μm、Mg濃度 2×1020/cm3
の高不純物濃度i+ 層62が形成されている。
【0031】そして、その低不純物濃度i層61及び高
不純物濃度i+ 層62の所定領域には、それぞれ、電子
線照射によりp伝導型化した正孔濃度1 ×1016/cm3の低
キャリア濃度p層501、正孔濃度4 ×1017/cm3の高キ
ャリア濃度p+ 層502が形成されている。
【0032】又、高不純物濃度i+ 層62の上面から
は、高不純物濃度i+ 層62、低不純物濃度i層61、
低キャリア濃度n層4を貫通して高キャリア濃度n+
3に至る孔15が形成されている。その孔15を通って
高キャリア濃度n+ 層3に接合されたニッケルで形成さ
れた電極81が高不純物濃度i+ 層62上に形成されて
いる。又、高キャリア濃度p+ 層502の上面には、高
キャリア濃度p+ 層502に対するニッケルで形成され
た電極71が形成されている。高キャリア濃度n+ 層3
に対する電極81は、高キャリア濃度p+ 層502及び
低キャリア濃度p層501に対して高不純物濃度i+
62及び低不純物濃度i層61により絶縁分離されてい
る。
【0033】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。製造工程を示す図12から図
17は、ウエハにおける1素子のみに関する断面図であ
り、実際には図に示す素子が繰り返し形成されたウエハ
に関して次の製造処理が行われる。そして、最後に、ウ
エハが切断されて各発光素子が形成される。
【0034】第1実施例と同様にして、図12に示すウ
エハを製造する。次に、図13に示すように、高不純物
濃度i+ 層62の上に、スパッタリングによりSiO2層1
1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、高不純物濃度i+ 層62において低キャ
リア濃度n層4に至るように形成される孔15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。
【0035】次に、図14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15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
ていない部位の高不純物濃度i+ 層62とその下の低不
純物濃度i層61と低キャリア濃度n層4と高キャリア
濃度n+ 層3の上面一部を、真空度0.04Torr、高周波電
力0.44W/cm2 、BCl3ガスを10 milliliter/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。次に、図16に示
すように、高不純物濃度i+ 層62上に残っているSiO2
層11をフッ化水素酸で除去した。
【0036】次に、図17に示すように、高不純物濃度
+ 層62及び低不純物濃度i層61の所定領域にの
み、反射電子線回析装置を用いて電子線を照射して、そ
れぞれp伝導型を示す正孔濃度4 ×1017/cm3の高キャリ
ア濃度p+ 層502、正孔濃度1 ×1016/cm3の低キャリ
ア濃度p層501が形成された。
【0037】電子線の照射条件は、加速電圧10KV、試料
電流 1μA 、ビームの移動速度0.2mm/sec 、ビーム径60
μmφ、真空度2.1 ×10-5Torrである。この時、高キャ
リア濃度p+ 層502及び低キャリア濃度p層501以
外の部分、即ち、電子線の照射されなかった部分は、絶
縁体の高不純物濃度i+ 層62及び低不純物濃度i層6
1のままである。従って、高キャリア濃度p+ 層502
及び低キャリア濃度p層501は、縦方向に対しては、
低キャリア濃度n層4に導通するが、横方向には、周囲
に対して、高不純物濃度i+ 層62及び低不純物濃度i
層61により電気的に絶縁分離されている。
【0038】次に、図18に示すように、高キャリア濃
度p+ 層502と、高不純物濃度i+ 層62と、高不純
物濃度i+ 層62の上面と孔15を通って高キャリア濃
度n+ 層3とに、ニッケル層20が蒸着により形成され
た。そして、そのニッケル層20の上にフォトレジスト
21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21が高キャリア濃度n+ 層3及び高キャリア
濃度p+ 層502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。次に、そのフォトレジスト21
をマスクとして下層のニッケル層20の露出部を硝酸系
エッチング液でエッチングし、フォトレジスト21をア
セトンで除去した。このようにして、図11に示すよう
に、高キャリア濃度n+ 層3の電極81、高キャリア濃
度p+ 層502の電極71を形成した。その後、上述の
ように形成されたウエハが各素子毎に切断された。
【0039】このようにして製造された発光ダイオード
10のV−I特性を測定したとろこ、図8と同様な特性
が得られた。駆動電圧は3Vであった。又、発光強度を
測定したところ、第1実施例と同様に、10mcd であり、
素子寿命は104 時間であった。
【0040】第3実施例 図1に示す構造の第1実施例の発光ダイオードにおい
て、高キャリア濃度n+層3、低キャリア濃度n層4、
低キャリア濃度p層51、高キャリア濃度p+ 層52
を、それぞれ、Al0.2Ga0.5In0.3Nとした。高キャリア濃
度n+ 層3は、シリコンを添加して電子濃度2 ×1018/c
m3に形成し、低キャリア濃度n層4は不純物無添加で電
子濃度1 ×1016/cm3に形成した。低キャリア濃度p層5
1はマグネシウム(Mg)を添加して電子線を照射して正孔
濃度1 ×1016/cm3に形成し、高キャリア濃度p+ 層52
は同じくマグネシウム(Mg)を添加して電子線を照射して
正孔濃度 2×1017/cm3に形成した。そして、高キャリア
濃度p+ 層52に接続するニッケルで形成された電極7
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8とを形成した。
【0041】次に、この構造の発光ダイオード10も第
1実施例の発光ダイオードと同様に製造することができ
る。トリメチルインジウム(In(CH3)3)がTMG 、TMA 、シ
ラン、CP2Mg ガスに加えて使用された。生成温度、ガス
流量は第1実施例と同じである。トリメチルインジウム
を 1.7×10-4モル/分で供給することを除いて他のガス
の流量は第1実施例と同一である。
【0042】次に、第1実施例と同様に、反射電子線回
析装置を用いて、上記の高キャリア濃度p+ 層52及び
低キャリア濃度p層51に一様に電子線を照射してp伝
導型半導体を得ることができた。
【0043】次に、第1実施例と同様に、高キャリア濃
度n+ 層3及び高キャリア濃度p+層52に対するニッ
ケルで形成された電極7、8を形成した。
【0044】また、この発光ダイオード10に印加する
電圧Vと流れる電流Iとの関係を測定した。アルミニウ
ムで電極を形成した場合に比べて、第1実施例と同様
に、駆動しきい値電圧は7Vから3Vに低下した。
【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】同実施例の発光ダイオードの電圧−電流特性の
測定図。
【図9】従来のアルミニウム電極を用いた発光ダイオー
ドの電圧−電流特性の測定図。
【図10】第1実施例の変形例にかかる発光ダイオード
の構成を示した構成図。
【図11】本発明の具体的な第2実施例に係る発光ダイ
オードの構成を示した構成図。
【図12】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13】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14】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15】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16】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17】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18】同実施例の発光ダイオードの製造工程を示し
た断面図。
【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…低キャリア濃度n層 51,501…低キャリア濃度p層 52,502…高キャリア濃度p+ 層 61…低不純物濃度i層 62…高不純物濃度i+ 層 7,8,71,81…電極 9…溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 591014950 天野 浩 愛知県名古屋市名東区山の手2丁目104 宝マンション山の手508号 (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 (72)発明者 小滝 正宏 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 (72)発明者 加藤 久喜 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 (72)発明者 田牧 真人 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 (72)発明者 赤崎 勇 愛知県名古屋市西区浄心1丁目1番38− 805 (72)発明者 天野 浩 愛知県名古屋市名東区神丘町二丁目21 虹ケ丘東団地19号棟103号室 (56)参考文献 特開 平4−242985(JP,A) 特開 平4−68579(JP,A) 特開 平4−163972(JP,A) 特開 昭58−219790(JP,A) 特開 昭59−228776(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】n型の窒素−3族元素化合物半導体(AlxGa
    YIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む) からなるn層と、p
    型の窒素−3族元素化合物半導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,
    Y=0,X=Y=0を含む) からなるp層とを有する窒素−3族
    元素化合物半導体発光素子において、 前記p層を、正孔濃度が1×1016/cm3以上の高キャリ
    ア濃度p+ 層と、その高キャリア濃度p+ 層よりも正孔
    濃度が低く、正孔濃度が1×1014/cm3以上の低キャリ
    ア濃度p層との二重層で構成し 前記n層は、シリコンが添加され電極が形成された高キ
    ャリア濃度n + 層を有し、 前記高キャリア濃度p + 層はその上に電極が形成されて
    いる ことを特徴とする窒素−3族元素化合物半導体発光
    素子。
  2. 【請求項2】n型の窒素−3族元素化合物半導体 (Al x Ga
    Y In 1-X-Y N;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む ) からなるn層と、p
    型の窒素−3族元素化合物半導体 (Al x Ga Y In 1-X-Y N;X=0,
    Y=0,X=Y=0 を含む ) からなるp層とを有する窒素−3族
    元素化合物半導体発光素子において、 前記p層を、正孔濃度が1×10 16 /cm 3 以上の高キャリ
    ア濃度p + 層と、その高キャリア濃度p + 層よりも正孔
    濃度が低く、正孔濃度が1×10 14 /cm 3 以上の低キャリ
    ア濃度p層との二重層で構成し、 前記高キャリア濃度p+ 層の厚さは0.1 〜0.5 μmであ
    ることを特徴とする窒素−3族元素化合物半導体発光素
    子。
  3. 【請求項3】n型の窒素−3族元素化合物半導体 (Al x Ga
    Y In 1-X-Y N;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む ) からなるn層と、p
    型の窒素−3族元素化合物半導体 (Al x Ga Y In 1-X-Y N;X=0,
    Y=0,X=Y=0 を含む ) からなるp層とを有する窒素−3族
    元素化合物半導体発光素子において、 前記p層を、正孔濃度が1×10 16 /cm 3 以上の高キャリ
    ア濃度p + 層と、その高キャリア濃度p + 層よりも正孔
    濃度が低く、正孔濃度が1×10 14 /cm 3 以上の低キャリ
    ア濃度p層との二重層で構成し、 前記低キャリア濃度p層の厚さは0.2 〜1.0 μmである
    ことを特徴とする窒素−3族元素化合物半導体発光素
    子。
  4. 【請求項4】 前記低キャリア濃度p層の正孔濃度は1
    ×1014〜1×1016/cm3であることを特徴とする請求
    項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の窒素−3族元
    素化合物半導体発光素子。
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Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8395165B2 (en) 2011-07-08 2013-03-12 Bridelux, Inc. Laterally contacted blue LED with superlattice current spreading layer
US8525221B2 (en) 2009-11-25 2013-09-03 Toshiba Techno Center, Inc. LED with improved injection efficiency
US8536601B2 (en) 2009-06-10 2013-09-17 Toshiba Techno Center, Inc. Thin-film LED with P and N contacts electrically isolated from the substrate
US8564010B2 (en) 2011-08-04 2013-10-22 Toshiba Techno Center Inc. Distributed current blocking structures for light emitting diodes
US8581267B2 (en) 2011-11-09 2013-11-12 Toshiba Techno Center Inc. Series connected segmented LED
US8624482B2 (en) 2011-09-01 2014-01-07 Toshiba Techno Center Inc. Distributed bragg reflector for reflecting light of multiple wavelengths from an LED
US8664679B2 (en) 2011-09-29 2014-03-04 Toshiba Techno Center Inc. Light emitting devices having light coupling layers with recessed electrodes
US8686430B2 (en) 2011-09-07 2014-04-01 Toshiba Techno Center Inc. Buffer layer for GaN-on-Si LED
US8698163B2 (en) 2011-09-29 2014-04-15 Toshiba Techno Center Inc. P-type doping layers for use with light emitting devices
US8865565B2 (en) 2011-08-02 2014-10-21 Kabushiki Kaisha Toshiba LED having a low defect N-type layer that has grown on a silicon substrate
US8916906B2 (en) 2011-07-29 2014-12-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Boron-containing buffer layer for growing gallium nitride on silicon
US8994064B2 (en) 2011-09-03 2015-03-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Led that has bounding silicon-doped regions on either side of a strain release layer
US9012939B2 (en) 2011-08-02 2015-04-21 Kabushiki Kaisha Toshiba N-type gallium-nitride layer having multiple conductive intervening layers
US9012921B2 (en) 2011-09-29 2015-04-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Light emitting devices having light coupling layers
US9018643B2 (en) 2011-09-06 2015-04-28 Kabushiki Kaisha Toshiba GaN LEDs with improved area and method for making the same
US9130068B2 (en) 2011-09-29 2015-09-08 Manutius Ip, Inc. Light emitting devices having dislocation density maintaining buffer layers
US9142743B2 (en) 2011-08-02 2015-09-22 Kabushiki Kaisha Toshiba High temperature gold-free wafer bonding for light emitting diodes
US9159869B2 (en) 2011-08-03 2015-10-13 Kabushiki Kaisha Toshiba LED on silicon substrate using zinc-sulfide as buffer layer
US9178114B2 (en) 2011-09-29 2015-11-03 Manutius Ip, Inc. P-type doping layers for use with light emitting devices
US9343641B2 (en) 2011-08-02 2016-05-17 Manutius Ip, Inc. Non-reactive barrier metal for eutectic bonding process
US10174439B2 (en) 2011-07-25 2019-01-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Nucleation of aluminum nitride on a silicon substrate using an ammonia preflow

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0921577A4 (en) 1997-01-31 2007-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, SEMICONDUCTOR ELECTROLUMINESCENT DEVICE, AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME
JP4586160B2 (ja) * 2003-07-02 2010-11-24 独立行政法人産業技術総合研究所 デュエルパルスレーザ蒸着手法による窒化ガリウムのp型半導体の結晶薄膜の作製方法及び同法で作製した薄膜

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9142742B2 (en) 2009-06-10 2015-09-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Thin-film LED with P and N contacts electrically isolated from the substrate
US8536601B2 (en) 2009-06-10 2013-09-17 Toshiba Techno Center, Inc. Thin-film LED with P and N contacts electrically isolated from the substrate
US8871539B2 (en) 2009-06-10 2014-10-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Thin-film LED with P and N contacts electrically isolated from the substrate
US8525221B2 (en) 2009-11-25 2013-09-03 Toshiba Techno Center, Inc. LED with improved injection efficiency
US9012953B2 (en) 2009-11-25 2015-04-21 Kabushiki Kaisha Toshiba LED with improved injection efficiency
US8684749B2 (en) 2009-11-25 2014-04-01 Toshiba Techno Center Inc. LED with improved injection efficiency
US8395165B2 (en) 2011-07-08 2013-03-12 Bridelux, Inc. Laterally contacted blue LED with superlattice current spreading layer
US10174439B2 (en) 2011-07-25 2019-01-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Nucleation of aluminum nitride on a silicon substrate using an ammonia preflow
US8916906B2 (en) 2011-07-29 2014-12-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Boron-containing buffer layer for growing gallium nitride on silicon
US8865565B2 (en) 2011-08-02 2014-10-21 Kabushiki Kaisha Toshiba LED having a low defect N-type layer that has grown on a silicon substrate
US9343641B2 (en) 2011-08-02 2016-05-17 Manutius Ip, Inc. Non-reactive barrier metal for eutectic bonding process
US9012939B2 (en) 2011-08-02 2015-04-21 Kabushiki Kaisha Toshiba N-type gallium-nitride layer having multiple conductive intervening layers
US9142743B2 (en) 2011-08-02 2015-09-22 Kabushiki Kaisha Toshiba High temperature gold-free wafer bonding for light emitting diodes
US9159869B2 (en) 2011-08-03 2015-10-13 Kabushiki Kaisha Toshiba LED on silicon substrate using zinc-sulfide as buffer layer
US8564010B2 (en) 2011-08-04 2013-10-22 Toshiba Techno Center Inc. Distributed current blocking structures for light emitting diodes
US9070833B2 (en) 2011-08-04 2015-06-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Distributed current blocking structures for light emitting diodes
US8624482B2 (en) 2011-09-01 2014-01-07 Toshiba Techno Center Inc. Distributed bragg reflector for reflecting light of multiple wavelengths from an LED
US8981410B1 (en) 2011-09-01 2015-03-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Distributed bragg reflector for reflecting light of multiple wavelengths from an LED
US8994064B2 (en) 2011-09-03 2015-03-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Led that has bounding silicon-doped regions on either side of a strain release layer
US9018643B2 (en) 2011-09-06 2015-04-28 Kabushiki Kaisha Toshiba GaN LEDs with improved area and method for making the same
US8686430B2 (en) 2011-09-07 2014-04-01 Toshiba Techno Center Inc. Buffer layer for GaN-on-Si LED
US9130068B2 (en) 2011-09-29 2015-09-08 Manutius Ip, Inc. Light emitting devices having dislocation density maintaining buffer layers
US9012921B2 (en) 2011-09-29 2015-04-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Light emitting devices having light coupling layers
US8698163B2 (en) 2011-09-29 2014-04-15 Toshiba Techno Center Inc. P-type doping layers for use with light emitting devices
US9178114B2 (en) 2011-09-29 2015-11-03 Manutius Ip, Inc. P-type doping layers for use with light emitting devices
US9299881B2 (en) 2011-09-29 2016-03-29 Kabishiki Kaisha Toshiba Light emitting devices having light coupling layers
US8664679B2 (en) 2011-09-29 2014-03-04 Toshiba Techno Center Inc. Light emitting devices having light coupling layers with recessed electrodes
US9490392B2 (en) 2011-09-29 2016-11-08 Toshiba Corporation P-type doping layers for use with light emitting devices
US9123853B2 (en) 2011-11-09 2015-09-01 Manutius Ip, Inc. Series connected segmented LED
US9391234B2 (en) 2011-11-09 2016-07-12 Toshiba Corporation Series connected segmented LED
US8581267B2 (en) 2011-11-09 2013-11-12 Toshiba Techno Center Inc. Series connected segmented LED

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