JP3509260B2 - Group 3-5 compound semiconductor and light emitting device - Google Patents

Group 3-5 compound semiconductor and light emitting device

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JP3509260B2
JP3509260B2 JP04678595A JP4678595A JP3509260B2 JP 3509260 B2 JP3509260 B2 JP 3509260B2 JP 04678595 A JP04678595 A JP 04678595A JP 4678595 A JP4678595 A JP 4678595A JP 3509260 B2 JP3509260 B2 JP 3509260B2
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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、3−5族化合物半導体
及びこれを用いた発光素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Group 3-5 compound semiconductor and a light emitting device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般式Inx Gay Alz N(式中、0
<x≦1、0≦y<1、0≦z<1、x+y+z=1)
で表される3−5族化合物半導体は、3族元素の組成に
よって制御できるバンドギャップを有しているので、可
視光領域から紫外線領域の発光を生じる発光素子に用い
ることができる。さらに、該3−5族化合物半導体は直
接遷移型のバンド構造を有するので、これを用いて高い
発光効率の発光素子が得られることが期待される。ま
た、該3−5族化合物半導体は、組成により格子定数も
制御することができる。つまり、同じ格子定数を持ちな
がら異なるバンドギャップを有する2種類以上の組成の
半導体を作製できる。バンドギャップの異なる半導体の
接合はいわゆるヘテロ接合と呼ばれるものであって、高
輝度の半導体発光素子の実現に非常に有効と考えられ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION In general formula In x Ga y Al z N (where 0
<X ≦ 1, 0 ≦ y <1, 0 ≦ z <1, x + y + z = 1)
Since the group III-V compound semiconductor represented by the formula (1) has a band gap that can be controlled by the composition of the group III element, it can be used for a light-emitting element that emits light in a visible light region to an ultraviolet region. Further, since the Group 3-5 compound semiconductor has a direct transition band structure, it is expected that a light emitting element with high luminous efficiency can be obtained by using this. In addition, the lattice constant of the group 3-5 compound semiconductor can be controlled by its composition. That is, two or more kinds of semiconductors having the same lattice constant and different band gaps can be manufactured. The junction of semiconductors having different band gaps is called a so-called hetero junction, and is considered to be very effective in realizing a high-luminance semiconductor light emitting device.

【0003】そこで、該3−5族化合物半導体結晶を成
長させる基板としては、現状では格子定数が整合する適
切な材料がないので、六方晶系の3−5族化合物半導体
と同じ六方晶系のサファイアを基板を用いることが検討
されている。しかしながら、良質の3−5族化合物半導
体結晶は未だ得られておらず、特に表示用途に供し得る
程度までInを高濃度に含む系では、まだ実用に供し得
るような高品質の結晶が得られていない。
Therefore, as a substrate for growing the group III-V compound semiconductor crystal, at present, there is no suitable material whose lattice constant is matched, so that the same hexagonal type III-V compound semiconductor as the hexagonal type III-V compound semiconductor is used. The use of sapphire as a substrate has been studied. However, a high-quality Group III-V compound semiconductor crystal has not yet been obtained. Particularly, in a system containing In at a high concentration to the extent that it can be used for display, a high-quality crystal that can be practically used can be obtained. Not.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、In
を含む高品質の3−5族化合物半導体及びこれを用いた
高い発光効率を有する発光素子を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an In
It is an object of the present invention to provide a high-quality group III-V compound semiconductor containing, and a light-emitting element having high luminous efficiency using the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
状況をみて鋭意検討の結果、特定の積層構造上に3−5
族化合物半導体を成長することにより、高品質で大面積
の3−5族化合物半導体が得られることを見出し本発明
に至った。すなわち、本発明は、次に記す発明である。 〔1〕発光層と電荷注入層とを有する層と、基板との間
に、バッファ層を有し、発光層が一般式Inx Gay
z N(式中、0<x≦1、0≦y<1、0≦z<1、
x+y+z=1)で表される3−5族化合物半導体であ
って、電荷注入層が一般式Inx'Gay'Alz'N(式
中、0<x’≦1、0≦y’<1、0≦z’<1、x’
+y’+z’=1)で表され、発光層よりも大きなバン
ドギャップを有する3−5族化合物半導体であって、バ
ッファ層が、一般式Inu Gav Al w N(式中、0<
u≦1、0≦v<1、0≦w<1、u+v+w=1)で
表され、少なくとも2つの組成の異なる層からなり、少
なくとも1つの層においてw>0である積層構造を含む
ことを特徴とする3−5族化合物半導体。
Means for Solving the Problems The present inventors have proposed such a method.
After careful examination of the situation, 3-5
High quality and large area by growing group III compound semiconductor
The present invention has been found that a group 3-5 compound semiconductor of
Reached. That is, the present invention is the following invention. [1] Between a substrate having a light emitting layer and a charge injection layer and a substrate
Has a buffer layer, and the light emitting layer has the general formula In.xGayA
lzN (where 0 <x ≦ 1, 0 ≦ y <1, 0 ≦ z <1,
x + y + z = 1) group 3-5 compound semiconductor
Thus, the charge injection layer has the general formula Inx 'Gay 'Alz 'N (expression
Where 0 <x ′ ≦ 1, 0 ≦ y ′ <1, 0 ≦ z ′ <1, x ′
+ Y '+ z' = 1) and is larger than the light emitting layer.
A group 3-5 compound semiconductor having a gap,
Buffer layer has the general formula InuGavAl wN (where 0 <
u ≦ 1, 0 ≦ v <1, 0 ≦ w <1, u + v + w = 1)
Represented by at least two layers of different composition,
Includes a laminated structure where w> 0 in at least one layer
A Group 3-5 compound semiconductor characterized by the above-mentioned.

【0006】〔2〕バッファ層が、少なくとも4つの層
からなることを特徴とする〔1〕記載の3−5族化合物
半導体。 〔3〕バッファ層が、Inu Gav Alw N(式中、0
≦u<1、0≦v<1、0≦w<1、u+v+w=1)
層とInu'Gav'Alw'N(式中、0≦u’<1、0<
v’≦1、0≦w’<1、u’+v’+w’=1)層と
が交互に少なくとも2回繰り返された積層構造であるこ
とを特徴とする〔1〕記載の3−5族化合物半導体。
[2] The group 3-5 compound semiconductor according to [1], wherein the buffer layer comprises at least four layers. [3] the buffer layer, In u Ga v Al w N ( where, 0
≦ u <1, 0 ≦ v <1, 0 ≦ w <1, u + v + w = 1)
Layer and In u ′ Gav Al w′N (where 0 ≦ u ′ <1, 0 <
v ′ ≦ 1, 0 ≦ w ′ <1, u ′ + v ′ + w ′ = 1) layer is a laminated structure in which layers are alternately repeated at least twice. Compound semiconductor.

【0007】〔4〕サファイア基板上に形成されたGa
N層上に、形成されたことを特徴とする〔1〕記載の3
−5族化合物半導体。 〔5〕前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の3−5族
化合物半導体を用いた発光素子。
[4] Ga formed on a sapphire substrate
3. The method according to [1], wherein the layer is formed on the N layer.
Group 5 compound semiconductor. [5] A light emitting device using the Group 3-5 compound semiconductor according to any one of [1] to [4].

【0008】次に本発明を詳細に説明する。本発明の3
−5族化合物半導体は、発光層と電荷注入層とを有する
層と、基板との間に、バッファ層を有する。発光層は、
一般式Inx Gay Alz N(式中、0<x≦1、0≦
y<1、0≦z<1、x+y+z=1)で表される3−
5族化合物半導体である。電荷注入層は、一般式Inx'
Gay'Alz'N(式中0<x’≦1、0≦y’<1、0
≦z’<1、x’+y’+z’=1)で表され、発光層
に接し発光層よりも大きなバンドギャップを有する3−
5族化合物半導体である。電荷注入層は発光層より大き
なバンドギャップを持つため、光の照射により本発明の
半導体内に発生した電荷または外部電源により供給され
た電荷を効率よく発光層に注入し閉じこめる働きがあ
る。バッファ層は、一般式Inu Gav Alw N(式
中、0<u≦1、0≦v<1、0≦w<1、u+v+w
=1)で表され、少なくとも2つの、組成の異なる層か
らなる積層構造を含むものである。
Next, the present invention will be described in detail. 3 of the present invention
The Group-V compound semiconductor has a buffer layer between a substrate having a light emitting layer and a charge injection layer and a substrate. The light emitting layer is
In the general formula In x Ga y Al z N (wherein, 0 <x ≦ 1,0 ≦
y <1, 0 ≦ z <1, x + y + z = 1) 3-
It is a group 5 compound semiconductor. The charge injection layer has the general formula In x ′
Ga y 'Al z' N (where 0 <x '≦ 1,0 ≦ y '<1,0
≦ z ′ <1, x ′ + y ′ + z ′ = 1), which is in contact with the light emitting layer and has a larger band gap than the light emitting layer.
It is a group 5 compound semiconductor. Since the charge injection layer has a band gap larger than that of the light emitting layer, the charge injection layer has a function of efficiently injecting charges generated in the semiconductor of the present invention due to light irradiation or charges supplied from an external power supply into the light emitting layer to confine the light emitting layer. Buffer layer has the general formula In u Ga v Al w N (where, 0 <u ≦ 1,0 ≦ v <1,0 ≦ w <1, u + v + w
= 1) and includes a laminated structure composed of at least two layers having different compositions.

【0009】特に、発光層の一般式Inx Gay Alz
Nで表される3−5族化合物半導体において、Inの組
成が10〜80モル%(0.1≦x≦0.8)の場合に
は、発光波長を紫色及びそれより長波長の可視領域にす
ることができるので、発光素子用途に好ましい。具体的
には、発光波長を紫色、青色、緑色、黄色、橙色にする
ことができる。特に、青色、緑色の発光素子用として重
要である。
In particular, the general formula of the light emitting layer is In x Ga y Al z
In the group III-V compound semiconductor represented by N, when the composition of In is 10 to 80 mol% (0.1 ≦ x ≦ 0.8), the emission wavelength is violet and the visible region longer than that. Therefore, it is preferable for light emitting element use. Specifically, the emission wavelength can be purple, blue, green, yellow, or orange. In particular, it is important for blue and green light emitting elements.

【0010】発光層と電荷注入層との、基板面と平行方
向の格子定数の差は0.3%以下であることが好まし
い。該格子定数の差が0.3%を超えると、接合界面で
欠陥が発生しやすいので好ましくない。本発明における
バッファ層は、少なくとも2つの、組成の異なる層から
なる積層構造を含み、該積層については、好ましくは4
層以上積層すること、さらに好ましくは10層以上積層
することがよい。また、積層の数があまりに多すぎて
も、原料の切り替えに要する合計の時間が長くなり、生
産性が悪くなるので、該積層構造に含まれる層の数は1
000以下が好ましい。また、該積層の合計の厚みは、
100Å〜5μmの範囲が好ましい。100Å未満では
積層した効果が十分ではなく、5μmを超えると成長に
要する時間が長くなり生産性が悪くなるので好ましくな
い。Gaを含む3−5族化合物半導体では、GaをAl
で置き換えてもあまり大きな格子定数の変化はないのに
対して、Ga又はAlをInで置き換えた場合、大きな
格子定数の差が生じる。したがって、積層構造に用いる
組成はInの割合についてはあまり変化させず、Gaと
Alの組成を変化させることが好ましい。具体的には、
バッファ層が、Inu Gav N層とInu Alv N層
(式中、u+v=1、0<u<1、0<v<1)とが交
互に少なくとも2回繰り返された積層構造である3−5
族化合物半導体が好ましい。
The difference in lattice constant between the light emitting layer and the charge injection layer in the direction parallel to the substrate surface is preferably 0.3% or less. If the difference between the lattice constants exceeds 0.3%, defects tend to occur at the junction interface, which is not preferable. The buffer layer according to the present invention includes a laminated structure composed of at least two layers having different compositions.
It is good to laminate more than 10 layers, More preferably, to laminate more than 10 layers. Further, if the number of layers is too large, the total time required for switching the raw materials becomes longer, and the productivity becomes worse. Therefore, the number of layers included in the layered structure is one.
000 or less is preferable. The total thickness of the laminate is
The range is preferably from 100 ° to 5 μm. If it is less than 100 °, the effect of lamination is not sufficient, and if it exceeds 5 μm, the time required for growth becomes long and productivity is deteriorated, which is not preferable. In a group III-V compound semiconductor containing Ga, Ga is replaced with Al
Although there is no significant change in the lattice constant even when the Ga is replaced with In, a large lattice constant difference occurs when Ga or Al is replaced with In. Therefore, it is preferable that the composition used for the stacked structure does not change the proportion of In so much, but changes the composition of Ga and Al. In particular,
Buffer layer, In u Ga v N layer and an In u Al v N layer (where, u + v = 1,0 <u <1,0 <v <1) and has a laminated structure repeated at least 2 times alternately Some 3-5
Group semiconductors are preferred.

【0011】電荷注入層と発光層との半導体バンドギャ
ップは、0.1電子ボルト(以下「eV」と記すことが
ある。)以上あることが好ましい。さらに0.3eV以
上あることが好ましい。0.1eV未満では電子又は正
孔は電荷注入層と発光層との界面に閉じ込められにく
く、電荷の発光層内での再結合効率が低くなるので好ま
しくない。また、発光層の一方の面だけでなく、両方の
面を電荷注入層で接合させる、いわゆるダブルヘテロ接
合構造とすることで、さらに電荷の閉じ込めを効率的に
行なうことができ、電荷の再結合効率を高めることがで
きる。この場合も、発光層に対する電荷注入層の禁制帯
の幅の差は0.1eV以上、さらに好ましくは0.3e
V以上あることが好ましい。
The semiconductor band gap between the charge injection layer and the light emitting layer is preferably at least 0.1 eV (hereinafter sometimes referred to as "eV"). Further, it is preferably 0.3 eV or more. If it is less than 0.1 eV, electrons or holes are not easily confined at the interface between the charge injection layer and the light emitting layer, and the recombination efficiency of the charges in the light emitting layer is undesirably reduced. In addition, by using a so-called double hetero junction structure in which not only one surface of the light emitting layer but also both surfaces are joined by a charge injection layer, charges can be more efficiently confined, and charge recombination can be performed. Efficiency can be increased. Also in this case, the difference between the width of the forbidden band of the charge injection layer and the light emitting layer is 0.1 eV or more, and more preferably 0.3 eV.
It is preferably at least V.

【0012】本発明の3−5族化合物半導体結晶は、基
板の上に成長させて得られるが、用いる基板について
は、SiC、Si、サファイア、スピネル、ZnO等を
用いることができる。特に、サファイア上に成長させた
GaN層の上に該3−5族化合物半導体を成長させた3
−5族化合物半導体が好ましく、サファイア上にAlN
等の薄膜をバッファ層として成長させたGaN層の上に
該3−5族化合物半導体を成長させた3−5族化合物半
導体がさらに好ましい。本発明の3−5族化合物半導体
を用いた発光素子は、高密度に電子と正孔を閉じ込める
ことができる3−5族化合物半導体を用いるので発光効
率が向上する。
The group III-V compound semiconductor crystal of the present invention can be obtained by growing it on a substrate. For the substrate to be used, SiC, Si, sapphire, spinel, ZnO or the like can be used. In particular, the group 3-5 compound semiconductor was grown on a GaN layer grown on sapphire.
Group 5 compound semiconductor is preferred, and AlN on sapphire
A Group 3-5 compound semiconductor in which the Group 3-5 compound semiconductor is grown on a GaN layer grown using a thin film such as a buffer layer as a buffer layer is more preferable. The light-emitting element using a Group III-V compound semiconductor of the present invention uses a Group III-V compound semiconductor capable of confining electrons and holes at a high density, so that luminous efficiency is improved.

【0013】本発明の3−5族化合物半導体の製造方法
としては、分子線エピタキシー(以下、「MBE」と記
す。)法、有機金属気相成長(以下、「MOVPE」と
記す。)法などが挙げられる。MBE法を用いる場合、
窒素原料としては、窒素、アンモニア、およびその他の
窒素化合物を気体状態で供給する方法である気体ソース
分子線エピタキシー(以下、「GSMBE」と記す。)
法が一般的に用いられている。この場合、窒素原料が化
学的に不活性で、窒素原子が結晶中に取り込まれにくい
ことがある。その場合には、マイクロ波などにより窒素
原料を励起して、活性状態にして供給することで、窒素
の取り込み効率を挙げることができる。
The method for producing a Group 3-5 compound semiconductor of the present invention includes a molecular beam epitaxy (hereinafter, referred to as “MBE”) method, a metal organic chemical vapor deposition (hereinafter, referred to as “MOVPE”) method, and the like. Is mentioned. When using the MBE method,
Gas source molecular beam epitaxy (hereinafter, referred to as “GSMBE”), which is a method of supplying nitrogen, ammonia, and other nitrogen compounds in a gaseous state as a nitrogen source.
The method is commonly used. In this case, the nitrogen source may be chemically inert and nitrogen atoms may not be easily incorporated into the crystal. In that case, the nitrogen raw material is excited by a microwave or the like and supplied in an activated state, whereby the efficiency of nitrogen uptake can be increased.

【0014】MOVPE法を用いて本発明の3−5族化
合物半導体を製造する場合には、以下のような原料を用
いることができる。すなわち、3族原料としては、トリ
メチルガリウム〔Ga(CH3 3 、以下「TMG」と
記すことがある。〕、トリエチルガリウム〔Ga(C2
5 3 〕、等の一般式R1 2 3 Ga(ここで、R
1 、R2 、R3 はアルキル基)で表されるトリアルキル
ガリウム;トリメチルアルミニウム〔Al(C
3 3 、以下「TMA」と記すことがある。〕、トリ
エチルアルミニウム〔Al(C2 5 3 〕、トリイソ
ブチルアルミニウム〔Al(i−C4 9 3 〕等の一
般式R1 2 3 Al(ここで、R1 、R2 、R 3 はア
ルキル基)で表されるトリアルキルアルミニウム;トリ
メチルアミンアラン〔AlH3 N(CH3 3 〕;トリ
メチルインジウム〔In(CH3 3 、以下「TMI」
と記す。〕トリエチルインジウム〔In(C
2 5 3 〕等の一般式R1 2 3 In(ここで、R
1 、R2 、R3 はアルキル基)で表されるトリアルキル
インジウム等が挙げられる。これらは単独または混合し
て用いられる。
[0014] Group 3-5 of the present invention using the MOVPE method
When manufacturing compound semiconductors, use the following raw materials:
Can be. In other words, tri-group materials include birds
Methylgallium [Ga (CHThree)Three, And "TMG"
May be noted. ], Triethylgallium [Ga (CTwo
HFive)ThreeGeneral formula R such as1RTwoRThreeGa (where R
1, RTwo, RThreeIs an alkyl group)
Gallium; trimethylaluminum [Al (C
HThree)Three, Hereinafter referred to as “TMA”. 〕,bird
Ethyl aluminum [Al (CTwoHFive)Three], Triiso
Butyl aluminum [Al (i-CFourH9)ThreeOne of
General formula R1RTwoRThreeAl (where R1, RTwo, R ThreeIs
Trialkylaluminum represented by the formula:
Methylamine alane [AlHThreeN (CHThree)Three〕;bird
Methyl indium [In (CHThree)Three, Hereafter "TMI"
It is written. ] Triethylindium [In (C
TwoHFive)ThreeGeneral formula R such as1RTwoRThreeIn (where R
1, RTwo, RThreeIs an alkyl group)
Indium and the like can be mentioned. These can be used alone or mixed
Used.

【0015】次に5族元素としては、アンモニア、ヒド
ラジン、メチルヒドラジン、1、1−ジメチルヒドラジ
ン、1、2−ジメチルヒドラジン、t−ブチルアミン、
エチレンジアミンなどが挙げられる。これらは単独また
は混合して用いられる。n型ドーパントとしては、S
i、Ge等の4族元素、S、Se等の6族元素を用いる
ことができる。p−型ドーパントとしては、Be、M
g、Zn、Cd、Hgなどを用いることができる。
Next, as Group 5 elements, ammonia, hydrazine, methylhydrazine, 1,1-dimethylhydrazine, 1,2-dimethylhydrazine, t-butylamine,
And ethylenediamine. These are used alone or as a mixture. As the n-type dopant, S
Group 4 elements such as i and Ge, and group 6 elements such as S and Se can be used. As the p-type dopant, Be, M
g, Zn, Cd, Hg, or the like can be used.

【0016】MOVPE法の場合、Si原料としてはシ
ラン(SiH4 )、ジシラン(Si 2 6 )等、Ge原
料としてはゲラン(GeH4 )等、S原料としては、硫
化水素(H2 S)、ジメチル硫黄〔(CH3 2 S〕、
ジエチル硫黄〔(C2 5 2 S〕等の一般式R1 2
S(ただしR1 2 はアルキル基)で表されるジアルキ
ル硫黄、Se原料としては、セレン化化水素(H2
e)、ジメチルセレン〔(CH3 2 Se〕、ジエチル
セレン〔(C2 5 2 Se〕、等の一般式R12
e(ただしR1 2 はアルキル基)で表されるジアルキ
ルセレン等が挙げられる。
In the case of the MOVPE method, Si
Run (SiHFour), Disilane (Si TwoH6Gehara, etc.)
Guerlain (GeHFour), Etc.
Hydrogen (HTwoS), dimethyl sulfur [(CHThree)TwoS],
Diethyl sulfur [(CTwoHFive) TwoS] and other general formulas R1RTwo
S (R1RTwoIs an alkyl group represented by an alkyl group)
Sulfur and Se raw materials include hydrogen selenide (HTwoS
e), dimethyl selenium [(CHThree)TwoSe], diethyl
Selenium [(CTwoHFive)TwoSe], etc.1RTwoS
e (R1RTwoIs an alkyl group represented by an alkyl group)
Lucerene and the like.

【0017】Zn原料としては、ジメチル亜鉛((CH
3 2 Zn)、ジエチル亜鉛((C 2 5 2 Zn)等
の一般式R1 2 Zn(R1 、R2 はアルキル基)で表
せられるアルキル亜鉛などが挙げられる。Mg原料とし
ては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム((C5
5 2 Mg)、ビスメチルシクロペンタジエニルマグ
ネシウム((CH3 5 4 2 Mg、以下MCp2M
gと記すことがある。)、ビスイソプロピルシクロペン
タジエニルマグネシウム((i−C3 7 54 2
Mg)などが挙げられる。
As a Zn raw material, dimethyl zinc ((CH
Three)TwoZn), diethyl zinc ((C TwoHFive)TwoZn)
Of the general formula R1RTwoZn (R1, RTwoIs an alkyl group)
Alkyl zinc and the like. Mg raw material
The biscyclopentadienyl magnesium ((CFive
HFive)TwoMg), bismethylcyclopentadienyl mag
Nesium ((CHThreeCFiveHFour)TwoMg, hereinafter MCp2M
It may be written as g. ), Bisisopropylcyclopen
Tadienyl magnesium ((i-CThreeH7CFiveHFour)Two
Mg).

【0018】Cd用原料としては、ジメチルカドミウム
((CH3 2 Cd)等の一般式R 1 2 Cd(R1
2 はアルキル基)で表さられるアルキルカドミウムな
どが挙げられる。Be用原料としては、ジエチルベリリ
ウム((C2 5 2 Be)、ビスメチルシクロペンタ
ジエニルベリリウム((CH3 5 4 2 Be)など
が挙げられる。Hg用原料としては、ジメチル水銀
((CH3 2 Hg)、ジエチル水銀((C2 5 2
Hg)等の一般式R1 2 Hg(R1 、R2 はアルキル
基)で表されるアルキル水銀などが挙げられる。
As a raw material for Cd, dimethyl cadmium is used.
((CHThree)TwoGeneral formula R such as Cd) 1RTwoCd (R1,
RTwoIs an alkyl cadmium represented by an alkyl group)
And so on. As a raw material for Be, diethyl beryl
Um ((CTwoHFive)TwoBe), bismethylcyclopenta
Dienyl beryllium ((CHThreeCFiveHFour)TwoBe) etc.
Is mentioned. Dimethylmercury as a raw material for Hg
((CHThree)TwoHg), diethyl mercury ((CTwoHFive)Two
General formula R such as Hg)1RTwoHg (R1, RTwoIs alkyl
Alkyl mercury represented by the formula:

【0019】前記の揮発性原料は、その状態の性状に応
じて適当な供給手段を用いることができる。すなわち液
体、昇華性固体の物質では、充分に精製された水素や窒
素などをキャリアガスとしてこれら原料中を通過させ、
これらの原料の蒸気を含んだキャリアガスを反応炉に導
くことができる。また原料が気体の場合には、原料を圧
縮した状態でボンベ中に保持し、ボンベからの圧力で反
応炉に導くことができる。また濃度を調整するために、
充分精製された水素、窒素等のガスに希釈したものを用
いることもできる。ドープされた該化合物半導体は、必
要に応じて電子線照射や熱アニール処理などを施して、
より低抵抗にすることができる。本発明の発光素子は、
前記の本発明の3−5族化合物半導体を用いたものであ
り、公知の方法で作製することができる。具体的な例を
図2に示す。ここでは、サファイア基板22の上に、順
にAlNバッファ層24、GaN層25、In0. 1 Ga
0.9 NとIn0.1 Ga0.8 Al0.1 Nの積層構造からな
るバッファ層26、InGaAlN電荷注入層27、I
nGaN発光層28、InGaAlN電荷注入層29を
成長させる。ここで、GaN層25から電荷注入層27
まではn型の、電荷注入層29はp型の不純物をドープ
する。次に、こうして作製した該化合物半導体を常法に
したがい部分的にエッチングし、さらにInGaAlN
電荷注入層27の上にn電極30を形成し、InGaA
lN電荷注入層29の上にp電極31を形成する。図2
では電極30は電荷注入層27の上に設けているが、電
極30を設ける層はAlN層24を除く発光層28より
サファイア基板22の側の層であればどの層でもよい。
The volatile raw material can be supplied by an appropriate supply means depending on the state of the state. That is, in the case of liquid, sublimable solid substances, sufficiently purified hydrogen, nitrogen, etc. are passed through these raw materials as a carrier gas,
A carrier gas containing the vapor of these raw materials can be led to the reactor. When the raw material is a gas, the raw material can be held in a compressed state in a cylinder and guided to the reaction furnace by the pressure from the cylinder. Also, to adjust the concentration,
A substance diluted with a gas such as hydrogen or nitrogen which has been sufficiently purified can also be used. The doped compound semiconductor is subjected to electron beam irradiation or thermal annealing as required,
Lower resistance can be obtained. The light-emitting device of the present invention
It uses the Group 3-5 compound semiconductor of the present invention, and can be manufactured by a known method. A specific example is shown in FIG. Here, on a sapphire substrate 22, sequentially AlN buffer layer 24, GaN layer 25, In 0. 1 Ga
0.9 N and In 0.1 Ga 0.8 Al 0.1 buffer layer 26 having a laminated structure of N, InGaAlN charge injection layer 27, I
An nGaN light emitting layer 28 and an InGaAlN charge injection layer 29 are grown. Here, from the GaN layer 25 to the charge injection layer 27
Until then, the n-type charge injection layer 29 is doped with a p-type impurity. Next, the compound semiconductor thus manufactured is partially etched in accordance with a conventional method, and further, InGaAlN
An n-electrode 30 is formed on the charge injection layer 27, and
A p-electrode 31 is formed on the 1N charge injection layer 29. FIG.
Although the electrode 30 is provided on the charge injection layer 27, the layer on which the electrode 30 is provided may be any layer provided on the sapphire substrate 22 side with respect to the light emitting layer 28 excluding the AlN layer 24.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。なお、実施例は一つの例示であって、本発
明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更又は改良を行
いうることは言うまでもない。 実施例1 ここで用いたMOVPE装置の概略を図1に示す。用い
た原料はアンモニア、TMG、TMA、TMIであり、
またSiドープのために水素で1ppmに希釈したシラ
ンガスを、MgドープのためにMCp2Mgを用いた。
まず、有機洗浄により洗浄したC面を主面とする単結晶
のサファイア基板22をMOVPE装置の反応室19に
載置されたサセプタ21に装着した。次に、常圧で水素
を反応室に流しながら高周波加熱によりサセプタを11
00℃に加熱し、この状態でサファイア基板を10分間
保持してサファイア基板を気相クリーニングした。次
に、温度を600℃まで低下させて、アンモニアとTM
Gを供給して約500Åの厚さの窒化ガリウムのバッフ
ァ層を形成した。次に、TMGの供給のみを停止して、
サファイア基板の温度を1100℃まで昇温し、温度が
安定したのち、TMGの供給を開始し、3μmの膜厚の
GaN膜を成長した。こうして得られたサファイア基板
とGaNとをあわせて本発明における基板とする。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. The embodiment is merely an example, and it goes without saying that various changes or improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. Example 1 FIG. 1 schematically shows the MOVPE apparatus used here. The raw materials used were ammonia, TMG, TMA, TMI,
A silane gas diluted to 1 ppm with hydrogen was used for doping with Si, and MCp2Mg was used for doping with Mg.
First, a single-crystal sapphire substrate 22 having a C-plane as a main surface cleaned by organic cleaning was mounted on a susceptor 21 placed in a reaction chamber 19 of a MOVPE apparatus. Next, the susceptor was moved to 11 degrees by high-frequency heating while flowing hydrogen into the reaction chamber at normal pressure.
The substrate was heated to 00 ° C., and in this state, the sapphire substrate was held for 10 minutes, and the sapphire substrate was subjected to gas phase cleaning. Next, the temperature was lowered to 600 ° C., and ammonia and TM
G was supplied to form a buffer layer of gallium nitride having a thickness of about 500 °. Next, only the supply of TMG is stopped,
After the temperature of the sapphire substrate was raised to 1100 ° C. and the temperature was stabilized, supply of TMG was started, and a GaN film having a thickness of 3 μm was grown. The sapphire substrate thus obtained and GaN are combined to form a substrate in the present invention.

【0021】次に、TMGの供給のみを止め800℃ま
で降温したのち、キャリアガスを水素から窒素に変え、
TMG、TMIの供給を開始して、In0.1 Ga0.9
の層を100Å成長した。続いて、TMG、TMI、T
MAを供給して、In0.1 Ga0.8 Al0.1 Nの層を1
00Å成長した。この操作を交互に20回繰り返して、
In0.1 Ga0.9 N層が20層、In0.1 Ga0.8 Al
0.1 N層が20層からなる積層構造を成長した。次に、
TMG、TMA、TMI、シランガス、MCp2Mgを
用いてSi濃度が1×1019/cm3 のIn0.1 Ga
0.8 Al0.1 Nの電荷注入層を1800Å、Si濃度が
1×1019/cm3 のIn0.1 Ga0.9 Nの発光層を5
00Å、Mg濃度が1×1020/cm3 のGaNの層を
1800Å、成長させた。成長終了後、窒素中800℃
でアニール処理を行ない、MgをドープしたGaN層を
低抵抗化した。こうして得られた3−5族化合物半導体
基板を用いて、通常の半導体プロセスにより図2に示す
構造の発光素子を作製した。この素子について、p−電
極を電源の+側、n−電極を−側に接続し5Vを引加し
たところ10mAの電流が流れた。このとき青紫色の発
光が認められ、この状態で発光部の輝度を輝度計により
測定した結果、17mcdであった。
Next, only the supply of TMG is stopped and the temperature is lowered to 800 ° C., and then the carrier gas is changed from hydrogen to nitrogen.
The supply of TMG and TMI was started, and In 0.1 Ga 0.9 N
Was grown 100 °. Then, TMG, TMI, T
MA was supplied to form a layer of In 0.1 Ga 0.8 Al 0.1 N into one layer.
00 grew. This operation is alternately repeated 20 times,
20 In 0.1 Ga 0.9 N layers, In 0.1 Ga 0.8 Al
A laminated structure consisting of 20 0.1 N layers was grown. next,
In 0.1 Ga having an Si concentration of 1 × 10 19 / cm 3 using TMG, TMA, TMI, silane gas, and MCp2Mg.
The charge injection layer of 0.8 Al 0.1 N is 1800 ° and the light emitting layer of In 0.1 Ga 0.9 N having a Si concentration of 1 × 10 19 / cm 3 is 5
A GaN layer having a thickness of 00 ° and a Mg concentration of 1 × 10 20 / cm 3 was grown at 1800 °. After growth, 800 ° C in nitrogen
To reduce the resistance of the Mg-doped GaN layer. Using the group III-V compound semiconductor substrate thus obtained, a light emitting device having the structure shown in FIG. 2 was manufactured by a normal semiconductor process. When a p-electrode was connected to the positive side of the power supply and an n-electrode was connected to the negative side and 5 V was applied, a current of 10 mA flowed. At this time, blue-violet light emission was observed. In this state, the luminance of the light-emitting portion was measured with a luminance meter, and as a result, it was 17 mcd.

【0022】比較例1 GaN層成長後にIn0.1 Ga0.9 NとIn0.1 Ga
0.8 Al0.1 Nからなる積層構造を成長しないことを除
いては実施例1と同様にして発光素子を作製した。実施
例1と同様にして10mAの電流を流し、基板側から素
子の状態を観察したところ、やはりp−電極付近から青
紫色の発光が見られたが、実施例1と同様にして発光部
の輝度を輝度計により測定した結果、6mcdであっ
た。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 After growing a GaN layer, In 0.1 Ga 0.9 N and In 0.1 Ga
A light-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the laminated structure made of 0.8 Al 0.1 N was not grown. When a current of 10 mA was passed in the same manner as in Example 1 and the state of the element was observed from the substrate side, blue-violet light emission was also seen from the vicinity of the p-electrode. As a result of measuring the luminance with a luminance meter, the luminance was 6 mcd.

【0023】実施例2 実施例1と同様にして、本発明のバッファ層としてIn
0.17Ga0.83Nを30ÅとIn0.17Ga0.75Al0.08
を30Åとを交互に20回、合計40層成長し、さらに
第1の電荷注入層In0.17Ga0.83Nを30Å、発光層
としてIn0.25Ga0.75Nを50Å、第2の電荷注入層
としてGaNを200Å成長した。第1の電荷注入層と
発光層とのバンドギャップの差は約0.16eV、第2
の電荷注入層と発光層のバンドギャップの差は約0.5
eVである。
Example 2 In the same manner as in Example 1, In was used as the buffer layer of the present invention.
30% of 0.17 Ga 0.83 N and In 0.17 Ga 0.75 Al 0.08 N
Are alternately grown 20 times, ie, 30 °, for a total of 40 layers. Further, the first charge injection layer In 0.17 Ga 0.83 N is 30 °, the light emitting layer is In 0.25 Ga 0.75 N 50 °, and the second charge injection layer is GaN. Has grown 200Å. The difference in band gap between the first charge injection layer and the light emitting layer is about 0.16 eV,
The difference in band gap between the charge injection layer and the light emitting layer is about 0.5
eV.

【0024】こうして得られた試料を、He−Cdレー
ザ(波長325nm、出力10mW)を励起光源として
液体窒素温度でフォトルミネッセンススペクトル(以
下、「PL」と記すことがある。)を測定したところ、
発光層に由来する明瞭な青色発光を示し、中心波長は4
315Å、ピーク強度(ピーク波長での検出器の出力)
は4.15mVであった。
A photoluminescence spectrum (hereinafter, sometimes referred to as “PL”) of the thus obtained sample was measured at a liquid nitrogen temperature using a He—Cd laser (wavelength: 325 nm, output: 10 mW) as an excitation light source.
It shows clear blue light emission derived from the light emitting layer, and the center wavelength is 4
315 °, peak intensity (output of detector at peak wavelength)
Was 4.15 mV.

【0025】比較例2 GaN上に直接、発光層としてIn0.25Ga0.75Nを5
0Å成長したことを除いては実施例2と同様にして成長
を行った。本実施例の場合、第1の電荷注入層はGaN
である。実施例1と同様にPLによる評価を行なったと
ころ、やはり明瞭な青色発光を示したが、ピーク強度は
1.6mVしかなかった。この結果を実施例2と比較す
ることで、本発明の3−5族化合物半導体における発光
層の結晶性が比較例2に比べて大きく改善されているこ
とがわかる。
COMPARATIVE EXAMPLE 2 In 0.25 Ga 0.75 N was used as a light emitting layer directly on GaN.
The growth was carried out in the same manner as in Example 2 except that the growth was 0 °. In the case of this embodiment, the first charge injection layer is GaN
It is. Evaluation by PL was performed in the same manner as in Example 1. As a result, clear blue light was emitted, but the peak intensity was only 1.6 mV. Comparing this result with Example 2, it can be seen that the crystallinity of the light emitting layer in the Group 3-5 compound semiconductor of the present invention is greatly improved as compared with Comparative Example 2.

【0026】実施例3 本発明のバッファ層の上に直接発光層を成長したことを
除いては実施例2と同様にして、本発明の半導体を作製
した。また、バッファ層を10回(合計20層)及び4
0回(合計80層)繰り返した同様の試料を作製した。
本実施例の場合、バッファ層の最後の層が第1の電荷注
入層としての作用を持つ。第1の電荷注入層と発光層の
バンドギャップの差は約0.3eVである。これらの試
料および比較例2の試料を実施例2と同様にして室温で
のPLによる評価を行なった。図3にバッファ層の層数
とピーク強度の関係を示す。比較例のピーク強度もこの
図の層数0の位置に示してある。この図から本発明によ
る半導体の結晶性が比較例2に比べて向上していること
がわかる。
Example 3 A semiconductor of the present invention was produced in the same manner as in Example 2 except that a light emitting layer was grown directly on the buffer layer of the present invention. In addition, the buffer layer was repeated 10 times (20 layers in total) and 4 times.
A similar sample was repeated 0 times (total of 80 layers).
In the case of the present embodiment, the last layer of the buffer layer functions as the first charge injection layer. The difference in band gap between the first charge injection layer and the light emitting layer is about 0.3 eV. These samples and the sample of Comparative Example 2 were evaluated by PL at room temperature in the same manner as in Example 2. FIG. 3 shows the relationship between the number of buffer layers and the peak intensity. The peak intensity of the comparative example is also shown at the position of the layer number 0 in this figure. From this figure, it can be seen that the crystallinity of the semiconductor according to the present invention is improved as compared with Comparative Example 2.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の3−5族化合物半導体は、In
を含む高品質で大面積の3−5族化合物半導体であり、
これを用いた発光素子は高い発光効率を有する。特に、
本発明の発光素子は、3−5族化合物半導体におけるI
nの組成が10〜80モル%の場合には、発光波長を紫
色及びそれより長波長の可視領域すなわち青色、緑色、
黄色、橙色などにすることができる。特に、本発明の発
光素子は、青色、緑色用として工業的に重要である。
According to the present invention, the group 3-5 compound semiconductor is In
Is a high-quality, large-area Group 3-5 compound semiconductor containing
A light-emitting element using this has high luminous efficiency. In particular,
The light-emitting device of the present invention provides a light-emitting device having a group III-V
When the composition of n is 10 to 80 mol%, the emission wavelength is violet and a visible region having a longer wavelength, that is, blue, green,
Can be yellow, orange, etc. In particular, the light emitting device of the present invention is industrially important for blue and green light.

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

【図1】本発明の半導体発光素子で用いる3−5族化合
物半導体の製造装置の概略図。
FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for manufacturing a Group 3-5 compound semiconductor used in a semiconductor light emitting device of the present invention.

【図2】本発明の発光素子の構造の一例を示す概略図。FIG. 2 is a schematic view illustrating an example of a structure of a light emitting element of the present invention.

【図3】バッファ層の層数とPLピーク強度との相関を
示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a correlation between the number of buffer layers and a PL peak intensity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・マスフローコントローラー 2・・・恒温層 3・・・TMGバブラー 4・・・マスフローコントローラー 5・・・恒温層 6・・・TMAバブラー 7・・・マスフローコントローラー 8・・・恒温層 9・・・TMIバブラー 10・・・マスフローコントローラー 11・・・恒温層 12・・・MCp2Mgバブラー 13・・・シランボンベ 14・・・調圧弁 15・・・マスフローコントローラー 16・・・アンモニアボンベ 17・・・調圧弁 18・・・マスフローコントローラー 19・・・反応炉 20・・・高周波コイル 21・・・サセプター 22・・・サファイア基板 23・・・排気孔 24・・・AlNバッファ層 25・・・GaN層 26・・・In0.1 Ga0.9 NとIn0.1 Ga0.8 Al
0.1 Nの積層構造からなるバッファ層 27・・・InGaAlN電荷注入層 28・・・InGaN発光層 29・・・InGaAlN電荷注入層 30・・・n電極 31・・・p電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mass flow controller 2 ... Constant temperature layer 3 ... TMG bubbler 4 ... Mass flow controller 5 ... Constant temperature layer 6 ... TMA bubbler 7 ... Mass flow controller 8 ... Constant temperature layer 9 ... TMI bubbler 10 Mass flow controller 11 Constant temperature layer 12 MCp2 Mg bubbler 13 Silane cylinder 14 Pressure regulating valve 15 Mass flow controller 16 Ammonia cylinder 17 Pressure valve 18 Mass flow controller 19 Reactor 20 High frequency coil 21 Susceptor 22 Sapphire substrate 23 Exhaust hole 24 AlN buffer layer 25 GaN layer 26 ... In 0.1 Ga 0.9 N and In 0.1 Ga 0.8 Al
Buffer layer 27 having a laminated structure of 0.1 N InGaAlN charge injection layer 28 InGaN light emitting layer 29 InGaAlN charge injection layer 30 n electrode 31 p electrode

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−164055(JP,A) 特開 平5−335622(JP,A) 特開 平5−275745(JP,A) 特開 平5−206513(JP,A) 特開 平6−53549(JP,A) 特開 平6−326415(JP,A) 特開 昭64−17484(JP,A) 特開 平7−249795(JP,A) 特開 平8−228048(JP,A) 特開 平6−232451(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 33/00 H01S 5/00 - 5/50 H01L 21/205 Continuation of the front page (56) References JP-A-6-164055 (JP, A) JP-A-5-335622 (JP, A) JP-A-5-275745 (JP, A) JP-A-5-206513 (JP) JP-A-6-53549 (JP, A) JP-A-6-326415 (JP, A) JP-A-64-17484 (JP, A) JP-A-7-249795 (JP, A) 8-228048 (JP, A) JP-A-6-232451 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 33/00 H01S 5/00-5/50 H01L 21 / 205

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】発光層と電荷注入層とを有する層と、基板
との間に、バッファ層を有し、発光層が一般式Inx
y Alz N(式中、0<x≦1、0≦y<1、0≦z
<1、x+y+z=1)で表される3−5族化合物半導
体であって、電荷注入層が一般式Inx'Gay'Alz'
(式中、0<x'≦1、0≦y'<1、0≦z'<1、x'
+y'+z'=1)で表され、発光層よりも大きなバンド
ギャップを有する3−5族化合物半導体であって、バッ
ファ層が、一般式Inu Gav Alw N(式中、0<u
≦1、0≦v<1、0≦w<1、u+v+w=1)で表
され、少なくとも2つの組成の異なる層からなる積層構
造を含み、かつ、サファイア基板上に形成されたGaN
層上に、形成されていることを特徴とする3−5族化合
物半導体。
A buffer layer is provided between a substrate having a light emitting layer and a charge injection layer and a substrate, wherein the light emitting layer has a general formula of In x G
a y Al z N (where 0 <x ≦ 1, 0 ≦ y <1, 0 ≦ z
<1, x + y + z = 1) in a 3-5 group compound semiconductor represented, the charge injection layer is the general formula In x 'Ga y' Al z 'N
(Where 0 <x ′ ≦ 1, 0 ≦ y ′ <1, 0 ≦ z ′ <1, x ′
+ Y '+ z' = 1 ) is represented by, a 3-5 group compound semiconductor having a larger band gap than the light-emitting layer, the buffer layer is of the general formula In u Ga v Al w N (wherein, 0 <u
≦ 1, 0 ≦ v is represented by the <1,0 ≦ w <1, u + v + w = 1), seen including a laminated structure composed of different layers of at least two compositions, and, formed on a sapphire substrate GaN
A group 3-5 compound semiconductor formed on a layer .
【請求項2】発光層と電荷注入層とを有する層と、基板
との間に、バッファ層を有し、発光層が一般式In x
y Al z N(式中、0<x1、0y<1、0
<1、x+y+z=1)で表される3−5族化合物半導
体であって、電荷注入層が一般式In x' Ga y' Al z'
(式中、0<x '1、0 ' <1、0 ' <1、x '
+y ' +z ' =1)で表され、発光層よりも大きなバンド
ギャップを有する3−5族化合物半導体であって、バッ
ファ層が、Inu Gav Alw N(式中、0≦u<1、
0≦v<1、0≦w<1、u+v+w=1)層とInu'
Gav'Alw'N(式中、0≦u'<1、0<v'≦1、0
≦w'<1、u'+v'+w'=1)層とが交互に少なくと
も2回繰り返された積層構造を含み、かつ、サファイア
基板上に形成されたGaN層上に、形成されていること
を特徴とする3−5族化合物半導体。
2. A layer having a light emitting layer and a charge injection layer, and a substrate
And a light emitting layer having a general formula In x G
a y Al z N (where 0 <x1, 0y <1, 0z
<1, x + y + z = 1) semiconductor of group 3-5 compound represented by 1)
A body, the charge injection layer is the general formula In x 'Ga y' Al z 'N
( Where 0 <x 1, 0y <1, 0z <1, x
+ Y '+ z' = 1 ) is represented by, a 3-5 group compound semiconductor having a larger band gap than the light emitting layer, a buffer layer, In u Ga v Al w N ( where, 0 ≦ u <1 ,
0 ≦ v <1, 0 ≦ w <1, u + v + w = 1) Layer and In u ′
Ga v 'Al w' N (in the formula, 0 ≦ u '<1,0 <v' ≦ 1,0
≦ w ′ <1, u ′ + v ′ + w ′ = 1) including a laminated structure alternately repeated at least twice , and sapphire
On the GaN layer formed on the substrate, it you said formed 3-V compound semiconductor.
【請求項3】発光層と電荷注入層とを有する層と、基板
との間に、バッファ層を有し、発光層が一般式In x
y Al z N(式中、0<x1、0y<1、0
<1、x+y+z=1)で表される3−5族化合物半導
体であって、電荷注入層が、発光層よりも0.1eV以
上大きなバンドギャップを有する3−5族化合物半導体
であって、バッファ層が、一般式In u Ga v Al w
(式中、0<u1、0v<1、0w<1、u+v
+w=1)で表され、少なくとも2つの組成の異なる層
からなる積層構造を含み、かつ、サファイア基板上に形
成されたGaN層上に、形成されていることを特徴とす
る3−5族化合物半導体。
3. A layer having a light emitting layer and a charge injection layer, and a substrate
And a light emitting layer having a general formula In x G
a y Al z N (where 0 <x1, 0y <1, 0z
<1, x + y + z = 1) semiconductor of group 3-5 compound represented by 1)
Wherein the charge injection layer is 0.1 eV or less than the light emitting layer.
Group 3-5 compound semiconductor with large band gap
A is, the buffer layer has the general formula In u Ga v Al w N
( Where 0 <u1, 0v <1, 0w <1, u + v
+ W = 1), and at least two layers having different compositions
Including a laminated structure consisting of sapphire substrate
Formed on the formed GaN layer.
Group 3-5 compound semiconductor.
【請求項4】発光層と電荷注入層とを有する層と、基板
との間に、バッファ層を有し、発光層が一般式In x
y Al z N(式中、0<x1、0y<1、0
<1、x+y+z=1)で表される3−5族化合物半導
体であって、電荷注入層が、発光層よりも0.1eV以
上大きなバンドギャップを有する3−5族化合物半導体
であって、バッファ層が、In u Ga v Al w N(式
中、0u<1、0v<1、0w<1、u+v+w
=1)層とIn u' Ga v' Al w' N(式中、0 '
1、0<v '1、0 ' <1、u ' +v ' +w ' =1)
層とが交互に少なくとも2回繰り返された積層構造を含
み、かつ、サファイア基板上に形成されたGaN層上
に、形成されていることを特徴とする3−5族化合物半
導体。
4. A layer having a light emitting layer and a charge injection layer, and a substrate
And a light emitting layer having a general formula In x G
a y Al z N (where 0 <x1, 0y <1, 0z
<1, x + y + z = 1) semiconductor of group 3-5 compound represented by 1)
Wherein the charge injection layer is 0.1 eV or less than the light emitting layer.
Group 3-5 compound semiconductor with large band gap
A is, the buffer layer, In u Ga v Al w N ( wherein
Where 0u <1, 0v <1, 0w <1, u + v + w
= 1) layer and In u ′ Gav Al w ′ N (where 0u <
1, 0 <v 1, 0w <1, u + v + w = 1)
And a layered structure in which the layers are alternately repeated at least twice.
On the GaN layer formed on the sapphire substrate
A half-group 3-5 compound characterized by being formed
conductor.
【請求項5】電荷注入層が一般式In x' Ga y' Al z'
(式中、0<x '1、0 ' <1、0 ' <1、x '
+y ' +z ' =1)で表されることを特徴とする請求項3
〜4いずれかに記載の3−5族化合物半導体。
5. The method according to claim 1, wherein the charge injection layer has a general formula of In x ' Gay ' Al z ' N.
( Where 0 <x 1, 0y <1, 0z <1, x
+ Y + z = 1).
5. A Group 3-5 compound semiconductor according to any one of (1) to (4).
【請求項6】GaN層が、サファイア基板上に低温成長6. A GaN layer is grown at a low temperature on a sapphire substrate.
バッファ層を介して形成されていることを特徴とする請A buffer formed through a buffer layer.
求項1〜5いずれかに記載の3−5族化合物半導体。6. A Group 3-5 compound semiconductor according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 バッファ層が、少なくとも4つの層からな
ることを特徴とする請求項1〜6いずれかに記載の3−
5族化合物半導体。
7. A buffer layer according to any one of claims 1-6, characterized in that it consists of at least four layers 3
Group 5 compound semiconductor.
【請求項8】バッファ層の 少なくとも1つの層において
w>0である積層構造を含むことを特徴とする請求項1
〜7いずれかに記載の3−5族化合物半導体。
8. claim 1, characterized in that it comprises a laminated structure which is w> 0 at least one layer of the buffer layer
8. A Group 3-5 compound semiconductor according to any one of Items 1 to 7.
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