JP4230715B2 - 光放射半導体素子 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体物質のドーピングに関する。
【0002】
【従来の技術】
III-V群は、周期表のIII及びV群から選択された要素を含む。特に、III群窒化半導体が、光電子素子応用のための光放射材として用いられる。III群窒化半導体はまた、高周波、高出力、及び/又は高温電子素子用に使用され得る。これらのタイプの半導体は、短い波長の可視光放射に必要とされる広いバンドギャップを持つ。既知のIII群窒化物と、Al、Ga、及びInのようなIII群の要素、及びV群要素Nを含む合金、が存在する。これらの材料は、基板上に蒸着され、LEDやレーザーダイオードを含む光電子素子に使用できる層構造を形成する。これらの素子は、広い帯域で可視光線を放射する。
【0003】
そのようなIII-V族半導族の一つはGaNである。GaNは、青色放射レーザーダイオードを製造するために用いられる、広いバンドギャップの半導体である。これらのレーザーダイオードには、n型ドーピング及びp型ドーピングを持つ領域が必要とされる。N型ドーピングは通常、Ga原子を置き換えてドナーとして動作するSi原子を導入することによって、GaNレーザーで達成される。P型ドーピングは通常、Gaサブ格子位置を占有してアクセプタとして動作するMg原子を導入することによって、GaNレーザーで達成される。アクティブ領域は、n型領域とp型領域の間に位置する。
【0004】
現在、半導体物質のドーピングレベルは、効率的な半導体素子動作に要求されるレベルより小さい。例えば、p型ドーピングに起因するGaNのホール密度は、通常、1018cm-3の数倍より小さい。複数のファクターが、ホール密度を制限し得る。一つのファクターは、Mg原子の低溶解度である。他のファクターはホールとMgアクセプタとの高結合エネルギーである。
【0005】
【発明の概要】
本発明は、III-V族半導体物質の基板原子の原子半径(covalent radii)より小さい、あるいは、それより大きい原子半径を持つドーパント原子によってもたらされる、局所的応力を補償する、ドープされた物質及びドープするための方法を提供する。
【0006】
種々の模範的実施例で、本発明による半導体構造は、基板上に形成された、III族窒化層のような少なくとも一つの、第1の、III-V族層を含む。少なくとも一つの第1のIII-V族層の少なくとも一部分は、n型ドーパント及びp型ドーパントの一つによってドープされる。アクティブ層が、少なくとも一つの第1のIII-V族層上に接して(on)、あるいはその上に(over)形成される。少なくとも一つの第2のIII-V族層が、アクティブ層上に接して、あるいはその上に形成される。少なくとも一つの第2のIII-V族層の少なくとも一部分が、他の一つのn型ドーパント及びp型ドーパントによってドープされる。少なくとも一つの第1のIII-V族上に接して、あるいはその上に第1の電極が形成され、少なくとも一つの第2のIII-V族層上に接して、あるいはその上に第2の電極が形成される。p型ドーパントは、第1のp型ドーパント及び第2のp型ドーパント及び等価不純物(isovalent impurity)のいずれか、あるいは双方を含む。第1のp型ドーパントは、その寸法が第2のp型ドーパント及び/又は等価不純物の一つの寸法と異なる原子半径を持つ。第1のp型ドーパントは、ベースIII族要素の原子半径より小さいか大きいかのいずれかの原子半径を持つ一方、第2のp型のドーパント及び/又は等価不純物のそれぞれは、それぞれ、ベースIII族要素の原子半径より大きいかあるいは小さい原子半径を持つ。
【0007】
第1のp型ドーパントによってもたらされる局所的応力は、第2のp型ドーパント及び/又は等価不純物によってもたらされる局所的応力によって補償される。局所的応力が減らされるので、第1のp型ドーパントの密度が増加され得る。
【0008】
本発明に係る半導体物質には、p型ドーパントでドープされた少なくとも一つのIII−V族領域を含む半導体物質であって、上記p型ドーパントは第1のp型ドーパント及び少なくとも一つの第2のp型ドーパント及び不純物を含み、上記第1のp型ドーパントは、上記第1のp型ドーパントによってもたらされる、上記少なくとも一つのIII-V族領域での局所的応力が、上記少なくとも一つの上記第2のp型ドーパント及び上記不純物によってもたらされる、上記少なくとも一つのIII-V族領域での局所的応力によって補償されるように、そして、上記少なくとも一つのIII-V族領域での、上記第1のp型ドーパントの密度が高められるように、各上記第2のp型ドーパント及び上記不純物の原子半径とサイズが異なった原子半径を持つ、半導体物質が含まれ、また、
n型ドーパントでドープされた少なくとも一つのIII-V族領域を含む半導体物質であって、上記n型ドーパントは第1のn型ドーパント及び少なくとも一つの第2のn型ドーパント及び不純物を含み、上記第1のn型ドーパントは、上記第1のn型ドーパントによってもたらされる、上記少なくとも一つのIII-V族領域での局所的応力が、上記少なくとも一つの上記第2のn型ドーパント及び上記不純物によってもたらされる、上記少なくとも一つのIII−V族領域での局所的応力によって補償されるように、そして、上記少なくとも一つのIII-V族領域での、上記第1のn型ドーパントの密度が高められるように、各上記第2のn型ドーパント及び上記不純物の原子半径とサイズが異なった原子半径を持つ、半導体物質が含まれる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下の本発明の模範的実施例の記述は、いかなるタイプの既知あるいは後に発見され得る半導体構造及び物質にも向けられ得ることが理解されなければならない。しかし、以下の本発明の模範的実施例は、窒化半導体物質及び窒化半導体物質を用いた光放射素子構造に向けられる。特に、以下の記述は、GaN半導体構造に向けられる。しかし、以下に記載される技術は、いかなる既知のあるいは後に発見される半導体化合物のn型あるいはp型のドーピングにも向けられ得ることを理解して欲しい。
【0010】
以下の記述で、用語“ドーピング”及び“ドーパント”は、等価不純物のような不純物の、半導体物質への導入を含むように解釈されるべきであり、よって、ドナーあるいはアクセプタ物質の導入に限定されないように理解されるべきである。
【0011】
図1は、本発明の一つの模範的実施例による、多層光放射素子構造100を示す。光放射素子構造100は、基板110を含み、これは、例えば、サファイアあるいはシリコン炭化物のような、いかなる既知のあるいは後に開発される物質によっても形成され得る。サファイアの場合には、光電子素子のためには、A及びCオリエンテッド(oriented)単一クリスタルサファイアが好ましい。基板110上に、第1のIII族窒化層120が形成される。GaN、InGaN、及びAlGaNのようなIII族窒化物は、短波長可視光放射に必要なバンドギャップに伴う特性を持つ。図1に示される、少なくとも第1のIII族窒化層120の一部分は、n型ドープされた領域である。アクティブ層130は、第1のIII族窒化層120の上に接して、あるいはその上に形成される。アクティブ層のために、例えばInGaNのような、いかなる適切な物質もが使用され得る。
【0012】
第2のIII族窒化層140が、アクティブ層130の上に接してあるいはその上に、その後形成される。この第2のIII族窒化層140の少なくとも一部分はp型ドープされた領域である。第2のIII族窒化層140の上に接して、あるいはその上に、第1の電極150が形成される。第1のIII族窒化層120上に接して、あるいはその上に、第2の電極152が形成される。結果としての構造が図1に示され、これは、p型III族窒化領域140とn型III族窒化領域120との間に閉じ込められたアクティブ層130を含む。
【0013】
動作時には、第1の電極150と第2の電極152の間に電気ポテンシャルが印加される。導電バンドの電子は、nドープされたIII窒化層120から、アクティブ層130の、より低いエネルギー状態へ流れる。第1の電極150に印加された電圧は、pドープされたIII族層140の荷電子体ホールをアクティブ層130に流し込ませる。従って、nドープされたIII族窒化層120からの電子が、pドープされたIII族窒化層140からのホールと、アクティブ層130で結合する。アクティブ層130でのホールと電子の再結合によって、発光が起こる。
【0014】
光放射素子構造100内で、多重閉じ込め、及び多重接触層、が提供され得る。従って、第1及び第2のIII族窒化層120及び140は説明用であり、光放射素子構造100内で形成され得るIII族窒化層の数を限定する意図は無い。
【0015】
p型ドーピングは、Mg原子のドーピングによって、GaN半導体で達成された。しかし、Mgドーピングによって、所望のホール密度より少ないホール密度しか達成できなかった。
【0016】
本発明で使用され得る、III−V族物質の一つの模範的実施例で、GaN半導体は、Beでpドープされ、そして、Beのそれより大きい原子半径を持つ他のpドーパントとともにコ・ドープ(co-doped)される。計算機による計算結果[ジェイ.ニューゲバウア 及び C.G.バン デ ワレ、ジェイ.アプレイケーション フィジックス 85、3003(1999)]は、GaN中のBeの溶解性が、Mgのそれより大きくなり、Beのイオン化エネルギーが、Mgのそれよりわずかに小さいことを示した。
【0017】
形成エネルギー(formation energy)は、置換型アクセプターの溶解性を直接決定する。次に、形成エネルギーは、置換型アクセプターの最も近傍との結合の強度によって影響を受け、置換型アクセプターが置き換える原子と比較した置換型アクセプターのサイズによって影響を受ける。III族の位置でアクセプターが置換する場合には、その最も近傍はV族原子である。従って、Beの結合強度は、Be3N2形成時の熱によって評価され得る。Be3N2は、Mg3N2のそれよりも、非常に、より高い形成熱を持つ。Mg-Nと比較してBe-N結合が強いほど、窒化ベースのV族半導体中のMgと比較して、Beの溶解性に好ましい影響を与える。
【0018】
しかし、比較的低いBeの形成エネルギーが、比較的小さいBeの原子半径によって打ち消される。Gaの原子半径よりも、Beは非常に、より小さな原子半径を持つ。従って、pドーパントとしてのBeは、結果として、Nの最も近傍の相当の緩和(sizable relaxation)によって、Ga-N格子での局所的歪みをもたらす。Be原子によってもたらされる局所的な歪みは、エネルギー論的にコスト高となり(energetically costly)、Ge位置でのBe原子の形成エネルギーを持ち上げる。結果として、Beによってのみドープされた、GaN中のBe形成エネルギーは、実際には、Mgのそれより僅か低いだけである。従って、Ga位置上のBeの密度は、比較的低く抑えられる。
【0019】
本発明によるIII−V族物質の一つの模範的実施例によれば、Ga格子中の、より高いBeの密度は、少なくとも一つの第2の、より大きなpドーパント及び/又は等価不純物を、Ga-N格子のGa位置に導入することによって達成される。一般的に、少なくとも一つの、第2のpドーパント及び/又は等価ドーパントあるいは不純物は、第1のp型ドーパントより大きい原子半径を持つ。このことは、第1のp型ドーパントが、ベースIII族要素の原子半径より小さい原子半径を持つ際に、特に有用である。この場合、種々の模範的実施例では、少なくとも一つの第2のp型ドーパント及び/又は原子ドーパントあるいは不純物が、ベースIII族要素の原子半径より大きい原子半径を持ち得る。Be原子の小さなサイズは、このように、その近傍の他のドーパントの、より大きなサイズによって補償される。より大きなサイズの原子の応力補償によって、ドーパント複合体の、より低い形成エネルギーがもたらされる。従って、次に、Ga格子のBeのより高い密度をもたらす。
【0020】
代わりに、他の模範的実施例で、少なくとも一つの第2のp型ドーパント及び/又は等価ドーパントあるいは不純物が、第1のp型ドーパントより小さい原子半径を持つ。第1のp型ドーパントが、ベースIII族要素の原子半径より大きい原子半径を持つ際、これは特に有用である。この場合、種々の模範的実施例で、少なくとも一つの第2のp型ドーパント及び/又は等価ドーパントあるいは不純物が、これもまたベースIII族要素の原子半径より小さい、原子半径を持ち得る。
【0021】
本発明によるIII−V族物質の一つの実施例に従って、Beとともにドーパントとして導入された等価不純物は、Inである。一つあるいはそれ以上のIn原子を持ち、2番目に近い、近傍の位置に位置する、Be原子を含む複合体の形成エネルギーは、隔離されたBe原子のそれより、更に低い。Inの付加による形成エネルギーの減少は、Ga格子でのBe密度を高める。Be-N-In複合体の例が図8に示される。
【0022】
本発明による、III-V族物質の第2の模範的実施例に従って、GaN半導体が、小さなII族アクセプターによってドープされ、より大きなII族アクセプターによってコ・ドープされる。適切な小さなII族アクセプターの例がBeである。適切な大きいII族アクセプターの例はMgである。Ga格子内のBeとMg原子は、Be-N-Mg複合体を形成する。Be-N-Mg複合体はダブルアクセプター(double acceptor)複合体である。
【0023】
本発明によるIII-V族物質の第3の模範的実施例に従って、GaN半導体は、大きいII族アクセプターによってドープされ、小さいIII族等価不純物によってコ・ドープされる。適切な大きいII族アクセプターの例は、Mgである。適切な小さいIII族の等価不純物の例は、Alである。Ga格子内のMgとAl原子は、Mg-N-Al複合体を形成する。Mg-N-Al複合体は、単一アクセプター複合体である。
【0024】
本発明によるIII-V族物質の第4の模範的実施例に従って、GaN半導体が、小さなII族アクセプターによってドープされ、大きなV族等価不純物によってコ・ドープされる。適切な、小さなII族アクセプターの例は、Beである。適切な大きなV族の等価不純物の例は、Pである。Ga格子中のBeとP原子は、Be-P複合体を形成する。Be-P複合体は、単一のアクセプター複合体である。
【0025】
本発明による、III−V族物質の上述の模範的実施例は、限定的ではない。本発明による、ドープされた物質及びドーピング方法は、ドープされたIII−V族層の応力補償をもたらすIII−V族半導体物質の領域での、あるいは、III−V族半導体物質の領域での、ドーパント及びコ・ドーパントのいかなる組合わせをも包含するように意図される。本発明によるドープされた物質及びドーピング方法は、例えば、GaAs及びInPのような、いかなる既知の、あるいは後に発見される半導体化合物にも応用され得る。
【0026】
従って、本発明によるIII−V族物質の5番目の模範的実施例によると、GaAs半導体は、Ga位置においてBeでpドープされ、Inでコ・ドープされるか、あるいはAs位置でSbでドープされる。本発明によるIII-V族物質の6番目の模範的実施例によると、InP半導体はBeでpドープされ、As等価不純物がP位置に導入される。
【0027】
本発明によるドープされた物質とドーピング方法は、III−V族半導体の領域のn型ドーパントの密度を高めるためにも使用され得る。従って、7番目の模範的実施例によれば、GaAs半導体はTeでnドープされ、例えばAs位置でのSのような、より小さなサイズのコ・ドーパントでコ・ドープされる。代わりに、より大きなTe原子によってもたらされた局所的応力を補償するために、Asサブ格子上にPの等価不純物が導入され得るか、あるいは、Ga位置上にB等価不純物が導入され得る。
【0028】
図2から8は、本発明による、光電子素子を形成する方法の第1の模範的実施例の種々のステップを示す。
【0029】
図2は、本発明による光電子素子を形成するの方法の、第1の模範的実施例の第1のステップを示す。この第1のステップで、n型のIII−V族層23は、サファイア基板21の上に接してあるいはその上に、エピタキシャルに成長させられる。n型III−V族層23は、金属-有機化学気相成長(MOCVD)によるような、いかなる適切な方法によっても、サファイア基板21の上に接してあるいはその上に、成長させられる。この模範的実施例では、n型層のIII−V族層23はn型GaNである。n型III−V族層23は、例えばSiのような、いかなる適切なn型ドーパントでもドープされる。
【0030】
図3は、本発明による光電子素子を形成する方法の、第1の模範的実施例の第2のステップを示す。この第2のステップで、n型III−V族層23の上に接してあるいはその上に、アクティブ層24が成長させられる。アクティブ層24は、例えばInGaNのような、いかなる適切な物質をも含む。
【0031】
図4は、本発明による光電子素子を形成する方法の、第1の模範的実施例の第3のステップを示す。この第3のステップで、p型III−V族層25は、アクティブ層24の上に接してあるいはその上に、成長させられる。この模範的実施例で、p型III−V族層25はGaNである。p型III−V族層は、第1のアクセプターでドープされ、第2のドーパント及び/又は等価不純物でコ・ドープされる。第1のアクセプターは、p型III−V族層25サブ格子を構成するIII族原子の原子半径と異なる原子半径を持つ。もし、第1のアクセプターの原子半径が、III族原子の原子半径より小さいなら、第2のドーパント及び/又は等価不純物は、種々の模範的実施例で、第1のアクセプターのの原子半径よりも、より大きな原子半径を持つ。種々の他の模範的実施例で、第2のドーパントあるいは等価不純物は、p型III−V族層25サブ格子を形成するIII族原子の原子半径より、より大きい原子半径を持ち得る。このケースでは、より小さな第1のアクセプター原子は、p型III−V族層25サブ格子で、局所的な引張り応力に晒される。より大きな第2のドーパント及び/又は等価不純物原子は、p型III−V族層25サブ格子で、局所的圧縮応力に晒される。いずれのケースでも、第1のアクセプターと第2のドーパント及び/又は等価不純物を含む複合体は、応力補償され、結果として、p型III-V族層25サブ格子でのアクセプターの高められた密度をもたらす。
【0032】
同様に、もし、第1のアクセプターの原子半径が、III族原子の原子半径より大きいなら、第2のドーパント及び/又は等価不純物は、種々の模範的実施例で、第1のアクセプターの原子半径よりも、より小さな原子半径を持つ。種々の模範的実施例で、第2のドーパント及び/又は等価不純物は、p型III−V族層25サブ格子を形成するIII族原子の原子半径より、より小さい原子半径を持ち得る。この場合には、より大きな第1のアクセプター原子は、p型III−V族層25サブ格子で局所的圧縮応力に晒される。より小さな第2のドーパント及び/又は等価不純物原子は、p型III−V族層25サブ格子で、局所的引張り応力に晒される。いずれのケースでも、第1のアクセプター及び第2のドーパント及び/又は不純物を含む複合体は、応力補償されており、結果として、p型III−V族層25サブ格子での、アクセプターの高められた密度をもたらす。
【0033】
一つの模範的実施例で、p型III−V族層25は、Beでドープされ、Inでコ・ドープされる。p型III−V族層25の、Inによるコ・ドープは、容易に達成される。というのは、Inソースは、アクティブ層24から容易に入手可能だからである。所望の効果は、Be原子周辺の局所的応力補償に依存するので、大体一つのIn原子、あるいはそれ以上のIn原子が、各々のBe原子に対して提供されなければならない。In原子の所望の密度は、このように、アクセプター密度のオーダーである。しかし、相対的ドーピング密度は、この関係に限定されず、よって、意図する結果としての物質の使用に対する、十分な応力補償を提供する、いかなるドーピング密度をも持ち得る。
【0034】
図5は、本発明による光電子素子を形成する方法の第1の模範的実施例の第4のステップを示す。この第4のステップでは、アクティブ層24の部分及びp型のIII-V族層25は、n型III−V族層23の露出された部分30を形成するために、パターン化され、及び/又は除去される。n型のIII−V族層23の露出した部分30を形成するために、アクティブ層24と、p型III−V族層25を除去することは、例えばエッチングのような、いかなる方法によっても、達成され得る。
【0035】
図6は、本発明により光電子素子を形成する方法の、第1の模範的実施例の5番目のステップを示す。この第5のステップでは、p型III-V族層25の上に接してあるいはその上に、第1の電極28が形成される。第1の電極28は、例えばTiやAlのような、いかなる適切な物質をも含む。第1の電極28は、例えば、第1の電極28を形成するための、使用される物質の蒸発(evaporating)及び焼結(sintering)を含むプロセスのような、いかなる適切な方法によっても、p型III−V族層25の上に接してあるいはその上に、形成される。
【0036】
図7は、本発明による光電子素子を形成する方法の、第1の模範的実施例の第6のステップを示す。この第6のステップで、n型III-V族層23の露出された部分30の上に接してあるいはその上に、第2の電極29が形成される。第2の電極29は、例えばTiやAlのような、いかなる適切な物質をも含む。第2の電極29は、例えば、電極28を形成するために使用される物質の蒸発と焼結を含むプロセスのような、いかなる適切な方法によっても、n型III-V族層の露出された部分30の上に接してあるいはその上に、形成され得る。
【0037】
いくつかの、しかし全てでない、模範的実施例で、n型のIII−V族23層は、第1のドナーでドープされ、第2のドーパント及び/又は等価不純物でコ・ドープされる。第1のドナーは、n型III-V族層23サブ格子を形成するV族原子の原子半径と異なる原子半径を持つ。もし、第1のドナーの原子半径が、V族原子の原子半径より小さいなら、第2のドーパント及び/又は等価不純物は、種々の模範的実施例で、第1のドナーの原子半径よりも、より大きな原子半径を持つ。種々の他の模範的実施例で、第2のドーパントあるいは等価不純物は、n型III-V族層23サブ格子を形成するV族原子の原子半径よりも、より大きい原子半径を持ち得る。この場合には、より小さな第1のドナー原子は、n型のIII-V族層23のサブ格子での局所的引張り応力に晒される。より大きな第2のドーパント及び/又は等価不純物原子は、n型のIII-V族層23サブ格子での局所的圧縮応力に晒される。いずれのケースでも、第1のドナー及び第2のドーパント及び/又は等価不純物を含む複合体は、応力補償され、結果として、n型のIII-V族の層23のサブ格子での高められたドナーの密度をもたらす。
【0038】
同様に、もし、第1のドナーの原子半径が、V族原子の原子半径よりも、より大きければ、第2のドーパント及び/又は等価不純物は、種々の模範的実施例で、第1のドナーの原子半径よりも、より小さな原子半径を持つ。種々の他の模範的実施例で、第2のドーパント及び/又は等価不純物は、n型III-V族層23サブ格子を形成するV族原子の原子半径よりも、より小さな原子半径を持ち得る。このケースでは、より大きな第1のドナー原子は、n型III−V族層23サブ格子での局所的圧縮応力に晒される。より小さな第2のドーパント及び/又は等価不純物原子は、n型III-V族層23サブ格子での局所的引張り応力に晒される。いずれのケースでも、第1のドナー及び第2のドーパント及び/又は不純物を含む複合体は、応力補償され、結果として、n型III-V族層23サブ格子において、高められたドナーの密度をもたらす。
【0039】
ひとつの模範的実施例で、n型III-V族層23はGaAsである。n型III-V族層は、Teでドープされ、例えば、As位置上のSのような、より小さなサイズのコ・ドーパントでコ・ドープされる。代わりに、より大きなTe原子によってもたらされた局所的応力を補償するために、P等価不純物が、Asサブ格子上に導入され得るし、あるいは、Ga位置上に、B等価不純物が導入され得る。
【0040】
p型層あるいはp型領域が本発明に従ってドープされるときに、種々の模範的な半導体構造では、本発明に従って、いかなる関連するn型層あるいはn型領域のドープもが不必要であることが理解されるべきである。同様に、いくつかの模範的半導体構造で、本発明に従ってn型層あるいはn型領域がドープされるときに、本発明に従って、いかなる関連するp型層あるいはp型領域をドープすることも不用である。しかし、いくつかの模範的半導体構造で、本発明に従って、n型層とp型層及び/又はn型領域とp型領域をドープすることが望ましいかもしれない。
【0041】
本発明に従って半導体物質をドーピングする方法の模範的実施例によって、結果として、III-V族化合物半導体物質のドープされた領域あるいはドープされた層での、より高いドーピング原子の密度がもたらされる。III-V族半導体の、対応する領域での、アクセプターあるいはドナー原子のより高い密度によって、改善された素子効率がもたらされる。例えば、本発明による、半導体物質のドーピング方法の模範的実施例は、例えば、トランジスター、光電子素子、ダイオード、レーザーダイオード、及び発光ダイオードなどの、電子素子の効率を改善する。更に、本発明による半導体物質のドーピング方法の模範的実施例によって、そのような電子素子を組み込む、例えばディスプレイ装置、画像形成装置、ファクシミリ機器、レーザープリンター、光ファイバーネットワーク、マイクロプロセッサー、ゲートアレイ、及びデジタル信号プロセッサーのような電子システムの効率が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの模範的実施例による光放射素子の構造。
【図2】本発明による光電子素子を形成する方法の一つの模範的実施例の最初のステップ。
【図3】本発明による光電子素子を形成する方法の一つの模範的実施例の第2のステップ。
【図4】本発明による光電子素子を形成する方法の一つの模範的実施例の第3のステップ。
【図5】本発明による光電子素子を形成する方法の一つの模範的実施例の第4のステップ。
【図6】本発明による光電子素子を形成する方法の一つの模範的実施例の第5のステップ。
【図7】本発明による光電子素子を形成する方法の一つの模範的実施例の第6のステップ。
【図8】本発明によるBe-N-In複合体(complex)の例。
【符号の説明】
21 サファイア基板
23 n型III-V族層
24 アクティブ層
25 p型III−V族層
28 第1の電極
29 第2の電極
30 n型のIII−V族層23の露出した部
100 多層光放射素子構造
110 基板
120 第1のIII族窒化層
130 アクティブ層
140 第2のIII族窒化層
150 第1の電極
152 第2の電極
Claims (1)
- 光放射半導体素子であって、
基板、
前記基板の上に形成される、n型ドーパントでドープされた、GaNからなる第1のIII−V族の層であって、前記n型ドーパントは、Teからなる第1n型ドーパント、及び、Sからなる少なくとも一つの第2n型ドーパントを含み、前記第1n型ドーパントは、前記第1n型ドーパントによってもたらされる、前記III-V族領域での局所的応力が、前記少なくとも一つの前記第2n型ドーパントによってもたらされる、前記III−V族領域での局所的応力によって補償されるように、そして、前記III-V族領域での、前記第1n型ドーパントの密度が高められるように、前記第1n型ドーパントの原子半径は、各前記第2n型ドーパントの原子半径のサイズと異なっている、前記第1の III −V族の層、
前記第1のIII−V族の層の一部の上に形成されるInGaNのアクティブ層、
前記アクティブ層の上に形成される、p型ドーパントでドープされた、GaNからなる第2のIII−V族の層であって、前記p型ドーパントは、第1p型ドーパントとしてのBeと第2p型ドーパントとしてのIn、又は、第1p型ドーパントとしてのMgと第2p型ドーパントとしてのAlの、どちらかであり、前記第1p型ドーパントは、該第1p型ドーパントによってもたらされる、前記第2のIII-V族領域での局所的応力が、前記第2p型ドーパントによってもたらされる、前記第2のIII-V族領域での局所的応力によって補償されるように、そして、前記第2のIII-V族領域での、前記第1p型ドーパントの密度が高められるように、前記第1p型ドーパントの原子半径は、前記第2p型ドーパントの原子半径のサイズと異なっている、前記第2の III −V族の層、
前記第2のIII−V族の層の上の第1の電極、及び、
前記第1のIII−V族の層の他の部分の上の第2の電極、
を備える光放射半導体素子。
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